Revisão dos Dispositivos de Visualização para Realidade Virtual Mestrando: Jeferson Luiz Curzel...

Revisão dos Dispositivos de Revisão dos Dispositivos de Visualização para Realidade VirtualVisualização para Realidade Virtual

Mestrando: Jeferson Luiz CurzelMestrando: Jeferson Luiz CurzelProf.: Marcelo da Silva HounsellProf.: Marcelo da Silva Hounsell

Maio 2006Maio 2006

ClassificaçãoClassificação

Não InterativosNão Interativos Visualização / HistóriaVisualização / História

Não ImersivosNão Imersivos Ainda vê o mundo realAinda vê o mundo real

Semi ImersivosSemi Imersivos Sobreposição virtual com o RealSobreposição virtual com o Real

ImersivosImersivos Oclusão do mundo realOclusão do mundo real

Não InterativosNão Interativos

PanoramaPanorama DESCRIÇÃODESCRIÇÃO

O primeiro panorama surgiu em 1787, sendo O primeiro panorama surgiu em 1787, sendo patenteado por Robert Baker, nesse tempo, patenteado por Robert Baker, nesse tempo, era uma forma extremamente popular de era uma forma extremamente popular de representação da natureza e de eventos representação da natureza e de eventos históricos.históricos.

O panorama é um tipo de pintura mural O panorama é um tipo de pintura mural

construída ao redor de uma plataforma construída ao redor de uma plataforma circular onde os espectadores podem olhar em circular onde os espectadores podem olhar em qualquer direção e ver uma cena como se qualquer direção e ver uma cena como se estivessem no seu interior (Matos, 97)estivessem no seu interior (Matos, 97)

PanoramaPanorama

PANORAMAPANORAMA

PanoramaPanorama CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

Os panoramas eram normalmente construídos Os panoramas eram normalmente construídos em prédios com dois ou três andares, de modo em prédios com dois ou três andares, de modo que os espectadores pudessem passar por que os espectadores pudessem passar por ambientes diferentes (Comment, 1993). Assim ambientes diferentes (Comment, 1993). Assim os espectadores poderiam caminhar por cenas os espectadores poderiam caminhar por cenas diferentes. diferentes.

Apesar de não utilizar nenhuma técnica Apesar de não utilizar nenhuma técnica computadorizada o primeiro panorama computadorizada o primeiro panorama construído chegava a proporcionar imersão aos construído chegava a proporcionar imersão aos usuários.usuários.

SensoramaSensorama

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO

Em 1956, Morton Heilig (um cineasta) Em 1956, Morton Heilig (um cineasta) desenvolveu um simulador baseado em vídeo desenvolveu um simulador baseado em vídeo denominado sensorama, o equipamento já denominado sensorama, o equipamento já utilizava um dispositivo para visão utilizava um dispositivo para visão estereoscópica, sendo um dos primeiros sistemas estereoscópica, sendo um dos primeiros sistemas multisensoriais de realidade virtual. multisensoriais de realidade virtual.

Embora o invento não tenha tido sucesso Embora o invento não tenha tido sucesso comercial, ele foi o precursor da imersão do comercial, ele foi o precursor da imersão do usuário num ambiente sintético. usuário num ambiente sintético.

SensoramaSensorama

SENSORAMASENSORAMA

SensoramaSensorama

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

O Sensorama era uma espécie de cabine que O Sensorama era uma espécie de cabine que combinava filmes 3D, som estéreo, vibrações combinava filmes 3D, som estéreo, vibrações mecânicas, aromas, e ar movimentado por mecânicas, aromas, e ar movimentado por ventiladores; tudo isso para proporcionar ao ventiladores; tudo isso para proporcionar ao espectador uma viagem multisensorial (Pimentel, espectador uma viagem multisensorial (Pimentel, 1995). 1995).

Dentro de uma pequena cabine, o espectador se Dentro de uma pequena cabine, o espectador se senta numa motocicleta, tendo a sensação de senta numa motocicleta, tendo a sensação de realizar um passeio, graças à utilização de loops de realizar um passeio, graças à utilização de loops de filmes, com direito a movimentos no assento, som filmes, com direito a movimentos no assento, som estereofônico, odores e outros efeitos especiais. estereofônico, odores e outros efeitos especiais.

Visão EstereoscópicaVisão Estereoscópica

Não ImersivosNão Imersivos

DESKTOPDESKTOP


Dispositivos Desktop, são baseado em PC Dispositivos Desktop, são baseado em PC tem baixo custo de aquisição, onde o usuário tem baixo custo de aquisição, onde o usuário individualmente pode visualizar ambientes individualmente pode visualizar ambientes virtuais, dando um baixo grau de imersão. virtuais, dando um baixo grau de imersão.

Este sistema permite que os usuários Este sistema permite que os usuários experimentem visualizar imagens 3D que, experimentem visualizar imagens 3D que, envolve a vista, o som e a interação em envolve a vista, o som e a interação em tempo real.tempo real.

DESKTOPDESKTOP

DESKTOPDESKTOP

DESKTOPDESKTOP


As imagens são projetadas no monitor CRT ou As imagens são projetadas no monitor CRT ou LCD, a interação e a navegação são conseguidos LCD, a interação e a navegação são conseguidos através dos dispositivos de entrada avançados, através dos dispositivos de entrada avançados, tais como as luvas. O participante pode interagir tais como as luvas. O participante pode interagir com o ambiente virtual através de ícones que com o ambiente virtual através de ícones que permitem o usuário participar do ambiente. permitem o usuário participar do ambiente.

O baixo grau de imersão obtido com este O baixo grau de imersão obtido com este dispositivo se deve ao fato da pequena tela de dispositivo se deve ao fato da pequena tela de visualização das imagens, campo de visão visualização das imagens, campo de visão reduzido e restrição aos movimentos do usuário.reduzido e restrição aos movimentos do usuário.

MULTI DESKTOPMULTI DESKTOP


O princípio é o mesmo visto O princípio é o mesmo visto anteriormente, porém utiliza 3 anteriormente, porém utiliza 3 monitores, cada um com uma imagem monitores, cada um com uma imagem diferente, dispostos de forma a ter uma diferente, dispostos de forma a ter uma imagem panorâmica. imagem panorâmica.


ExemploExemplo



As imagens são projetadas no monitor As imagens são projetadas no monitor CRT ou LCD, a interação e a navegação CRT ou LCD, a interação e a navegação são conseguidos através dos são conseguidos através dos dispositivos de entrada avançados, tais dispositivos de entrada avançados, tais como as luvas. O participante pode como as luvas. O participante pode interagir com o ambiente virtual interagir com o ambiente virtual através de ícones que permitem o através de ícones que permitem o usuário participar do ambiente. usuário participar do ambiente.

WINDOW VRWINDOW VR

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO É composto de um display com planos e É composto de um display com planos e

tamanhos e resoluções variadas, tamanhos e resoluções variadas, traçadores de posição e orientação e um traçadores de posição e orientação e um conjunto de controles de navegação conjunto de controles de navegação acoplado. Dispensando o uso de HMD, este acoplado. Dispensando o uso de HMD, este sistema foi planejado para que o usuário sistema foi planejado para que o usuário possa interagir de forma natural e possa interagir de forma natural e intuitivamente sem qualquer tipo de intuitivamente sem qualquer tipo de instrução prévia e sem perda de tempo instrução prévia e sem perda de tempo com ajustes de botões.com ajustes de botões.

WINDOW VRWINDOW VR

Window VRWindow VR

http://www.virtualresearch.com/products/win_vr.html

WINDOW VRWINDOW VR

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Display: 15” XGA (1024x768) / 17” Display: 15” XGA (1024x768) / 17”

SXGA (1280x1024) / 21” SXGA (1280x1024) / 21” (1600x1200);(1600x1200);

Traçador: 3 DOF / 6 DOF;Traçador: 3 DOF / 6 DOF; Navegação: Controles de mão com Navegação: Controles de mão com

botões emuladores de teclado, botões emuladores de teclado, spaceball, joystick. É touchscreen.spaceball, joystick. É touchscreen.

PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICAPROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICAPASSIVOPASSIVO


Estereoscopia Passiva por AnáglifoEstereoscopia Passiva por Anáglifo

Anáglifo é o nome dado a figuras planas cujo relevo se obtém Anáglifo é o nome dado a figuras planas cujo relevo se obtém por cores complementares, normalmente vermelho e verde. por cores complementares, normalmente vermelho e verde.

Nesse caso, cada um dos olhos utiliza um filtro diferente para Nesse caso, cada um dos olhos utiliza um filtro diferente para visualizar as imagens do par estereoscópico: o olho que visualizar as imagens do par estereoscópico: o olho que estiver com o filtro vermelho refletirá apenas a cor estiver com o filtro vermelho refletirá apenas a cor vermelha e o olho que estiver com o filtro verde refletirá vermelha e o olho que estiver com o filtro verde refletirá apenas a imagem verde. apenas a imagem verde.

Assim, as duas imagens são separadas na observação e Assim, as duas imagens são separadas na observação e fundidas em uma única imagem 3D preto e branco. A partir fundidas em uma única imagem 3D preto e branco. A partir dessas duas imagens, o cérebro reconstitui o relevo. Vista a dessas duas imagens, o cérebro reconstitui o relevo. Vista a olho nu, a imagem é desfocada e colorida (Machado, 2003). olho nu, a imagem é desfocada e colorida (Machado, 2003).

PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PASSIVOPASSIVO

ExemplosExemplos

EfeitoEfeito

PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PASSIVOPASSIVO


As vantagens desse tipo de estéreo são:As vantagens desse tipo de estéreo são: Necessita apenas de um projetor ou monitor;Necessita apenas de um projetor ou monitor; Pode ser impressa;Pode ser impressa; Baixo custo dos óculos.Baixo custo dos óculos.

Desvantagem principalDesvantagem principal Perda de qualidade que a coloração impõe.Perda de qualidade que a coloração impõe.

PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA ATIVO POR POLARIZAÇÃOATIVO POR POLARIZAÇÃO


Estereoscopia Ativa por Polarização da Luz

No processo de estereoscopia por polarização da luz, são No processo de estereoscopia por polarização da luz, são utilizados filtros polarizadores, os quais fazem com que as utilizados filtros polarizadores, os quais fazem com que as imagens projetadas do par estereoscópico sejam imagens projetadas do par estereoscópico sejam polarizadas em planos ortogonais (por exemplo, um plano polarizadas em planos ortogonais (por exemplo, um plano vertical e um horizontal). Dessa forma, o observador vertical e um horizontal). Dessa forma, o observador utiliza filtros polarizadores ortogonais correspondentes utiliza filtros polarizadores ortogonais correspondentes aos planos de projeção e vê com cada olho apenas uma das aos planos de projeção e vê com cada olho apenas uma das imagens projetadas. Da fusão das imagens vistas por cada imagens projetadas. Da fusão das imagens vistas por cada olho, resultará a visão estereoscópica (Machado, 2003).olho, resultará a visão estereoscópica (Machado, 2003).


Exemplo Exemplo



Necessita de dois projetores;Necessita de dois projetores; Não pode ser impressa;Não pode ser impressa; Óculos com lentes polarizadas.Óculos com lentes polarizadas. Não há perda de qualidade.Não há perda de qualidade.

PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA ATIVO POR SHUTTER GLASSESATIVO POR SHUTTER GLASSES

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO Estereoscopia Ativa por shutter glassesEstereoscopia Ativa por shutter glasses

Baseia-se no fato de que o sistema reage Baseia-se no fato de que o sistema reage (ativo) ao deslocamento que o usuário (ativo) ao deslocamento que o usuário possa vir a ter dentro do sistema. Através possa vir a ter dentro do sistema. Através de dispositivos sincronizadores de dispositivos sincronizadores (emissores/receptores), o sistema verifica (emissores/receptores), o sistema verifica se a posição do usuário mudou no ambiente se a posição do usuário mudou no ambiente e gera duas novas imagens, de forma que o e gera duas novas imagens, de forma que o usuário não as perceba (Santos, 2001:45)usuário não as perceba (Santos, 2001:45)

PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA PROJEÇÃO ESTEREOSCÓPICA ATIVO POR SHUTTER GLASSESATIVO POR SHUTTER GLASSES

ExemplosExemplos

Shutter Glasses Shutter Glasses Óculos ObituradoresÓculos Obituradores

MONITOR ESTEREOSCÓPICOMONITOR ESTEREOSCÓPICOATIVO POR SHUTTER GLASSESATIVO POR SHUTTER GLASSES

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Segundo essa técnica, o observador, ao Segundo essa técnica, o observador, ao

visualizar a tela do computador deve utilizar visualizar a tela do computador deve utilizar óculos especiais, cujas lentes são feitas de cristal óculos especiais, cujas lentes são feitas de cristal líquido. As lentes podem ficar instantaneamente líquido. As lentes podem ficar instantaneamente transparentes ou opacas de acordo com um transparentes ou opacas de acordo com um controle eletrônico que é sincronizado com o controle eletrônico que é sincronizado com o sinal de vídeo, de acordo com a imagem que está sinal de vídeo, de acordo com a imagem que está sendo exibida (olho esquerdo ou olho direito).sendo exibida (olho esquerdo ou olho direito).

O resultado é que cada olho enxerga uma O resultado é que cada olho enxerga uma imagem difetente, resultando no efeito imagem difetente, resultando no efeito estereoscópico (Kirner e Tori, 2006:199)estereoscópico (Kirner e Tori, 2006:199)

MONITORES MONITORES AUTOESTEREOSCÓPICOSAUTOESTEREOSCÓPICOS

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO Nos displays autoestereoscópicos, as visões Nos displays autoestereoscópicos, as visões

esquerda e direita são multiplexadas esquerda e direita são multiplexadas espacialmente, permitindo ao observador espacialmente, permitindo ao observador visualizar uma imagem tridimensional sem a visualizar uma imagem tridimensional sem a necessidade de óculos especiais. Cada imagem necessidade de óculos especiais. Cada imagem do par estéreo é segmentada e exibida nas do par estéreo é segmentada e exibida nas colunas pares e ímpares do monitor. Cada colunas pares e ímpares do monitor. Cada segmento é direcionado para o olho do segmento é direcionado para o olho do observador por meio de uma película lenticular observador por meio de uma película lenticular colocada na superfície do monitor (Kirner e colocada na superfície do monitor (Kirner e Tori, 2006:201)Tori, 2006:201)


Auto estereoscopiaAuto estereoscopia

http://www.mongarma.com/monitores.htm

http://www.virtual-experience.de/

http://www.seereal.com/en/products/products_cn.php

VISIO STATIONVISIO STATION

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO Este sistema desktop baseia-se em uma Este sistema desktop baseia-se em uma

tecnologia de visualização hemi-esférica de 2,7 tecnologia de visualização hemi-esférica de 2,7 metros de diâmetro que envolve um reduzido metros de diâmetro que envolve um reduzido número de usuários em um ambiente número de usuários em um ambiente completamente imersivo. completamente imersivo.

Projetado pela Elumens (Projetado pela Elumens (www.elumens.comwww.elumens.com), ), este sistema de visualização combina algoritmos este sistema de visualização combina algoritmos tridimensionais com um projeto proprietário de tridimensionais com um projeto proprietário de lentes óticas a fim de projetar na tela de lentes óticas a fim de projetar na tela de visualização, imagens tridimensionais geradas visualização, imagens tridimensionais geradas por computador e sem distorções. por computador e sem distorções.


Visio StationVisio Station

http://www.elumens.com/



Tela de 180 graus, Tela de 180 graus, um projetor com capacidade de resolução de um projetor com capacidade de resolução de

1024x768 pixels, e um conjunto de programas que 1024x768 pixels, e um conjunto de programas que transformam as imagens bi-dimensionais criadas transformam as imagens bi-dimensionais criadas através de programas como o 3D Studio Max e o 3D através de programas como o 3D Studio Max e o 3D Studio Viz, em uma experiência imersiva.Studio Viz, em uma experiência imersiva.

Peso: 150 libras (68,04 Kg)Peso: 150 libras (68,04 Kg) Dimensões físicas: Dimensões físicas:

Profundidade: 41” (104 cm)Profundidade: 41” (104 cm) Altura: 63” (160 cm)Altura: 63” (160 cm) Largura: 65” (165 cm)Largura: 65” (165 cm)

MESA DE VISUALIZAÇÃOMESA DE VISUALIZAÇÃO

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO Em uma mesa de visualização a imagem é Em uma mesa de visualização a imagem é

projetada em um plano horizontal, podendo para projetada em um plano horizontal, podendo para isso ser utilizado um espelho para reflexão da isso ser utilizado um espelho para reflexão da imagem do monitor de vídeo ou o próprio monitor imagem do monitor de vídeo ou o próprio monitor posicionado com a tela para baixo.posicionado com a tela para baixo.

O objetivo das mesas de visualização é oferecer O objetivo das mesas de visualização é oferecer maior realismo, aumentando o grau de imersão maior realismo, aumentando o grau de imersão do usuário do ambiente virtual do simulador. No do usuário do ambiente virtual do simulador. No caso de aplicações em cirurgia, as mesas caso de aplicações em cirurgia, as mesas apresentam como principal vantagem o apresentam como principal vantagem o posicionamento do usuário diante do simulador posicionamento do usuário diante do simulador de modo similar ao adotado durante a realização de modo similar ao adotado durante a realização do procedimento real, colocando-o em uma do procedimento real, colocando-o em uma posição mais confortável e realista (Machado, posição mais confortável e realista (Machado, 2003:90-91).2003:90-91).

ExemploExemplo

16) MESA DE VISUALIZAÇÃO16) MESA DE VISUALIZAÇÃO

MESA DE VISUALIZAÇÃOMESA DE VISUALIZAÇÃO


Tipo de dispositivo: Phantom Desktop ou Phantom Tipo de dispositivo: Phantom Desktop ou Phantom Premium 1.5;Premium 1.5;

Resolução de posicionamento: 0,02 mm a 0,03 mm;Resolução de posicionamento: 0,02 mm a 0,03 mm; Espaço de trabalho: 16 x 13 x 13 cm ou 19 x 27 x Espaço de trabalho: 16 x 13 x 13 cm ou 19 x 27 x

38 cm;38 cm; Força máxima obtida: 6,4 ou 8,5 Newton (1.45 lb a Força máxima obtida: 6,4 ou 8,5 Newton (1.45 lb a

1,9 lb);1,9 lb); Efetivador final: Stylus – 6 DOF ou 3 DOF feedback Efetivador final: Stylus – 6 DOF ou 3 DOF feedback

de força.de força.

Immersa DeskImmersa Desk

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO Desenvolvido em 1994 pela Universidade Illinois, Desenvolvido em 1994 pela Universidade Illinois,

possui uma tela grande de 67” x 50”, que pode ser possui uma tela grande de 67” x 50”, que pode ser inclinada a um ângulo de 45º. Este dispositivo inclinada a um ângulo de 45º. Este dispositivo permite que até 5 usuários, utilizando óculos ativos, permite que até 5 usuários, utilizando óculos ativos, possam visualizar o ambiente virtual, as imagens possam visualizar o ambiente virtual, as imagens estereoscópicas são projetadas em alta resolução. estereoscópicas são projetadas em alta resolução.

O tamanho da tela do ImmersaDesk é suficiente O tamanho da tela do ImmersaDesk é suficiente para encher o campo visão do usuário, criando um para encher o campo visão do usuário, criando um campo visual horizontal de aproximadamente 110 campo visual horizontal de aproximadamente 110 graus. O ângulo de inclinação de 45º permite que o graus. O ângulo de inclinação de 45º permite que o usuário possa olhar para frente e também para usuário possa olhar para frente e também para baixo. baixo.


ExemploExemplo



O sistema de projeção é composto por O sistema de projeção é composto por projetores que ficam situados debaixo projetores que ficam situados debaixo da tela de projeção,espelhos são da tela de projeção,espelhos são utilizados para auxiliarem na projeção utilizados para auxiliarem na projeção das imagens.das imagens.

DVQIDVQI


A idéia é desenvolver um dispositivo (tela ampla),A idéia é desenvolver um dispositivo (tela ampla),para visualização de AV, onde imagens serão para visualização de AV, onde imagens serão projetadas através de uma técnica denominada projetadas através de uma técnica denominada multi-resolução (uma mesma imagem possui multi-resolução (uma mesma imagem possui diferentes densidades de pixels), tal como a visãodiferentes densidades de pixels), tal como a visãohumana faz, ao captar a luz do ambiente e formar humana faz, ao captar a luz do ambiente e formar uma imagem na retina.uma imagem na retina.

DVQIDVQI

DVQIDVQI

DVQIDVQI

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Funcionamento: Funcionamento:

Replicar o funcionamentoReplicar o funcionamentoda visão humana, utilizando a técnica de da visão humana, utilizando a técnica de multi-resolução. multi-resolução.

Tela:Tela: Plana (Material translúcido); Plana (Material translúcido); Larga escala (2 X 1.8 m);Larga escala (2 X 1.8 m); Anteparo pretoAnteparo preto

Sistema de Projeção:Sistema de Projeção: Projeção traseira;Projeção traseira; Projetores: 1Projetores: 1

Área Central – (1024 X 768 X 32 bits)Área Central – (1024 X 768 X 32 bits) Restante – (640 X 480 X 16 bits) Restante – (640 X 480 X 16 bits)

CONCAVESCONCAVES


Um software mapeia volumes no sistema criando Um software mapeia volumes no sistema criando imagens tridimensionais que se estendem do chão imagens tridimensionais que se estendem do chão até o teto e de lado a lado. O segredo do sistema até o teto e de lado a lado. O segredo do sistema são as vistas tridimensionais em perspectivas que são as vistas tridimensionais em perspectivas que geram um senso de estereoscopia sem a geram um senso de estereoscopia sem a necessidade de óculos estéreos. O sistema requer necessidade de óculos estéreos. O sistema requer um hardware com muito menos recursos um hardware com muito menos recursos computacionais por não usar estereoscopia, ou seja, computacionais por não usar estereoscopia, ou seja, o computador não precisa redesenhar duas vezes a o computador não precisa redesenhar duas vezes a mesma imagem, e também por usar apenas um mesma imagem, e também por usar apenas um projetor (Santos, 2001).projetor (Santos, 2001).

CONCAVESCONCAVES

ExemploExemplo

CONCAVESCONCAVES

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Vistas planares com até 7,6 metros de Vistas planares com até 7,6 metros de

área de visão.área de visão. Usuários: até 12 pessoas.Usuários: até 12 pessoas. Não requer uso de óculos Não requer uso de óculos

estereoscópicosestereoscópicos Somente um projetor.Somente um projetor.

WALLSWALLS


POWERWALL é uma tela gigante de POWERWALL é uma tela gigante de retro-projeção com multicanais, suas retro-projeção com multicanais, suas dimensões generosas, que através da dimensões generosas, que através da utilização de óculos especiais, envolvem utilização de óculos especiais, envolvem o espectador num ambiente virtual. o espectador num ambiente virtual.

Reflexões de iluminação e dispersões de Reflexões de iluminação e dispersões de superfície podem ser analisadas tão superfície podem ser analisadas tão perfeitamente como em modelos reais.perfeitamente como em modelos reais.

WALLSWALLS

Walls (Retas)Walls (Retas)

http://www.fakespace.com/powerWallPro.htm

WALLSWALLS

Walls (Curvas)Walls (Curvas)http://www.fakespace.com/curv.htm

WALLSWALLS CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

Tela de projeção:Tela de projeção: As bordas das telas são As bordas das telas são perfeitamente encaixadas, ou se combinam, umas perfeitamente encaixadas, ou se combinam, umas nas outras para criar uma imagem sem emendas e nas outras para criar uma imagem sem emendas e de alta resolução;de alta resolução;

Estrutura:Estrutura: Sua estrutura consiste de múltiplos Sua estrutura consiste de múltiplos segmentos (geralmente 2 ou 3), onde cada segmento segmentos (geralmente 2 ou 3), onde cada segmento é projetado por um ou dois canais gráficos que são é projetado por um ou dois canais gráficos que são alinhados em um ou dois projetores.alinhados em um ou dois projetores.

Tamanho:Tamanho: disponível até 7.5m de largura por 2.5m disponível até 7.5m de largura por 2.5m de altura;de altura;

Quantidade usuários:Quantidade usuários: 30 30

Semi ImersivosSemi Imersivos

Projeção na Retina Projeção na Retina DESCRIÇÃODESCRIÇÃO O HITL (Human Interface Tecnology Lab), está O HITL (Human Interface Tecnology Lab), está

desenvolvendo um tipo de monitor inovador, desenvolvendo um tipo de monitor inovador, batizado de Retinal Display. Trata-se de um laser que batizado de Retinal Display. Trata-se de um laser que exibe as imagens diretamente na retina do exibe as imagens diretamente na retina do usuário.As vantagens são que o sistema não requer usuário.As vantagens são que o sistema não requer equipamentos pesados, pode gerar imagens coloridas equipamentos pesados, pode gerar imagens coloridas de alta resolução e ainda é capaz de captar o de alta resolução e ainda é capaz de captar o movimento dos olhos do usuário.movimento dos olhos do usuário.

A tecnologia de VRD está ainda no inicio, em A tecnologia de VRD está ainda no inicio, em conseqüência, os dispositivos disponíveis não são conseqüência, os dispositivos disponíveis não são melhores do que HMDs nos termos da qualidade melhores do que HMDs nos termos da qualidade visual. Entretanto, promete ser um dispositivo ideal visual. Entretanto, promete ser um dispositivo ideal para exposição de ambientes de realidade virtual.para exposição de ambientes de realidade virtual.

Projeção na Retina Projeção na Retina

PROJEÇÃO NA RETINAPROJEÇÃO NA RETINA

Projeção na RetinaProjeção na Retina

Personal MonitorPersonal Monitor

Visão do UsuárioVisão do Usuário

Projeção na Retina Projeção na Retina CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Vantagens:Vantagens: Peso: leve Peso: leve Agilidade para a resolução e o FOV (field of view)Agilidade para a resolução e o FOV (field of view) Potencial para uma completa imersão visual Potencial para uma completa imersão visual Boa qualidade estereoscópica. Boa qualidade estereoscópica. Tem como grande vantagem uma teoria que poderiam Tem como grande vantagem uma teoria que poderiam

abranger por inteiro campo visual do usuário, o que abranger por inteiro campo visual do usuário, o que forneceria uma imersão visual completa.forneceria uma imersão visual completa.

Desvantagens:Desvantagens: Tem atualmente baixa definição Tem atualmente baixa definição E o campo da FOV é pequenoE o campo da FOV é pequeno As exposições são atualmente monochromeAs exposições são atualmente monochrome

ImersivosImersivos

VISORAMAVISORAMA DESCRIÇÃODESCRIÇÃO

O Visorama é um dispositivo imersivo que se assemelha O Visorama é um dispositivo imersivo que se assemelha a binóculos mas ao invés de ter um par de lentes, tem, a binóculos mas ao invés de ter um par de lentes, tem, para cada visor, um display CRT miniatura. Esse para cada visor, um display CRT miniatura. Esse dispositivo de observação cria uma abstração de que o dispositivo de observação cria uma abstração de que o usuário está no meio do ambiente virtual, interagindo usuário está no meio do ambiente virtual, interagindo com este através do dispositivo. com este através do dispositivo.

Embora não possa ser transladado, esse dispositivo Embora não possa ser transladado, esse dispositivo pode rodar em torno de dois eixos, vertical e horizontal, pode rodar em torno de dois eixos, vertical e horizontal, e quando isso é feito, a imagem da panorama na tela é e quando isso é feito, a imagem da panorama na tela é modificada para que a resposta visual para a rotação modificada para que a resposta visual para a rotação seja produzida. Essa forma de manipulação direta da seja produzida. Essa forma de manipulação direta da direção de visualização é uma interface natural para direção de visualização é uma interface natural para panoramas virtuais. Além disso, o usuário não pode, em panoramas virtuais. Além disso, o usuário não pode, em princípio, mudar sua localização, o que também é princípio, mudar sua localização, o que também é natural para panoramas virtuais.natural para panoramas virtuais.

VISORAMAVISORAMA

VISORAMAVISORAMA

VISORAMAVISORAMA

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Projeção:Projeção: Cada display CRT está conectado a Cada display CRT está conectado a

uma saída de vídeo no computador e imagens uma saída de vídeo no computador e imagens diferentes podem ser mostradas para cada olho diferentes podem ser mostradas para cada olho do observador. Isso permite que se mostrem do observador. Isso permite que se mostrem imagens estereoscópicas.imagens estereoscópicas.

Sistema de Áudio:Sistema de Áudio: A utilização de áudio A utilização de áudio estéreo permite a simulação de som 3D em estéreo permite a simulação de som 3D em panoramas onde fontes de som estejam panoramas onde fontes de som estejam associadas a direções de visualização associadas a direções de visualização específicas.específicas.

Quantidade de Usuários:Quantidade de Usuários: 1 1

BOOMBOOM

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO O Head-Coupled Display, também O Head-Coupled Display, também

conhecido como BOOM (Binocular Omni-conhecido como BOOM (Binocular Omni-Oriented Monitor), consiste de um display Oriented Monitor), consiste de um display montado sobre um braço mecânico com um montado sobre um braço mecânico com um contra-peso, fazendo com que o display contra-peso, fazendo com que o display possua “peso zero”. Sensores ligados ao possua “peso zero”. Sensores ligados ao braço mecânico e controles próximos ao braço mecânico e controles próximos ao display permitem movimentos em até 6 display permitem movimentos em até 6 graus de liberdade (Bolas, 1994; Araújo, graus de liberdade (Bolas, 1994; Araújo, 1996). 1996).

BOOMBOOM

ExemplosExemplos

BOOMBOOM


Resolução: Resolução: Os modelos mais sofisticados Os modelos mais sofisticados chegam a resolução de 180x1024chegam a resolução de 180x1024

Sistema de Cor: Sistema de Cor: Full-Color (16 milhões Full-Color (16 milhões de cores)de cores)

Quantidade de usuários:Quantidade de usuários: 1 1 Valor:Valor: U$ 74.000 (preço referente ao ano U$ 74.000 (preço referente ao ano

de 2004)de 2004)

HMDHMD DESCRIÇÃODESCRIÇÃO

O HMD é um dos dispositivos mais populares de O HMD é um dos dispositivos mais populares de interface para RV, por tratar-se de um dispositivo interface para RV, por tratar-se de um dispositivo de saída de dados que mais isola o usuário do de saída de dados que mais isola o usuário do mundo real. mundo real.

Ele é constituído basicamente por um par estéreo Ele é constituído basicamente por um par estéreo de pequenos visores com lentes especiais que de pequenos visores com lentes especiais que cobrem os olhos dos usuários. As lentes ajudam a cobrem os olhos dos usuários. As lentes ajudam a focalizar imagens que estão a alguns milímetros focalizar imagens que estão a alguns milímetros dos olhos do usuário, ajudando também a ampliar o dos olhos do usuário, ajudando também a ampliar o campo de visão do vídeo. campo de visão do vídeo.

O HMD funciona também como um dispositivo de O HMD funciona também como um dispositivo de entrada de dados, porque contém sensores de entrada de dados, porque contém sensores de rastreamento que medem a posição e orientação rastreamento que medem a posição e orientação da cabeça, transmitindo esses dados para o da cabeça, transmitindo esses dados para o computador. computador.

HMDHMD

HMDHMD

Exemplos:Exemplos:

HMDHMD CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

Display:Display: O HMD possui dois visores, um para cada olho, O HMD possui dois visores, um para cada olho, sendo que o tipo de tela varia de modelo para modelo, mais sendo que o tipo de tela varia de modelo para modelo, mais utilizados são: utilizados são:

LCD –LCD – São leves e podem ser usados com pequenas São leves e podem ser usados com pequenas voltagens. Entretanto, a resolução em monitores pequenos voltagens. Entretanto, a resolução em monitores pequenos ainda é baixa.ainda é baixa.

CRT –CRT – Os monitores de TV, em função da avançada Os monitores de TV, em função da avançada tecnologia disponível nesta área, podem exibir imagens de tecnologia disponível nesta área, podem exibir imagens de alta resolução com uma qualidade de cor excelente, mesmo alta resolução com uma qualidade de cor excelente, mesmo em pequenas dimensões. Entretanto, são relativamente em pequenas dimensões. Entretanto, são relativamente pesados, volumosos e colocam altas voltagens muito pesados, volumosos e colocam altas voltagens muito próximas à cabeça do usuário.próximas à cabeça do usuário.

Resolução (número de pixels no display) :Resolução (número de pixels no display) : A resolução de A resolução de cada tela varia de 247 X 230 nos modelos mais simples e cada tela varia de 247 X 230 nos modelos mais simples e podendo chegar até a 2560 X 1024 pixels nos modelos mais podendo chegar até a 2560 X 1024 pixels nos modelos mais modernos.modernos.

Preço:Preço: O preço varia de acordo com o modelo do HMD: de O preço varia de acordo com o modelo do HMD: de $500 até $100.000$500 até $100.000

CAVESCAVES

DESCRIÇÃODESCRIÇÃO A caverna digital é um complexo sistema de A caverna digital é um complexo sistema de

Realidade Virtual de alta resolução que Realidade Virtual de alta resolução que possibilita ao usuário interagir em um mundo possibilita ao usuário interagir em um mundo tridimensional completamente simulado por tridimensional completamente simulado por computadores. computadores.

Possui um sistema eletrônico interativo voltado Possui um sistema eletrônico interativo voltado à imersão total do usuário em realidades à imersão total do usuário em realidades simuladas. Em sua sala as paredes, teto e chão simuladas. Em sua sala as paredes, teto e chão são telas semi-transparentes aonde as imagens são telas semi-transparentes aonde as imagens são projetadas, permitindo que uma ou mais são projetadas, permitindo que uma ou mais pessoas fiquem imersas no ambiente virtual.pessoas fiquem imersas no ambiente virtual.

CAVESCAVES

CAVESCAVES CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

Projeção: Projeção: As imagens estereoscópicas são As imagens estereoscópicas são retroprojetadas em películas de material plástico retroprojetadas em películas de material plástico polímero branco semi-translúcido. A retroprojeção das polímero branco semi-translúcido. A retroprojeção das imagens das três paredes fixas é baseada em espelhos imagens das três paredes fixas é baseada em espelhos de cristal com alto índice de reflexão e planicidade e a de cristal com alto índice de reflexão e planicidade e a retroprojeção das imagens da porta é realizada retroprojeção das imagens da porta é realizada diretamente, sem a necessidade de espelho.diretamente, sem a necessidade de espelho.

Projetores:Projetores: Os projetores ficam posicionados atrás Os projetores ficam posicionados atrás das telas, a resolução de cada projetor é de 2.000 X das telas, a resolução de cada projetor é de 2.000 X 2.5002.500

Sistema:Sistema: O sistema é acionado/alimentado por O sistema é acionado/alimentado por aglomerados de computadores denominados clusters aglomerados de computadores denominados clusters gráficos. Os nós do cluster são responsáveis pela gráficos. Os nós do cluster são responsáveis pela alimentação das telas de projeção dois alimentação das telas de projeção dois supercomputadores paralelos, que se utilizam do supercomputadores paralelos, que se utilizam do sistema Linux RedHat 6.2.sistema Linux RedHat 6.2.

CAVESCAVES CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

Dimensões:Dimensões: A Caverna Digital é composta por A Caverna Digital é composta por um cubo de dimensão 3m x 3m x 3m com um cubo de dimensão 3m x 3m x 3m com projeção em 5 de suas faces (4 paredes e piso). projeção em 5 de suas faces (4 paredes e piso).

Sistema de Áudio:Sistema de Áudio: Som 3D - Surround 5:1 Som 3D - Surround 5:1 Quantidade de usuários:Quantidade de usuários: 6 6 Observações:Observações: Telas de material polímero branco, Telas de material polímero branco,

inteiramente em plástico e madeira, acoplamento inteiramente em plástico e madeira, acoplamento acústico, acoplamento fotométrico, acoplamento acústico, acoplamento fotométrico, acoplamento térmico, os vãos das bordas das paredes medem térmico, os vãos das bordas das paredes medem menos de um milímetro para que não aconteça menos de um milímetro para que não aconteça nenhuma distorção na imagem projetada.nenhuma distorção na imagem projetada.

Custo:Custo: R$ 3 milhões R$ 3 milhões

ESFERAESFERA DESCRIÇÃODESCRIÇÃO

Estando ainda numa fase de desenvolvimento, e não Estando ainda numa fase de desenvolvimento, e não existindo ainda como solução comercial , surge agora existindo ainda como solução comercial , surge agora uma nova aproximação, que pode ser considerada uma uma nova aproximação, que pode ser considerada uma variante de sistema CAVE, pela empresa VR-Systems variante de sistema CAVE, pela empresa VR-Systems U.K. [VRSysUK 2000].U.K. [VRSysUK 2000].

A diferenciação entre ambos reside na forma do espaço A diferenciação entre ambos reside na forma do espaço de projeção. Enquanto nos sistemas convencionais de de projeção. Enquanto nos sistemas convencionais de CAVE o utilizador não pode se movimentar livremente, CAVE o utilizador não pode se movimentar livremente, em resultado das limitações impostas pelas telas de em resultado das limitações impostas pelas telas de projeção, a utilização de um sistema esférico permite projeção, a utilização de um sistema esférico permite movimentos infinitos dentro do mundo virtual, sem no movimentos infinitos dentro do mundo virtual, sem no entanto ocorrer um deslocamento físico.entanto ocorrer um deslocamento físico.

Ao introduzir esta capacidade perde-se a possibilidade da Ao introduzir esta capacidade perde-se a possibilidade da utilização simultânea por vários utilizadores e aumentam utilização simultânea por vários utilizadores e aumentam os custos associados ao sistema. os custos associados ao sistema.

ESFERAESFERA

EsferaEsfera

ESFERAESFERA

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS Diâmetro da esfera: 3,5 m;Diâmetro da esfera: 3,5 m; Duas camadas de 30 segmentos de policarbonato;Duas camadas de 30 segmentos de policarbonato; Espessura dos segmentos: 3mm;Espessura dos segmentos: 3mm; Peso da esfera: 270 Kg;Peso da esfera: 270 Kg; Inércia de duas vezes a de uma Inércia de duas vezes a de uma

pessoa iniciando ou parando o pessoa iniciando ou parando o

movimento.movimento.

REFERÊNCIASREFERÊNCIAS

COMMENT, B. (1993). COMMENT, B. (1993). Le XIX Siecle des Panorama. Le XIX Siecle des Panorama. Adam Piro. Adam Piro. KIRNER, C.; TORI, R. Editores (2006). KIRNER, C.; TORI, R. Editores (2006). Fundamentos e Tecnologia de Fundamentos e Tecnologia de

Realidade Virtual e AumentadaRealidade Virtual e Aumentada: Belém - PA, Apostila do Pré : Belém - PA, Apostila do Pré Simpósio VIII SVR. pp 198-201.Simpósio VIII SVR. pp 198-201.

MACHADO, L.S. (2003) MACHADO, L.S. (2003) A Realidade Virtual no Modelamento e A Realidade Virtual no Modelamento e Simulação de Procedimentos Invasivos em Oncologia PediátricaSimulação de Procedimentos Invasivos em Oncologia Pediátrica . . Tese de Doutorado. Março de 2003. Escola Politécnica da Tese de Doutorado. Março de 2003. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Disponível em: Universidade de São Paulo. Disponível em: www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-07052003-123257/www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-07052003-123257/

MATOS, A. GOMES, J. PARENTE, A. VELHO, H.S.L. (1997) – MATOS, A. GOMES, J. PARENTE, A. VELHO, H.S.L. (1997) – O O Visorama: Um Novo Ambiente de Multimídia e Realidade VirtualVisorama: Um Novo Ambiente de Multimídia e Realidade Virtual . III . III Workshop Multimedia and Hypermedia System. São Carlos, Brasil, Workshop Multimedia and Hypermedia System. São Carlos, Brasil, May 1997. Disponível em: www.eco.ufrj.br/visorama. May 1997. Disponível em: www.eco.ufrj.br/visorama.

PIMENTEL, K. & Teixeira, K. (1995).PIMENTEL, K. & Teixeira, K. (1995).Virtual Reality – through the Virtual Reality – through the new looking glassnew looking glass. 2.ed. New York, McGraw-Hill.. 2.ed. New York, McGraw-Hill.

SANTOS, C. L. N. (2001) SANTOS, C. L. N. (2001) Ferramentas de Visualização Ferramentas de Visualização Antropomórficas Através do Uso de Realidade Virtual Aplicadas a Antropomórficas Através do Uso de Realidade Virtual Aplicadas a Engenharia Offshore. Engenharia Offshore. Rio de Janeiro. Disponível em: Rio de Janeiro. Disponível em: www.coc.ufrj.br/teses/doutorado/inter/ 2001/teses/NUNES%20DOSwww.coc.ufrj.br/teses/doutorado/inter/ 2001/teses/NUNES%20DOS%20SANTOS_CL_01_t_D_int.pdf%20SANTOS_CL_01_t_D_int.pdf

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Revisão dos Dispositivos de Visualização para Realidade Virtual Mestrando: Jeferson Luiz Curzel...

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