1. Virtual Reality:
An Introduction
LNCC/MCT - UFRJ/COPPE - UNESA
Rodrigo Luis de Souza da Silva

2. Contents
What is Virtual Reality
Types of VR
VR Devices
VR Applications
LNCC Projects

3. What is Virtual Reality
“Virtual Reality is a way for humans to
visualize, manipulate and interact with
computers and extremely complex
data”
In “The Silicon Mirage: The Art and Science of Virtual Reality” (Steve
Aukstakalnis & David Blatner)

4. Types of VR
Immersive
(mouse, keyboard, screen, microphone etc)
Non-immersive
(HMD, Dataglove, 3D Mouse etc)

5. VR Devices
HMD (Head Mounted Display)

6. VR Devices
Shutter Glasses

7. VR Devices
Data Glove and 3D Joystick

8. VR Devices
Immersa Desk

9. VR Devices
Cave & Infinity Wall

10. Applications
Building Sector

11. Applications
Medicine

12. Applications
Arts

13. Applications
Government

14. Applications
Training

15. Applications
Engineering

16. Applications
Scientific Data

17. Applications
Distribuited
Conferencing &
Virtual Meeting

18. Applications
Distributed Engineering

19. LNCC Projects
Scientific Visualization
Low-cost Collaboration through CAVE
VR applied in Hemodynamics

20. Realidade Aumentada
Introdução
LNCC/MCT - UFRJ/COPPE - UNESA
Rodrigo Luis de Souza da Silva

21. Tópicos da Apresentação
O que é Realidade Aumentada
Motivação
Componentes
Display Technologies
Problemas
AR vs. VE
Bibliotecas
ARToolKit
Onde melhorar...
Bibliografia

22. O que é Realidade Aumentada
Variação da
Realidade Virtual
Convencional
Combina objetos do
mundo real com
objetos do mundo
virtual

23. O que é Realidade Aumentada
Interatividade em tempo real
Meio termo entre telepresença e
ambientes colaborativos
3D - Registration

24. Motivação
Amplia a percepção do usuário
Habilidade de mostrar ao usuário informações
que não estão presentes realmente
Auxilia usuários a realizar tarefas reais

25. Principais componentes de um
sistema de Realidade
Aumentada
Gerador de cena
Sistema de Tracking
Display

26. Display technologies
o Optical–See-Trough
o Video-See-Trough
o Monitor-Based AR
o Projector-Based AR

27. Display technologies
Head-Mounted Display - Optical-See-Trough

28. Display technologies
Virtual Retinal Systems - Optical-See-Trough

29. Display technologies
Head-Mounted Display - Video-See-Trough

30. Optical see-through vs. Video see-through
Vantagens do Optical see-through
Simplicidade (um stream e sem distorções)
Resolução (não altera mundo real)
Segurança (falha no sistema)
Ausência de offset (eye-position)

31. Optical see-through vs. Video see-through
Vantagens do Video see-through
Estratégias de composição mais fáceis
Campo de visão (distorções a distância)
Tratamento de delays facilitado
Mais possibilidades de registro (3D)
Controle do brilho e contraste facilitado

32. Display technologies
Monitor-based

33. Display technologies
Projector Based AR

34. AR vs. VE
Gerador da cena
Display
Dispositivos de Tracking (Registration)

35. Problemas da Realidade Aumentada
Foco e contraste
Portabilidade
Registration

36. Registration Problem
Distorção da câmera
Erros de Tracking
Parâmetros incorretos de visão (Calibração da
câmera)
Erros dinâmicos

37. Bibliotecas
ARToolkit
Intel OpenCV
Intel IPL
Studierstube

38. ARToolKit
Biblioteca pública
(Código Aberto)
Capacidade de calcular
posicionamento e
orientação da câmera
Objetos virtuais são
projetados sobre os
marcadores

39. ARToolkit – Como funciona?
1. Captura de vídeo pela câmera
2. Software procura por formas “quadradas” em cada frame
3. Se o quadrado for encontrado, software calcula matematicamente
a posição da câmera em relação ao mesmo
4. Uma vez encontrada a posição da câmera, um modelo gráfico é
renderizado na posição equivalente
5. Por estar sendo renderizado sobre o vídeo, temos a impressão
do objeto estar sobre o marcador
6. Após calculada, a saída é gerada no display do usuário.

40. ARToolkit

41. ARToolKit - Examples

42. ARToolKit - Examples

43. ARToolKit - Examples

44. ARToolKit - Examples

45. ARToolKit - Examples

46. Onde pode melhorar...
Abordagens Híbridas
Sistemas em tempo real
Portabilidade
Custo

47. Bibliografia
AZUMA, R. T. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual
Environments 6, 4 (August 1997), 355 - 385. Earlier version appeared in Course
Notes #9: Developing Advanced Virtual Reality Applications, ACM SIGGRAPH (Los
Angeles, CA, 6-11 August 1995), 20-1 to 20-38.
TUCERYAN, M. et al. Calibration Requirements and Procedures for a Monitor-Based
Augmented Reality System (1995). IEEE Transactions on Visualization and
Computer Graphics.
RASKAR, R. LOW, K. Interacting with Spatially Augmented Reality. ACM Afrigraph,
2001.
SCHWANN, G. Physically Based Animation in an Augmented Reality Environment.
CESCG, 2001.