UFSC-CTC-INE

Prof. Raul Sidnei Wazlawick

Realidade Virtual

O que é Realidade Virtual ?

A realidade virtual pode ser considerada como forma de visualizar, manipular, explorar, interagir e modificar dados complexos através do computador.

É considerada o tipo de interface homem-máquina mais avançadaatualmente disponível.

Como isso acontece ?

A RV permite que usuários possam interagir

com objetos do mundo virtual através da

simulação dos seus sentidos.

Tal simulação dá a sensação de se estar

manipulando objetos como no mundo real.

Principais conceitos envolvidos

imersão;

interação;

envolvimento;

grau de realismo.

A imersão

• Impõe ao usuário, a sensação de estar dentro do ambiente.

• Reflete os movimentos do usuário dentro do ambiente através de diversos dispositivos, tais como o capacete, a luva, e outros.

A interação

• É definida como a capacidade que o sistema de RV tem de responder ao usuário.

InteraçãoDepende de:• Capacidade de detectar as ações do usuário;• Capacidade de modificar o mundo virtual

com rapidez;• Capacidade de gerar ações sobre os sentidos

do usuário.

O envolvimento

• Está ligado à capacidade que o sistema de RV possui de cativar ou engajar o usuário para uma certa atividade.

• É o aspecto que está menos vinculado ao lado tecnológico, dependendo mais da criatividade de quem projeta o ambiente.

O grau de realismo

• Se refere à qualidade da imagem, do som, do tempo de resposta, etc.

• Avalia todos os aspectos do ambiente pertinentes a quão real o sistema se apresenta.

O que não é RV ?

RV x Computação Gráfica

Classes de RV

• RV Imersiva

• RV Não Imersiva

RV Imersiva• O usuário se sente dentro do ambiente virtual. • Para tanto, veste um capacete de realidade

virtual, luva, rastreador de posição e fones de ouvido.

• Pode-se utilizar também dispositivos baseados em projeção.

(Ex. Caves)

RV Não Imersiva

• Baseada em monitores

Sistema de Telepresença

A pessoa está em um ambiente separado dela

fisicamente. Implantada através de mecanismos

de teleoperação.

A idéia é que as ações do usuário alterem um

mundo físico real diferente daquele onde ele se

encontra.

Estes sistemas são muito utilizados para

treinamento ou manipulação de objetos à

distância

Sistema de Realidade VirtualO usuário participa de um mundo virtual

gerado por computador usando dispositivos

usuário

Sistemas depercepção

Sistemas demúsculos

Ação

SensaçãoInterface

Homem-máquina

Ambiente Virtual

Sinaisde

Controle

SinaisSensoriais

Sistema de Realidade AumentadaCombinação do ambiente real com o ambiente virtual

Ponto crítico: sobreposição exata do mundo real com o virtualCirurgião com HMD

Visão do cirurgião Tomografia 3D do cérebro

Sistema de Realidade Melhorada

Variação do sistema de realidade aumentada.

O sistema de processamento de imagem gera

informações adicionais

O resultado pode ser tanto melhoria espectralquanto espacial. Ex. Geração de imagensobtidas através da ampliação do espectrovisível humano e anotação de característicasdo objeto, tal como distância, etc.

(Estilo Robocop...)

Dispositivos de Realidade Virtual

Sua função é gerar a sensação de imersão no

usuário atuando de duas formas:- lendo os movimentos realizados pelo usuário através de: (i) leitura da posição de um ponto no corpo do usuário (rastreamento), ou (ii) leitura do ângulo de flexão ou rotação de um membro ou parte do corpo do usuário;

- impressionando seus sentidos a fim de simular sensações, o que ocorre em geral sobre a visão, a audição e o tato.

Dispositivos de Visão

• Head Mounted Display (HMD)

• Stereo Glasses ou Shutter Glasses

Head Mounted Display (HMD)

• Um visor para cada olho com visão estereoscópica

• Sensor de posição absoluta da cabeça

• Fones estereofônicos

Head Mounted Display (HMD)

Também conhecidos como VPC - Visores Presos à Cabeça, exibem as imagens de uma cena virtual em duas pequenas telas (uma para cada olho). Estes dispositivos podem ser construídos com dois tipos de monitores,

os CRTs ou monitores de TV e os

monitores de cristal líquido

(LCDs).

Feedback Visual/Auditivo

Head Mounted Display (HMD)

Stereo Glasses ou Shutter Glasses

Stereo Glasses ou Shutter Glasses

• Óculos com lentes de cristal líquido capazes de bloquear sua visão quando necessário. O sistema funciona do seguinte modo:

- exibe-se na tela a imagem correspondente à do olho esquerdo e bloqueia-se a visão do olho direito

- a seguir faz-se o contrário, ou seja, exibe-se a imagem do olho direito e bloqueia-se a visão do esquerdo.

Baseado no Cintilamento

Dispositivos de Rastreamento

• Mecânicos

• Ultra-sônicos

• Magnéticos

• Extração de imagens

• Óticos

• Sem referencial

Luvas Eletrônicas As luvas eletrônicas, buscam capturar os

movimentos das mãos e dos dedos, para utilizá-los como forma de interação com o usuário. Os modelos mais conhecidos são: a Data Glove, criada pela empresa VPL, que utiliza fibra ótica e mediadores de

luminosidade, e a Power Glove, criada pela empresa Mattel, que usa tinta condutora para aferir o movimento dos dedos.

Luvas Eletrônicas

• Sensores de flexão para os cinco dedos

• Sensor de posição absoluta do punho

Imagem gerada pelo computador com posição da DataGlove

Integração Visuomotora

Luvas Eletrônicas

Luvas Eletrônicas e Capacetes

Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e Força

Estes dispositivos são denominados de haptic interfaces e são responsáveis por produzirem a sensação de tato (touch feedback ) ou de força (force feedback ). São utilizados em ambientes de RV para enfatizar ainda mais a sensação de imersão.

Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e Força

A sensação de tato provê informações sobre a geometria da superfície, sua textura ou sua temperatura. Por outro lado, a sensação de força fornece informações sobre o peso do objeto e sua consistência.

Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e Força

Interface Háptica[Toque e Força]

Digitalizador 3D

Sensores Especializados

Outros Periféricos para RV

The Cave

Ambiente Imersivo 3DMultiusuário

Outros Periféricos para RV