Desenvolvimento de um ambiente para Realidade Virtual e Aumentada
Mário Cruz, Paulo Moreira, Paulo Dias, Joaquim Madeira, Beatriz Santos
2005
unpublished
Resumo-Nesta comunicação são descritos os esforços desenvolvidos para a criação de um ambiente de custo reduzido que permite a investigação e o desenvolvimento de aplicações em Realidade Virtual e Aumentada. A utilização de um Head-Mounted Display e de sensores de orientação e de aceleração, conjugados com toolkits gráficos de domínio público, permitiram o desenvolvimento da arquitectura de um primeiro protótipo e a rápida implementação de ambientes virtuais, bem como o teste de diferentes
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... os de navegação. A posterior adição de uma câmara de vídeo passou a permitir, também, a criação de ambientes aumentados do tipo video see-through e com algum grau de interacção. I. INTRODUÇÃO O desenvolvimento de ambientes de Realidade Virtual ou Realidade Aumentada requer a utilização de equipamento especializado como Head-Mounted Displays e sensores de orientação e posicionamento. A disponibilidade deste tipo de equipamentos a um preço não proibitivo veio diminuir a fasquia de entrada para a investigação e o desenvolvimento de aplicações nestas áreas. Conjugando este factor com a existência de poderosas bibliotecas de processamento gráfico, livremente disponíveis, que permitem diminuir o esforço de desenvolvimento e criar protótipos rapidamente, torna-se possível conceber uma plataforma eficiente e de custo reduzido para investigação e desenvolvimento nos domínios da Realidade Virtual e Aumentada. Nesta comunicação é descrito o trabalho realizado no âmbito de um projecto de 5º ano cujos objectivos passavam por, numa primeira fase, criar um protótipo de uma aplicação genérica para exploração de modelos tridimensionais em Realidade Virtual, e, numa segunda fase, desenvolver um protótipo de um ambiente de Realidade Aumentada do tipo video see-through. O trabalho realizado conduziu assim ao desenvolvimento de um sistema que permite quer a concepção rápida de cenários de utilização de ambientes de Realidade Virtual ou Aumentada, quer o teste de técnicas de navegação e interacção nesses cenários. II. REALIDADE VIRTUAL A concepção de aplicações para Realidade Virtual apresenta numerosos desafios [1]. O objectivo de proporcionar ao utilizador uma experiência sensorial imersiva num ambiente artificial depende em grande parte dos componentes de hardware utilizados, pois é por seu intermédio que se influenciam os sentidos, e se consegue interagir com o ambiente e os objectos nele definidos. Para criar uma sensação de imersão e presença são habitualmente usados dispositivos de visualização como os Head-Mounted Displays (HMD), dispositivos de interacção e diversos tipos de sensores, de orientação e posicionais [2]. Não menos importante é a componente do software. Este tem que conseguir gerar em tempo quase real uma representação de um ambiente verosímil aos sentidos do utilizador. Esta verosimilhança implica não tanto representações foto-realistas de ambiente reais (a não ser que seja esse o objectivo do sistema), mas sim um comportamento que reflicta a experiência a que utilizador se encontra habituado no mundo real, em que o ambiente se altera de acordo com os seus gestos e movimentos. A. Equipamento O conjunto inicial de equipamento disponível para a execução do projecto era constituído por um HMD i-glasses SVGA Pro da i-O Display Systems [3] capaz de uma resolução de 800x600 pixels e visão estereoscópica, e um sensor de orientação Intertrax 2 da Intersense [4] com três graus de liberdade (yaw, pitch e roll). A ligação destes periféricos ao computador realiza-se por intermédio de uma interface VGA convencional no caso do HMD, e pela porta USB no caso do sensor de orientação. Para simplificar o acesso aos dados do sensor, foi utilizada a API disponibilizada pelas bibliotecas fornecidas pelo fabricante. Foi mais tarde adicionado ao projecto um sensor de aceleração capaz de determinar acelerações estática e dinâmica em três eixos ortogonais, numa amplitude de valores que pode variar entre 2G e 6G. Este equipamento foi desenvolvido por alunos do
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