Realidade Virtual e Aumentada

MembrosHavilla Hayssa

Lucas Duarte Nunes Arajo

Lucas Muniz de Lima Junior

Manoel Bueno de Oliveira Alves

Ronaldo Alves

Vitor Hugo Mendes de Sousa

Introduo

Realidade Virtual e Aumentada so tecnologias dependentes de processamento em tempo real e, por isso, so influenciadas pela evoluo da computao, tanto do ponto de vista do hardware quanto do software. Alm disso, pelo fato de terem sido criadas h varias dcadas, suas definies acabaram sendo modernizadas, em funo de fatores mais recentes, como a multiplicidade de plataformas e a viabilizao de softwares capazes de tratar elementos multisensoriais. O que antes se restringia a computadores de grande porte e a aplicaes de computao grfica, foi atualmente expandido para microcomputadores, plataformas mveis e Internet, envolvendo aplicaes grficas, sonoras, gestuais e de reao de tato e fora.

Realidade Virtual uma interface computacional avanada que envolve simulao em tempo real e interaes, atravs de canais multicensoriais [Burdea e Coiffet 1994]

uma interface computacional que permite ao usurio interagir em tempo real, em um espao tridimensional gerado por computador, usando seus sentidos, atravs de dispositivos especiais [Kirner 2011].

O usurio pode perceber o mundo virtual, atravs de uma janela constituda pela tela do monitor ou pela tela de projeo ou ser inserido no mundo virtual, atravs de capacete (HMD) ou de salas com multiprojeo (cavernas) e dispositivos de interao.

Realidade Virtual

A realidade virtual implementada no modo janela denominada no imersiva, enquanto que a implementao baseada em capacete (HMD) ou salas de multiprojeo e em outros dispositivos multisensoriais denominada imersiva Realidade virtual no imersiva e imersiva

Realidade AumentadaA realidade aumentada definida de vrias maneiras:

o enriquecimento do ambiente real com objetos virtuais, usando algum dispositivo tecnolgico, funcionando em tempo real;

uma melhoria do mundo real com textos, imagens e objetos virtuais, gerados por computador [Insley, 2003];

a mistura de mundos reais e virtuais em algum ponto da realidade/virtualidade contnua, que conecta ambientes completamente reais a ambientes completamente virtuais [Milgran, 1994];

um sistema que suplementa o mundo real com objetos virtuais gerados por computador, parecendo coexistir no mesmo espao e apresentando as seguintes propriedades:

combina objetos reais e virtuais no ambiente real; executa interativamente em tempo real; alinha objetos reais e virtuais entre si; aplica-se a todos os sentidos, incluindo audio, tato e fora e cheiro [Azuma, 2001].

Realidade Aumentada

A Aplicao de realidade aumentada com webcam e marcador

Posicionamento dos objetos virtuais no ambiente de realidade aumentada

Realidade Aumentada vs Realidade Virtual Realidade Aumentada

O sistema aumenta a cena real

O utilizador mantm a sensao de presena no mundo real

Necessita de mecanismos para combinar o mundo real e o virtual

Realidade Virtual

Ambiente totalmente sinttico

Os sentidos (ex: viso) esto sob controle do sistema

Necessita de mecanismos para integrar o utilizador no mundo virtual

Realidade Aumentada vs Realidade Virtual

Evoluo- A Realidade Virtual se firmou na dcada de 90, mas tevesuas origens na dcada de 50, com algumas experinciasmultimodais baseadas em tcnicas cinematogrficas.Nessesentido Morton Heilig iniciou, em 1956, a construo do Sensorama, mquina que permitia fazer um passeio pr-gravado de motocicleta.

Evoluo- Nos dias atuais podemos dizer que a realidade virtual e a realidade aumentada est em quase tudo ou se no em tudo. Por exemplo: em jogos, na engenharia e etc.

Abordagem Cronolgica- 1977: A luva Dataglove desenvolvida, contribuindo para os aspectos multisensoriais da realidade virtual;- 1981: O simuador Super Cockpit, da Fora Area Americana, passou a operar com capecete de viso ptica, este um dos primeiros registros de projetos de realidade aumentada; - 1989a: A empresa Mattel introduziu a luva Powerglove e um sistema de rastreamento para videogame Nitendo;- 1989b: Jaron Lanier, um artista e cientista da computao, cunhou o termo de Realidade Virtual, como alternativa a termos semelhantes como mundo virtual e realidade artificial;- 1990: O Prof. Thomas Caudell, da Universidade do Novo Mexico, em visita empresa Boeng, cunhou o termo Realidade Aumentada, em referencia a um dispositivo d Realidade Virtual;-

Abordagem Cronolgica- 1991a: O primeiro peridico comercial para a comunidade de Realidade Virtual CyberEdge Journal foi publicado;- 1991b: Foi criado o Rend386, um software livre, voltado para o desenvolvimento de aplicaes populares de Realidade Virtual; - 1992a: Surgiu a Realidade Virtual por projeo, implementada em ambiente de caverna, como alternativa para o uso de capacete; - 1992b: A empresa Sense8 Co. passou a comercializar o software para desenvolvimento de aplicaes de Realidade Virtual WorldToolKit;- 1992c: A empresa Silicon Graphics Inc. lanou o Iris Inventor, uma ferramenta de software em C++, para modelagem e visualizao 3D; - 1992d: Iniciam-se, no Brasil, as primeiras iniciativas na rea de realidade virtual;

Abordagem Cronolgica- 1993a: Surgiram duas conferncias acadmicas sobre Realidade Virtual:VRAIS93, realizada em Seattle, e Research Frontiers in Virtual RealityIEEE Workshop, realizada em San Jose;- 1993b: Foi realizado o Workshop on Augmented Reality and Ubiquitous Computing, no MIT;- 1994a: A linguagem VRML, elaborada por especialistas da rea acadmica, foi liberada com especificao para uso pblico;- 1994b: Paul Milgram et. al. publicaram o artigo Augmented Reality: A Class of Displays on the Reality-Virtuality Continuum.- 1995: Intensificam-se, no Brasil, as aes na rea de realidade virtual, envolvendo publicaes e criao de grupos de pesquisa;- 1997a: Ronald Azuma publicou o artigo A Survey of Augmented Reality;

Abordagem Cronolgica- 1997b: Realizao do primeiro evento brasileiro na rea de Realidade Virtual - (WRV 97), em So Carlos, SP;- 1998: Foi realizado o primeiro (IWAR 98), em So Francisco, EUA;- 1999a: O software livre ARToolKit, uma biblioteca escrita em C e baseada rastreamento por video, despertando o interesse pela rea de Realidade Aumentada;- 1999b: Foi iniciada a especificao da linguagem X3D;- 2000 2008: Foi desenvolvido um software 3D SketchUp, sendo adquirido pela empresa Google. Foi publicado um livro sobre a evoluo da realidade aumentada. Foi realizado o primeiro (WRA 2004), em Piracicaba, SP. O software livre FlarToolkit desenvolvido para plataforma Flash.

Tendncia: Realidade Aumentada

Tendncia:Realidade Aumentada

Realidade Aumentada um ambiente que integra tanto a realidade virtual como elementos do mundo real, criando um ambiente misto em tempo real.

RA uma tecnolgia que da vida a nossa viso criativa. As aplicaes disso so ilimitadas, desde jogos, componentes e aplicativos de celulares,

entre outros. Uma das principais novidades na RA que o sistema de interao deixa de ser

simplesmente a de pessoa-monitor, e passa a ser o espao e os objetos a sua volta, o ambiente como um todo.

Tendncia:Realidade AumentadaPara alguns especialistas que participaram da mesa Os benchmarks em realidade aumentada a realidade aumentada j uma tendencia consolidada:

Francisco Mattosinho, gerente de meios digitais do Bradesco, mencionou o aplicativo mobile do banco, um case do que j atingiu 10 mil usurios. O programa junta GPS com geolocalizao e exibe agncias prximas ao lugar onde est o cliente.

Nicholas Serrano, diretor de estratgias digitais do Grupo Estado, exps o uso da RA no jornalismo, indicando que a tecnologia pode agregar mais informao notcia. No caso, uma matria sobre a Torre Eiffel vinha acompanhada de uma tag que, ao ser exposta na webcam, mostrava um infogrfico na tela do computador. a tecnologia ampliando o contedo do jornal, disse ele.

Tendncia:Realidade Aumentada Hoje as nossa experiencias com RA atraves:

Tendncia:Realidade Aumentada No futuro a grande mudana sera nos acessrios, pense:


E quando comear a juntar informao pessoal?Ao entrar numa loja e detectar algo atravs de acessrios computadorizados e houver

imediatamente a ligao de que algo que seu amigo gosta e esse amigo faz aniversrio a trs semanas o mais provavel que isso afete e possa influenciar em uma venda.


Para especialistas mais otimistas ainda, eles acreditam que no futuro teremos capacete com RA, onde, vamos poder interagir com o filme e influencia no seu desfecho.

Tendncia:Realidade AumentadaA RA no varejo uma excelente

oportunidade de demonstrar um produto e representa um elemento futuro no ato da compra.Durante trs dias de uma semana, uma loja da na Rssia testou um provador de roupas diferente.

Usando realidade aumentada, a tela integrava o mundo real com o virtual: no lugar do espelho, a tela ajuda aos clientes a simularem seus looks e escolherem possveis peas para comprarem.


At que ponto essas novas possibilidades sero positivas para ns? De que maneira isso afetar nossas relaes interpessoais e nossas prprias interaes

com o ambiente ao redor? Ao que tudo indica, a medida que a tecnologia se desenvolve e torna nossas vidas

mais cmodas, mais nos tornamos dependentes dela. Seja como for, uma realidade que est cada vez mais prxima de se concretizar, ao ponto de no se ter dvida de muito do que mostrado nos vdeos realmente possvel.

Realidade Virtual e Realidade Aumentada na

Medicina

Realidade Virtual e Realidade Aumentada na Medicina

Aplicaes de RV e RA na Medicina

Principais perifricos utilizados

Centro de Reabilitao de Goinia


Realidade Virtual

Pode ser definida como a capacidade computacional de criar ambientes virtuais realistas, onde o usurio pode se imergir e interagir com os eventos ou objetos deste ambiente


Realidade Virtual

Pode ser definida como a capacidade computacional de criar ambientes virtuais realistas, onde o usurio pode se imergir e interagir com os eventos ou objetos deste ambiente

O ser humano imerso em um ambiente virtual


Realidade Aumentada

Diferente da realidade virtual, a realidade aumentada mantm o usurio em seu ambiente fsico e transporta o ambiente virtual para o ambiente do usurio

O ambiente virtual imerso no ambiente do ser humano

Como a medicina tem usufrudo de ambas tecnologias?



Treinamento Mdico

Planejamento cirrgico

Tele Cirurgia e Cirurgia Robtica

Tratamentos fisioterpicos

Tratamento de doenas de desordem de equilbrio

Tratamento/Estudo de pessoas com paralisia cerebral

Realidade Virtual e Realidade Aumentada na Medicina Aplicaes de RV e RA na Medicina

Treinamento Mdico

Simulao de Microcirurgias (RV) - NeuroTouch Cranio Simulator (National Research Council, Canada)


Treinamento Mdico

Simulao de Microcirurgias (RV) - NeuroTouch Cranio Simulator (National Research Council, Canada)

Venopuno (RA) - VeinViewer - AV300


Treinamento Mdico

Venopuno (RA) - VeinViewer


Treinamento Mdico

Venopuno (RA) - VeinViewer - AV300

Em 2009 a empresa AccuVein LCC lanou

um produto concorrente mais compacto, o

AV300.


Treinamento Mdico

Venopuno - VeinViewer - AccuVein

Em um estudo feito com crianas, o sucesso da venopuno na primeira tentativa usando o VeinViewer foi de 80%, em comparao a 49% sem o dispositivo. Em outro estudo envolvendo adultos, o nmero mdio de tentativas foi de 1,18 com o dispositivo versus 2,08 a olho nu. O tempo mdio para a instalao de um acesso venoso com o VeinViewer neste estudo foi de 6,6 minutos, em comparao a 17,1 com o mtodo tradicional.

Atualmente, apenas estes dois produtos so disponveis no mercado.



Treinamento Mdico


Mdicos podem simular a cirurgia em um ambiente de RV controlado (Evitar danos colaterais no paciente) O sistema pode auxiliar na tomada de deciso caso algo d errado O grau de imerso em RV pode trazer confiana para novos mdicos antes da cirurgia



Treinamento Mdico



Rob DaVinci (RV) Cirurgia de Ponte de Safena



Tele Cirurgia e Cirurgia Robtica (RV)

Rob DaVinci

Os mdicos do Hospital Albert Einstein, em So Paulo, realizaram uma cirurgia de corao indita na Amrica Latina. Eles usaram um rob para fazer uma ponte de safena - sem abrir o peito do paciente.O vigilante Alvacir Silveira tinha uma obstruo em uma das artrias coronrias e o sangue chegava com dificuldade ao corao. Por isso, precisou fazer uma ponte de safena. No caso de Silveira, os mdicos retiraram uma artria que fica atrs da mama e colocaram no corao. A grande diferena foi o modo de realizao do procedimento.Em uma cirurgia convencional, preciso abrir o peito do paciente com um corte de cerca de 25 centmetros, serrar o osso do peito e abrir a membrana que envolve o corao. Na cirurgia robtica, o mdico consegue acessar o corao sem abrir o peito do paciente, fazendo apenas quatro furos pequenos no trax.



Treinamento Mdico







Vdeo sobre o mtodo de utilizao de RV no tratamento de crianas https://www.youtube.com/watch?v=BiunhJ71-KM



Treinamento Mdico







Tratamento de doenas de desordem de equilbrio (RV)- Medical Virtual Reality Center (Universidade de So Pretersburgo)

http://www.mvrc.pitt.edu/index.html



Treinamento Mdico





Tratamento/Estudo de pessoas com paralisia cerebral



Tratamento/Estudo de pessoas com paralisia cerebral- Utilizao de games que no ambiente de RV permitem que indivduos com certas limitaes fsicas experimentem a realidade de pessoas perfeitas



Head Mounted Display (HMD)

Data Gloves

Digitalizador 3D

Atuadores Robticos (Rob DaVinci)




Data Gloves




Data Gloves

Digitalizador 3D




Data Gloves

Digitalizador 3D

Atuadores Robticos (Rob DaVinci)




Centro de Reabilitao de Goinia

- iiNeuro Reabilitao (RV)

00:40 8:49

Uso da Realidade Aumentada no estudo de Estruturas Qumicas

Realidade Aumentada e Qumica Principais problemas no estudo de ligaes qumicas

Alto nvel de abstrao; Teoria no aplicada na prtica.

Realidade Aumentada e Qumica O que a Realidade Aumentada proporciona?

Gerao de exemplos de forma mais prtica, objetiva e visual; Representao dinmica de modelos; Simulaes interativas de reaes qumicas.

Realidade Aumentada e Qumica

Como funciona?

Colocao do objeto real em frente cmera;

Captao da imagem e envio em tempo real para o software;

Software programado para retornar objeto virtual de acordo com

objeto real mostrado cmera;

O dispositivo de sada exibe o objeto virtual em sobreposio ao real

como se ambos fossem um s.

Simuladores de Voo e a Realidade Virtual


Em alguns casos, fazer com que uma pessoa treine uma certa tarefa pode ser muito difcil, muito caro ou simplesmente impossvel.

Treinamento de pilotos; O Piloto pode tentar realizar um nmero muito maior de vos em

um dia, do que conseguiria em um aparelho real, no espao de meses.

Evita a exposio ao risco de acidentes decorrente da falta de experincia do piloto.


A Realidade Virtual comeou na indstria de simulao, com os simuladores de vo que a Fora Area dos Estados Unidos passou a construir depois da Segunda Guerra Mundial.

Normalmente, as cabines de simulao de vo no so consideradas aplicaes de Realidade Virtual. Isto porque a cabine e os controles so reais, e as imagens so exibidas em telas colocadas no lugar das janelas do avio.


Alguns simuladores vem sendo construdos usando tecnologias de Realidade Virtual como HMDs.

O videocapacete (HMD) o dispositivo de sada de dados que mais isola o usurio do mundo real.

Tem como principal vantagem a possibilidade de recriar a cabine, simulando um outro avio, sem precisar de uma nova cabine.

Head-mounted display (HMD)Simuladores de Voo e a Realidade Virtual

Centro de Realidade Virtual da Embraer

O simulador do avio EMB-312 Tucano, da EMBRAER, possui um moderno sistema de visualizao de realidade virtual.

O equipamento integra as imagens do satlite ao GIS(Geospatial Information System) para uma perspectiva visual tridimensional.

As imagens do satlite QuickBird, com 60 centmetros de resoluo e alta preciso, oferecem panos de fundo realistas e visualizaes precisas do terreno.


Imagem do simulador do avio EMB-312 Tucano


Duvidas ?

Referncias http://paginas.fe.up.pt/~aas/pub/Aulas/RVA/1_Introd_RA.pdf http://www.de.ufpb.br/~labteve/publi/2007_svrps.pdf http://www.de.ufpb.br/~labteve/publi/2011_svrps.pdf

Realidade Virtual e Realidade Aumentada na Medicina http://www.marcasepatentes.pt/files/collections/pt_PT/1/300/301/Realidade%20Aumentada.pdf http://www.fortec.edu.br/mkt/artigo2.pdf http://www.medicina.ufmg.br/noticias/?p=11672 http://www.informaticamedica.org.br/informed/virtual.htm http://www.istoe.com.

br/reportagens/128085_A+CURA+PELA+REALIDADE+VIRTUAL+PARTE+1 http://www.mvrc.pitt.edu/index.html http://www.scielo.br/pdf/acb/v18n5/17446.pdf http://www.informaticamedica.org.br/informaticamedica/n0202/sabbatini.htm#%C3%81reas

Refernciashttp://www.de.ufpb.br/~labteve/publi/2011_svrps.pdf. Acesso em 29/05/2014http://simulfq.blogspot.com.br/2012/03/realidade-aumentada-e-quimica.html. Acesso em 29/05/2014http://www.marcasepatentes.pt/files/collections/pt_PT/1/300/301/Realidade%20Aumentada.pdf. Acesso em 29/05/2014http://www.ckirner.com/download/tutoriais/rv-sibgrapi97/aplic.htm. Acesso em 29/05/2014

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