Realtà Virtuale: Applicazioni. Realtà Virtuale: le applicazioni

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1 Realtà Virtuale: Applicazioni

2 Quando è utile la Realtà Virtuale? Permette di lavorare in un Ambiente Virtuale quando lavorare nella controparte fisica è: -Troppo costoso -Impraticabile / Impossibile -Pericoloso Permette di esplorare le relazioni spaziali, anche su scale fisicamente impraticabili nella realtà (dalla modellazione molecolare alla simulazione astronomica).

3 Classificazione dei sistemi di RV I sistemi di Realtà Virtuale possono essere classificati su diversi assi :

4 Classificazione dei sistemi di RV I sistemi di Realtà Virtuale possono essere classificati su diversi assi :

5 Classificazione dei sistemi di RV Livello di astrazione: Acquisizione di un ambiente reale (campionamento) Modellazione di un ambiente reale (sintesi) Modellazione di un ambiente non reale abstraction

6 Museo Fattori

7 Il Piccolo Principe

8 Pencil

9 Information Landscapes Gli Information Landscapes (IL) - paesaggi di informazione - sono particolari ambienti virtuali che non hanno una chiara corrispondenza con una controparte reale ma sfruttano lo spazio tridimensionale per mappare le relazioni semantiche fra i dati in relazioni spaziali. Il lettore si muove virtualmente in mezzo a strutture testuali che sono poste all interno di un ambiente digitale 3D più o meno astratto. Nel tempo gli IL si sono evoluti in MIL (Multimedia Information Landscapes) i quali permettono l esplorazione di diversi tipi di contenuto (inclusi video, foto, musica etc.) usando la stessa metafora di navigazione dell IL. La successiva evoluzione, non ancora del tutto compiuta, è verso i Multimodal Information Landscapes nei quali viene fornito un feedback multisensoriale.

10 Information Landscapes

11 Piccolo Principe IL

12 Applicazioni: Architettura, Arte, Beni Culturali

13 Architettura Fare in modo che gli utenti possano esplorare in tempo reale una scena 3D che rappresenta un ambiente architettonico. Valutare gli spazi, l illuminazione, i materiali, l acustica. Usare la VR come tool di modellazione per analizzare gli spazi dall interno e valutare differenti scelte di progetto. DEMO DEMO

14 Conservazione e salvaguardia Digital Michelangelo Project, Stanford University, U.S.A. Bamiyan Buddah Reconstruction Project, ETH-SFIT Zurich, Switzerland Ricostruire opere o ambienti storici e artistici che il tempo ha distrutto o danneggiato, in modo da permetterne la conservazione.

15 Fruizione Permettere l accesso a monumenti difficili da raggiungere. Permettere una fruizione illimitata mediante la collezione virtuale di oggetti sparsi in tutto il mondo.

16 Fruizione: interazione Sperimentare nuovi tipi di fruizione mediante l interazione

17 Promozione and valorizzazione Essendo una tecnologia affascinante, la VR è un efficace mezzo di promozione e valorizzazione dei beni culturali.

18 Divulgazione e educazione La VR può agire come un nuovo, attraente e potente mezzo didattico e divulgativo.

19 Creazione La VR fornisce mezzi per creare nuove forme d arte.

20 Restauro Fornisce assistenza per azioni di restauro. Permette un restauro virtuale senza modificare il reperto originale.

21 Ricerca Verifica di differenti ipotesi archeologiche. Identificare e valutare altri tipi di patrimonio culturale.

22 Documentazione Fornisce un intuitivo ed efficace interfaccia per sistemi complessi, come i database multimediali.

23 Beni Culturali: Case Studies

24 The Museum of Pure Form Museum of Pure Form, exhibition at CGAC, Santiago De Compostela (Spain) The Museum of Pure Form (MPF) is a virtual reality system where visitors can interact with digital models of sculptures through the sense of touch

25 The Museum of Pure Form Finalità: Conservazione (creazione di una galleria virtuale di statue digitali) Documentazione (creazione di un sito web con documenti strutturati e uso di dati multimediali) Fruizione (esplorazione di nuovi paradigmi di fruizione per mezzo dell interazione visiva e tattile con le sculture, permettendo anche a persone con deficit visivo di accedere alle opere d arte) Ricerca (possibilità di studiare un modello digitale visivo e aptico, completamente scalabile in modo da poterne analizzare specifiche parti) Museum of Pure Form, evaluation at UCL, London (UK)

26 MPF Rendering Devices Stereo Powerwall CAVE-like environment (UCL ReaCTor) GRAB Haptic Interface Exoskeleton CLIP

27 Piazza dei Miracoli Finalità: Creare un sistema per salvaguardare, sfruttare, gestire e fornire informazioni su Piazza dei Miracoli e i suoi monumenti. Diventare un ambiente per la discussione e per disseminare conoscenza scientifica per la scuola e il pubblico generico. Trovare e testare i metodi di comunicazione più appropriati, ponendo l accento su applicazioni innovative delle nuove tecnologie a fini didattici. Risultati: La creazione di un sito web, suddiviso in una sezione per professionisti del settore e uno per il pubblico generico, che ospita un data-base documentale e una applicazione di VR interattiva che permette la visita 4D della Piazza. CLIP Piazza dei Miracoli Website, 3D Section

28 The Virtual Museum of Sculpture of Pietrasanta Finalità: Estendere la metodologia utilizzata nel Museo delle Pure Forme in un contesto simile ma con le sue peculiarità Realizzazione di un Museo Virtuale che ospiti sculture sparse in tutto il mondo nello stesso spazio virtuale condiviso (una piazza stilizzata che si ispira alla Piazza del Duomo dei Pietrasanta, la città del marmo e degli artisti, nei cui laboratori sono state realizzate le sculture. DEMO CLIP

29 The Virtual Museum of Sculpture of Pietrasanta Installation in Associazione Industriali di Pietrasanta, Italy

30 The Virtual Exploration of Turandot Sets Finalità: Divulgazione dell opera di Galileo Chihi, che dipinse le scene originali della Turandot di Puccini. Recuperare la fondamentale unità degli elementi dell opera (canto, musica e immagini) in un installazione multimediale. Sfide tecniche: Ricostruzione di un modello 3D delle scene basandosi solo sugli schizzi originali, senza perdere l originale effetto pittorico e il feeling artistico. Gestire una complessa installazione immersiva con un display panoramico a 3 segmenti, con due schermi aggiuntivi semitrasparenti su cui vengono proiettate le immagini di attori che cantano le arie più famose.

31 The Virtual Exploration of Turandot Sets CLIP CLIP Installation in Villa Borbone, Torre Del Lago, Italy

32 Applicazioni: Industria

33 Campi di applicazione industriale Aerospaziale Automobilistica Entertainment and giochi Trasporto e logistica Militare Per attività di: Addestramento di personale Progetto e sviluppo di prodotti Studi ergonomici Test clinici

34 Applicazioni: industria La modellazione CAD evolve in Virtual Prototyping. La VP consente di ridurre i costi di dei prototipi facendo eseguire verifiche in sede virtuale prima della costruzione fisica. Consente progettazione e verifica collaborativa. E possibile simulare i processi e linee produttive e individuarne tempestivamente i possibili problemi. VR come strumento di marketing per presentazioni.

35 VR & Industria: Sytling Presentazione prodotto al Top Management Verifica allineamenti superfici carrozzeria Verifica modellazione superfici

36 VR & Industria: linee di assemblaggio Definizione procedure di montaggio Ricerca traiettorie di montaggio / verifica di interferenza

37 VR & Industria: ergonomia Raggiungibilità comandi primari e secondari Visibilità esterna durante manovre tipiche Visibilità strumenti Comfort di guida / accesso al posto di guida

38 Addestramento: simulatori Tramite l uso di simulatori la VR consente di addestrare personale per ridurre i rischi dovuti all addestramento reale svolto in condizioni pericolose (soldati, piloti, chirurghi etc.) Permette di simulare condizioni di rischio non riproducibili nella realtà. Riduce i costi potendo simulare più piattaforme diverse con poche modifiche.

39 Simulatori militari Virtusphere

40 Fakespace

41 Simulatori automobilistici

42 MORIS Project Simulatore di motociclo per fase di design e test

43 ENEA Project Simulatore per testare le capacità di guida di persone con disabilità al fine di: Migliorare le interfacce delle macchine Valutare l idoneità per la guida Identificare condizioni di rischio Addestrare l utente alla guida

44 VIRTUAL Project CLIP CLIP Piattaforma integrata basata su tecnologie di VR per testing e attività sperimentali di verifica di ergonomia dei veicoli.

45 Simulatori per logistica

46 INDICA Project Simulatore di carrello elevatore per l addestramento di personale nel contesto dell industria cartaria. CLIP

47 INDICA Components A Graphics system for the immersive 3D visualization of the VE + an Audio System for the 3D sound feedback A Stewart platform to provide motion along 6 degrees of freedom The A real RP forklift screens, cockpit, mounted provided integral with with the 2 PCs, platform, one to allow manage a good the field real-time of view on all both the primary directions controls and low (steer, vibrations (projectors processes mounted and the on control, the platform, one for use the of pedals, mirrors) levers) audio/visual rendering

48 INDICA Virtual Environment

49 Sailing simulator Simulatore dinamico di vela per l addestramento in ambiente virtuale Obiettivi Analisi del modello dinamico sviluppato Sviluppo di un modello real-time per l interazione Integrazione in una piattaforma dinamica esistente

50 LINK-2 Virtual Prototyping Durante lo sviluppo di un veicolo è necessaria una fase di revisione del prodotto finale per: 1. Verifica della qualità dell assieme possibili interferenze meccaniche allineamento delle superfici estetiche di carrozzeria 2. Analisi ergonomica del veicolo quote di riferimento del posto guida per abitabilità e comfort layout per accessibilità alla strumentazione Attualmente questa fase di revisione viene spesso effettuata sul prototipo marciante (dopo studi CAD preliminari). Un Sistema di Prototipazione Virtuale permette di ridurre costi e timeto-market.

51 LINK-2: Dispositivi Tracking Sistema di Visualizzazione 3D Interattivo + PC Software Simulatore Avanzato di ergonomia

52 IVS: Valore Aggiunto Visualizzazione in scala 1:1 del prodotto Collaborative design Percezione accurata dell estetica del veicolo Agevole verifica modellazione e allineamento superfici Agevole verifica interferenze Riduzione tempi e costi di sviluppo

53 AES: Valore Aggiunto Valutazione qualità del prodotto più completa (ergonomia + estetica) Valutazione ergonomica interattiva e non mediata Ampliamento campo di indagine della valutazione ergonomica (ad esempio visibilità strumentazione plancia) Possibilità di correlare giudizi qualitativi con misure quantitative Valutazione in tempi contenuti di un notevole numero di varianti ergonomiche

54 Sviluppi futuri: fotorealismo Rendering fotorealistico in tempo reale: per utilizzare le tecnologie immersive di VR oltre che per l interazione con modelli CAD complessi, anche per verifiche e presentazioni riguardanti lo stile.

55 Training Center Il Training Center realizzato in collaborazione con Tetrapak-Simonazzi ha l obiettivo di garantire un elevato livello di formazione a tutti I tecnici specialisti. L uso di tecnologie immersive consente la fruizione dei contenuti didattici in maniera più naturale ed immediata, grazie alla possibilità dell interazione diretta e alla migliore qualità dell informazione fornita. 1. Visualizzazione interattiva di modelli CAD 1. Stereoscopia (percezione della terza dimensione) 2. Possibilità di variare il punto di vista 3. Possibilità di interagire con i modelli (manipolazioni e sezioni in tempo reale) 2. Visualizzazione di animazioni 1. Apprendimento di procedure di assemblaggio/disassemblaggio/manutenzione 2. Apprendimento del funzionamento interno dei macchinari 3. Interazione con l animazione 3. Collegamento con database 1. Possibilità di contestualizzare sul modello 3D informazioni di vario tipo provenienti da database.

56 Training Center: Valore Aggiunto Migliore comprensibilità dei contenuti Corrispondenza diretta tra tipologia dei contenuti e modalità di accesso (3D) Interazioni in tempo reale (manipolazioni, sezioni) Riduzione tempi e costi di training

57 Applicazioni: Medicina

58 Applicazioni: medicina E possibile simulare un operazione chirurgica non solo a fini di addestramento, ma anche per pianificare un operazione reale sulla base dei dati fisicamente rilevati sul paziente. Oltre che per la chirurgia, è possibile addestrare i medici sulla palpazione dei tessuti, l inserzione di aghi, la consistenza dei denti etc.

59 RV come terapia Le potenzialità terapeutiche della RV si possono così riassumere: Stimola l attenzione Permette al paziente di vivere situazioni che altrimenti lo metterebbero a disagio (es. fobie) Le situazioni immersive rappresentano uno stimolo forte per il paziente, che influisce sulla memorizzazione, sull attenzione e sul coinvolgimento ai fini dell apprendimento Pazienti con problemi di vario tipo (sociopatici, etc.) possono cominciare ad interagire con il mondo esterno in un ambiente a variabili controllate come la RV, per poi trovare a stadi più avanzati della terapia il superamento completo delle proprie paure. RV per esperimenti psicologici

60 Applicazioni: medicina Trattamento di fobie e panico. Aracnofobia Agorafobia

61 Applicazioni: medicina Riabilitazione funzionale

62 Altre applicazioni

63 Applicazioni: animazione forense Analisi dei dati: la ricostruzione 3D di una scena reale permette di sovrimporre sulla scena la visualizzazione di dati acquisiti durante la fase di analisi (es. traiettoria di proiettili, dislocazione di reperti..) Verifica della scena: è poco pratico è talvolta impossibile lasciare la scena di un crimine inalterata per lungo tempo. La ricostruzione 3D può però congelarla in un certo stato, con un grado di accuratezza maggiore di quello di semplici foto. Sui dati 3D è possibile effettuare ulteriori verifiche, ad es.: cosa è visibile da un certo punto?

64 Applicazioni: animazione forense Briefing: L uso di uno schermo stereoscopico permette a più persone di effettuare un analisi interattiva della scena, con l eventuale sovrapposizione di dati, costituendo un efficace strumento di briefing. Valutazione delle ipotesi: La ricostruzione virtuale permette una veloce formulazione e verifica di ipotesi alternative (gli oggetti possono essere mossi interattivamente nella scena per determinare se possono essere stati usati o mossi etc.). Possono essere verificate anche ipotesi relative allo stato di illuminazione della scena e alla verifica della visibilità di alcune componenti.

65 Applicazioni: entertainment Uno dei più redditizi campi applicativi è l intrattenimento. L industria videoludica ha dato un enorme spinta tecnologica che ha prodotto aumenti di performance e riduzione dei costi. I simulatori, oltre che utili per il training, sono strumenti di intrattenimento molto attraenti. La VR e il suo indotto (CG etc.) sono efficaci mezzi e affascinanti temi per il cinema.

66 VR e Videogiochi: realtà simulata