Realtà Virtuale: cenni storici e casi di studio

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1 Realtà Virtuale: cenni storici e casi di studio Davide Gadia Corso di Ambienti Virtuali Immersivi e Interattivi Laurea Magistrale in Informatica per la Comunicazione a.a. 2010/2011

2 Storia della RV: primi progetti 1916: Periscopio di Albert B. Pratt Primo progetto di HMD 1929: Flight simulator di Edward Link

3 Storia della RV: Morton Heilig 1956: Sensorama Video stereo Audio Movimento Olfatto (!) 1960: Telesphere Mask Simile a moderni HMD

4 Storia della RV: Ivan Sutherland 1963: Sketchpad Nascita della CG 1968: La Spada di Damocle Il primo HMD

5 Storia della RV: altre date importanti 1976: Videoplace di Myron Krueger Telecamere, proiettori, altri sistemi di input 1981: MIT avvia primi progetti su VR : William Gibson conia il termine Cyberspazio (racconto Neuromancer)

6 Storia della RV: altre date importanti 1984: Jaron Lanier fonda la VPL Research Inc. DataGlove (1985) EyePhones (1989) In collaborazione con NASA VIEW Lab

7 Storia della RV: altre date importanti 1987: Polhemus Inc lancia sul mercato il tracker magnetico Isotrak 1989: Mattel lancia il Powerglove per Nintendo Entertainment System Primo esempio di device VR a basso costo

8 Storia della RV: altre date importanti 1990: W-Industries lancia Virtuality Primo sistema per videogiochi utilizzando VR 1992: Electronic Visualization Lab (Univ di Chicago) presenta il primo CAVE

9 Storia della RV: negli ultimi anni...

10 Campi di applicazione della RV Prototipazione virtuale Visualizzazione scientifica Applicazioni mediche Applicazioni industriali Serious Games Beni culturali Arte multimediale...

11 Campi di applicazione della RV Classificazione molto limitata Possibilità di applicazioni che spaziano tra più categorie Vengono presentati solo alcuni esempi Cercare in rete e in letteratura altre applicazioni!

12 Prototipazione Virtuale Utilizzo VR nel processo di progettazione e valutazione di un prodotto o sistema Es: industria automobilistica (FIAT) Es: Caterpillar Virtual Prototyping system Lehner, V.D.; DeFanti, T.A.; Distributed virtual reality: supporting remote collaboration in vehicle design, IEEE Computer Graphics and Applications, 17(2), pp 13-17, 1997

13 Visualizzazione scientifica Utilizzo VR e CG per agevolare la comprensione di calcoli o simulazioni scientifiche complesse Es: visualizzazione struttura molecole con possibilità di navigare interattivamente nel modello

14 Visualizzazione scientifica Es: visualizzazione Ipersolidi 4D

15 Applicazioni mediche Chirurgia Training degli specializzandi Preparazione pre-operatoria Supporto durante le operazioni Augmented Reality Psicologia e studio comportamenti sociali Ambienti virtuali per il trattamento delle fobie Agorafobia Vertigini...

16 Applicazioni mediche Fuchs, Livingston, Raskar, Colucci, Keller, State, Crawford, Rademacher, Drake, Meyer, "Augmented Reality Visualization for Laparoscopic Surgery." Proceedings of First International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (MICCAI '98)

17 RV e psicologia

18 RV e comportamenti sociali Babu, S.V.; Grechkin, T.Y.; Chihak, B.; Ziemer, C.; Kearney, J.K.; Cremer, J.F.; Plumert, J.M.;, "An Immersive Virtual Peer for Studying Social Influences on Child Cyclists' RoadCrossing Behavior," Visualization and Computer Graphics, IEEE Transactions on, vol.17, no.1, pp.14-25, Jan. 2011

19 Applicazioni industriali Training del personale procedure lavorative esercitazioni situazioni d'emergenza simulazioni interventi di manutenzione Approccio applicabile anche a pubblica sicurezza (pompieri, ecc) Analisi dei rischi Ricostruzione incidenti

20 VIRTHUALIS Virtual Reality and Human factors for industrial security Finanziato da EU (6 Programma Quadro) Unione di studi sui Fattori Umani e tecniche di Realtà Virtuale Aumentare la sicurezza Diminuire incidenti e infortuni

21 VIRTHUALIS

22 Serious games Videogiochi con finalità: Educative Scientifiche Civiche... Si basano sulle stesse tecnologie dei normali videogiochi Mantengono look and feel da videogioco Si basano sul concetto di competizione ottenere una vittoria, una ricompensa, un risultato oppure fallimento, game over Di norma mantengono una parte di entertainment abbinata alle finalità non-ludiche In alcuni casi questo fattore non è presente

23 Serious games Pochi esempi utilizzano tecnologie di visualizzazione e\o interazione tipici della RV Suggerimento: Studiarsi gli esempi elencati a Fare altre ricerche su web Possibili spunti per il progetto finale?

24 Beni culturali Grande interesse negli ultimi anni Diverse possibili applicazioni: Ricostruzione di monumenti Restauro digitale Ricostruzione filologica di siti o monumenti Visita di siti non accessibili al pubblico Disseminazione culturale Necessità di stabilire relazioni interdisciplinari Scelte stilistiche di RV vanno concordate con archeologi e storici

25 Ricostruzione Necropoli Etrusca di Tarquinia Necropoli di Cerveteri Patrimonio UNESCO da tombe Più antica datata 7 secolo AC Scoperte e studiate a partire dalla seconda metà del 18 secolo 140 caratterizzate da pareti affrescate Scene di vita, morte, religione, mitologia 60 tombe visitabili Sottogruppi aperte a rotazione

26 Ricostruzione Necropoli Etrusca di Tarquinia Obiettivo: Utilizzare RV per visita virtuale delle tombe Utilizzare RV per fornire esperienza virtuale interattiva, integrando materiale aggiuntivo non presente e non consultabile sul posto Strategia: Molti ambienti indipendenti Tempo di accesso legato a modellazione e acquisizione texture vincolato a tempi di studio, restauro, visita Un'applicazione principale menu di scelta delle tombe Moduli separati e indipendenti per ciascuna tomba

27 Ricostruzione Necropoli Etrusca di Tarquinia Applicazione principale: Caricamento mappa satellitare della zona Indicazione delle tombe disponibili Aggiunta tombe senza cambiare codice File di testo con nome, coordinate e link a eseguibile della tomba

28 Ricostruzione Necropoli Etrusca di Tarquinia Navigazione nelle tombe: Tomba degli Scudi e Tomba dei Pigmei Caricamento modelli e texture forniti dagli archeologi Mappa aree calpestabili per collisioni con pareti Navigazione in prima persona Visualizzazione stereoscopica Luce vincolata alla camera (elmetto con luce) Codice tombe implementate come template per successive

29 Ricostruzione Necropoli Etrusca di Tarquinia

30 Ricostruzione Necropoli Etrusca di Tarquinia Tomba degli Scudi: Disegni effettuati nel 1871 da Gregorio Mariani Acquerelli commissionati da Carl Jacobsen a partire da 1900 Disegni conservati a Roma, acquerelli a Boston Possibilità di sovrapporre immagini dei dipinti e disegni sopra le texture delle pareti originali

31 Altri esempi The Digital Michelangelo Project: Ricostruzione 3D del David di Michelangelo Parma ai tempi della Cattedrale: Ricostruzione 3D Cattedrale su base filologica Videoinstallazioni con ricostruzione come virtual set Guidazzoli, A., Delli Ponti, F., Diamanti, T., Sangiorgi, L., Cirifino, F.: Daily Life in the Middle Ages - Parma in the Cathedral Age. In: ACM SIGGRAPH 2007 Posters, p. 125, ACM, New York (2007)

32 Altri esempi Ricostruzione del complesso funebre di Arrigo VIII Originariamente nella Cattedrale di Pisa Disposizione originale e alcune statue spostate e non più in loco Ricostruzione 3D e diverse ipotesi sulla struttura originale Baracchini, C., Brogi, A., Callieri, M., Capitani, L., Cignoni, P., Fasano, A., Montani, C., Nenci, C., Novello, R.P., Pingi, P., Ponchio, F., Scopigno, R.: Digital reconstruction of the Arrigo VII funerary complex. In: Proceedings of the 5th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage (VAST), pp (2004)

33 Arte Multimediale Diverse possibilità di utilizzare RV per espressioni artistiche: Esposizioni/Musei virtuali Scenografie virtuali Teatro Virtuale: attore comanda scenografia, luci, ecc con movimento e sensori Ambienti sensibili...

34 Teatro multimediale Ubu incatenato (2005) Fortebraccio Teatro (www.fortebraccio.com) Roberto Latini interprete e regista Gianluca Misiti musiche Andrea Brogi Modellazione e animazione 3D Pierpaolo Magnani video chromakey...

35 Teatro e RV Dear Anne

36 Ambienti sensibili Cos'è un Ambiente sensibile? Uno spazio attrezzato da strumenti tecnologici Videocamere Sensori di posizione e movimento Rilevatori di suoni Sistemi di illuminazione, proiezione e di diffusione audio Atti a rilevare cambi di stato Posizione Movimento Suono E programmati a rispondere con un evento specifico Cambio di illuminazione Generazione di effetti sonori\musiche Proiezione di effetti visivi su schermi o pannelli di proiezione (incluse pareti, soffitti e pavimenti)

37 Ambienti sensibili

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