Realidade VirtualMrcio Ferreira Barrosbfmarcio@dsc.ufpb.br

RoteiroInterfaces No-Convencionais;Definio de RV;Contextualizao Historica da RV;Ambientes Virtuais Distribudos;Perifricos para RV;Aplicaes;RV em Medicina;Referncias;

Telepresena Telepresena uma situao, onde uma pessoa est objetivamente presente num ambiente real que est separado fisicamente da pessoa no espao; Tipos de Sistemas com Interfaces No Convencionais

Tipos de Sistemas com Interfaces No Convencionais Realidade VirtualO usurio participa de um mundo virtual gerado no computador, usando dispositivos sensoriais de percepo e controle;Um ambiente virtual pode ser projetado para simular tanto um ambiente imaginrio quanto um ambiente real;

Tipos de Sistemas com Interfaces No Convencionais Realidade Aumentada a combinao da viso do ambiente real com o ambiente virtual;Esse tipo de sistema obtido mesclando-se sistemas de telepresena e realidade virtual;

Tipos de Sistemas com Interfaces No Convencionais Realidade Melhorada Variao do sistema de realidade aumentada, onde um sistema de processamento de imagem gera informaes adicionais para serem sobrepostas imagem real;O resultado final pode ser tanto uma melhoria espectral quanto espacial, gerando transformaes e anotaes sobre a imagem; A gerao de imagens obtidas atravs de ampliao do espectro visvel do olho humano e a anotao de caractersticas especficas dos objetos como distncia, tipo, etc., so exemplos de melhoria de uma imagem.

Configurao Genrica dos Sistemas com Interfaces No Convencionais

Realidade Virtual

Sistema computacional usado para criar um mundo artificial no qual o usurio tenha a impresso de ESTAR, a possibilidade de NAVEGAR e de MANIPULAR objetos.DefinioCaractersticasMeio de comunicaoInterao intuitiva no espao 3-D em tempo-realIMERSO, INTERAO e PRESENAInterface por canais multi-sensoriais

ExemploSala virtual com 3 bolas em movimentoInterao com mouse ou teclado (Interao)Interao com data glove (VR)Dataglove com vibrador (Presena)Uso de culos estreo (Imerso)Visualizao em tela grande

Simulao Sensorial Viso: culos estreo, HMD, CAVEs, real- time video inputAudio: head phones e som renderizadoFala: real-time audio inputTato: DataGloves, DataSuites e dispositivos c/retorno de fora (exo-esqueletos)Olfato: ?? (cheiro artificial)

1838 Viso estereoscpica StereopticonCinema modificao de nossa viso da realidade, aumenta e altera a percepo Tecnologia de simulao de vo Link Trainer (1929) interatividade e movimento (mecnico) A Histria de uma IdiaCinerama (1952) 3 projetores

Anos 60: Sensorama visor de realidade virtual mecnico; CAD; visor tridimensional; simuladores de vo. Anos 70: computadores pessoais, videogames, luva para interao com computador, comunicao global. Anos 80: educao interativa assistida por computador; computao grfica no cinema e em documentos; computadores mais poderosos; primeira conferncia profissional sobre RV; incremento da explorao comercial da RV. Aplicaes: entretenimento, educao, pesquisa cientfica, teletrabalho, medicina, frias virtuais (!) A Histria de uma Idia

Estrutura de um Sistema de Realidade Virtual

Tipos de Sistemas de RV Multi-UsuriosResposta rpida a novos requisitos do sistema;Capacidade de manuteno;Suportar interao em tempo real;Fidelidade da insero do usurio no mundo virtual em relao a uma referncia;Alta taxa de quadros por segundo, reusabilidade e portabilidade;Ajustamento a novas interfaces e dispositivos de visualizao;Requisitos para capacidades adicionais;Requisitos de Ambientes Virtuais Distribudos

HMD Head Mounted DisplayUm visor de LCD para cada olho com viso estereoscpicaSensor de posio absoluta da cabeaFones estereofnicos

Stereo Glasses/Shutter Glassesculos de cristal lquidoDisplay alterna imagens para o olho esquerdo e direito a uma taxa de 30 imagens/segundoUsa monitor convencionalSincronizado por raios infra-vermelhosStereoGraphics CrystalEyes shutter glasses

BOOMs Binocular Omni-Orientation MonitorColocados em uma caixa, presa a um brao mecnico;Usam tubos de raios catdicos;Alta resoluo;Rpido;Tracker embutido;Confortvel;Caros;

Trackers (mecnicos)Brao mecnicoMuito rpidos PrecisosMovimentos restritos

Trackers (eletromagnticos)Clculo da posio e/ou orientao por campo magnticoRpidoProblemas de interfernciaMovimento limitadoCaro

Trackers (ticos)Tipicamente leds piscando, monitorados por uma cmera em uma posio fixaRpidoProblemas de interferncia pelas condies de luz ambientes

Trackers (Acsticos)Usa ultrassom para medir posio e orientaoLentosImprecisosReceptoresposicionados em L

Data GlovesSensores de flexo para os cinco dedosSensor de posio absoluta do punhoDataGlove

Joystick 3DTrackball 3DDispositivos interativos

Haptic and Force FeedbackPermitem a sensao de tatoTactile feedback: por vibradores ou bolhas de arForce feedback: permite a simulao de restries fsicasExoesqueletos

Caverna DigitalCave

Ambiente Imersivo 3D Multiusurio

Perifricos para Realidade VirtualDigitalizador 3DSensores Especializados

Perifricos para Realidade AumentadaImmersaDeskDisplay 3D sincronizado com culos Polaroid e joystick 3D

Feedback Visual/AuditivoAtuadorUsurioComputadorImagem 3DSensoresAtuaoPosioCoordenaovisuomotora

Feedback de ForasAtuadorUsurioComputadorImagem 3DSensoresAtuaoPosioCoordenaovisuomotoraFeedbackFeedback

Artes - Pinturas em relevo, esculturas, museus virtuais, msica com instrumentos virtuais;Jogos;Turismo Virtual;Passeio Ciclstico Virtual;Esportes Virtuais - aperfeioar a tacada de golfe com lies em tempo real;Cinema Virtual - (platia define o final);Montanha Russa Virtual;

AplicaesEntretenimento

Visualizao de prottipos;Simulao de montagens;Simulao da dinmica de estruturas articuladas;Simulao do processo produtivo;Planejamento da obra;Inspeo tridimensional em tempo real;Decorao de ambientes;Avaliao acstica;Aplicaes cientifcasVisualizao de superfcie planetrias;Sntese molecular;Anlise de comportamento de estruturas atmicas e moleculares;Anlise de fenmenos fsico-qumicos;AplicaesEngenharia, design e arquitetura

Educao e treinamentoLaboratrios Virtuais;Vdeo-conferncia ;Consulta a bibliotecas virtuais;Comrcio EletrnicoShop3D (publicidade e comrcio eletrnico);ShopRural (feira rural virtual);Shopping Nacional (shopping 3D de 2 andares);VR Shopping (entretenimento e comrcio eletrnico);Templo da msica (loja de CDs);Loja virtual (loja de mveis);Aplicaes

Incio dos esforos simulados para treinamento antes da 2 Guerra Mundial; SIMNET Espao Ciberntico das Foras Armadas Americanas (simuladores de guerra, campos de batalha, tanques) "To importante como entretenimento quanto para o treinamento das foras armadas" "Os generais do prximo sculo sero capazes de controlar a guerra em andamento, atravs de um simples movimento da mo ou do olho, e se colocar, usando a telepresena, no meio do campo de batalha." "No futuro, podemos esperar que as foras armadas persigam economia e maior eficincia em batalhas, atravs da utilizao da tecnologia da realidade virtual."AplicaesForas armadas

Realidade Virtual em Medicina

reas de AplicaoPlanejamentoImagenologiaEndoscopia virtualCirurgia virtualBiomecnicaTelecirurgiaMundos artificiaisBiosimulao

Simulao de EndoscopiaManipuladores Tridimensionaiscom Sensores DigitaisEndocirurgiaLaparoscopia

Simulao de EndoscopiaManipuladores Visualizadores

Simulao de Cirurgia VideolaparoscpicaEstao de SimulaoImagensgeradasem 3D

Treinamento por Realidade VirtualVenopuno

UreteroscopiaTreinamento por Realidade Virtual

Simulao de MicrocirurgiasStand com micromanipuladores

Viso do campo cirrgico simulado

Simulao de Microcirurgias

Realidade AumentadaVirtual Temporal BoneImmersaDesk comculos Polaroid eJoystick 3D

Superposio de ImagensViso do cirurgio Tomografia 3D do crebroCirurgio com HMD

Software de Desenvolvimento de RV

RefernciasRealidade Virtual e a Explorao do Espao Ciberntico Apresentao do Livrohttp://br.geocities.com/infoeducabr/rv/