Questions and Answers
Qual è la tecnica che si basa sulla distorsione prospettica, dove gli oggetti più lontani appaiono più piccoli e le linee parallele sembrano convergere in un punto di fuga?
Cosa indica la tecnica 'Known Size' riguardo alla misurazione degli oggetti?
Dati due oggetti vicini, se le dimensioni e l'orientamento di uno sono noti, allora si possono assumere le caratteristiche dell'altro.
Cos'è la 'Frame Cancellation'? Quando un oggetto virtuale si avvicina al bordo del display tanto da toccarlo, l'illusione che l'oggetto sia di ______ al display viene improvvisamente persa.
fronte
Gli oggetti molto distanti appaiono più nitidi rispetto a quelli più vicini secondo la 'Prospettiva Atmosferica'.
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Quali sono le caratteristiche essenziali o desiderabili della Realtà Virtuale?
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Qual è il principio fondamentale del tracciamento dei dispositivi tramite LED infrarossi?
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La Realtà Aumentata integra informazioni digitali nell'ambiente fisico percepito dall'utente in maniera non interattiva.
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Cosa è utilizzato per il Lighthouse Tracking all'interno dei visori VR?
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Cosa indica la Sospensione volontaria dell'incredulità?
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Nella Realtà Virtuale, l'Inclusività indica quanto le impressioni sensoriali dell'utente sono generate dal __ anziché dall'ambiente reale.
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La tecnica di Finger Tracking prevede il tracciamento delle mani e delle dita.
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Eye Tracking si riferisce al tracciamento dei movimenti dell'____ umano per registrare ed valutare il percorso dello sguardo di una persona.
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Collega le seguenti caratteristiche tra Realtà Virtuale e Realtà Aumentata:
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Quali sono le forme di Display Monofacciali orientate di solito?
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Nei sistemi CAVE, l'utente è completamente circondato dal mondo virtuale utilizzando solo proiezioni posteriori.
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Cosa significa VTS in 'Occlusion VTS'?
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La distanza di ____________ è la distanza fino alla quale gli occhi devono convergere affinché entrambi possano focalizzare al massimo un punto nello spazio.
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Match the following properties with their description:
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Quali sono le due tipologie di tracciamento spiegate nel testo?
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Cosa utilizza una sorgente stazionaria che produce tre campi magnetici ortogonali?
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Il GPS fornisce un orientamento preciso anche in ambienti urbani
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Quale tipo di tracciamento si basa sulle caratteristiche dell'ambiente circostante come angoli e spigoli? Markerless __________.
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Corrispondenza tra il metodo di tracciamento e la descrizione corretta:
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Qual è la principale differenza tra le esperienze parzialmente immersive e completamente immersive?
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Il feedback aptico è il risultato di un movimento dell'utente e non ha nulla a che fare con gli oggetti virtuali
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Cosa significa l'acronimo HMD in relazione ai display?
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Gli occhiali VR isolano l'utente dal mondo ____, facilitando l'immersione in un mondo virtuale.
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Qual è il metodo per determinare la posizione, l'orientamento e la scala globali di un oggetto?
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Cosa rappresentano i Surface Models nella Computer Graphics?
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I modelli solidi racchiudono un volume 3D.
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Extreme condition of 90° and 270° means the observer is looking at the _______ of the polygon.
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Cosa si intende con 'Direct Manipulation' nelle interfacce utente VR/AR?
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Quali sono le caratteristiche di un'interazione 3D magica?
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Le interfacce utente grafiche convenzionali utilizzano principalmente elementi come menu, pulsanti, barre degli strumenti per eseguire comandi come il drag & drop e il doppio clic a differenza dei sistemi VR/AR. In questi ultimi, alcune di queste tecniche possono essere trasferite in maniera ______.
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Le interfacce utente 3D Widget associati a comportamenti di interazione nell'ambiente virtuale possono essere esclusivamente ispirati da oggetti reali.
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Quali sono i modi in cui si possono attivare i Trigger nelle FSM? Seleziona tutte le opzioni corrette.
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Cosa modella una sorgente di luce Direzionale nel rendering di mondi virtuali?
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La Rendering Visuale di Particle Systems (PS) può utilizzare Geometrie complesse statiche per ogni particella.
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Cosa calcola un algoritmo di Inverse Kinematics per calcolare le posture scheletriche?
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Study Notes
Introduzione alla Realtà Virtuale e Aumentata
- La realtà virtuale (VR) e la realtà aumentata (AR) sono tecnologie che creano un'esperienza immersiva e interattiva, combinando l'ambiente reale e virtuale.
- Gli esseri umani percepiscono il mondo attraverso i loro sensi, e la realtà virtuale e aumentata possono sostituire gli stimoli reali con quelli artificiali.
Realtà Virtuale (VR)
- La VR colloca l'utente all'interno di un ambiente completamente generato al computer.
- La VR richiede un ambiente interattivo realistico che risponda alle azioni dell'utente in modo naturale e coerente.
- La VR si basa sui contenuti 3D realizzati con computer graphics e utilizzati in tempo reale.
- La caratteristiche essenziali della VR sono:
- Focalizzazione sugli aspetti tecnologici
- Classificazione della VR come una nuova forma di interazione uomo-macchina
- Enfasi sull'esperienza mentale della VR
Immersività
- L'immersività fisica della VR si riferisce alla capacità del sistema di creare un'esperienza realistica e coinvolgente.
- L'immersività si può misurare attraverso parametri come:
- Inclusività (quanto le impressioni sensoriali dell'utente sono generate dal computer)
- Estensività (il range di modalità sensoriali supportate dall'esperienza VR)
- Ambientalità (quanto la presentazione dell'esperienza VR è panoramica e coinvolgente)
- Vivida (la risoluzione, fedeltà e dinamicità degli stimoli sensoriali)
Realtà Aumentata (AR)
- La AR è una variante della VR, che combina l'ambiente reale e virtuale.
- Le caratteristiche principali della AR sono:
- Combina reale e virtuale
- Interattiva in tempo reale
- Oggetti in 3D registrati
- La AR non richiede necessariamente un dispositivo di output specifico, ma può essere fruibile tramite dispositivi comuni come gli smartphone e tablet.
Realtà Mista (MR)
- La MR descrive un'esperienza in cui contenuti reali e virtuali sono combinati insieme.
- La MR si distingue dalla AR in quanto coinvolge la fusione di ambienti completamente reali e virtuali lungo un continuum di virtualità.
Sistemi VR e AR
- I sistemi VR e AR devono soddisfare requisiti come:
- Riconoscere le azioni degli utenti
- Simulare il mondo influenzato da tali azioni
- Permettere agli utenti di percepire un mondo virtuale o aumentato attraverso stimoli appropriati
Schermi Multi-Modalità
- I display audio si suddividono in:
- Altoparlanti stereo
- Sistemi multi-canale
- Suono binaurale
- Ambisonics
- I display tattili possono essere classificati in base al feedback aptico:
- Cinestetico/di forza
- Tattile
- I display olfattivi e gustativi possono essere estrinseci o intrinseci.
Visual Output
- I display visivi permettono agli utenti di percepire il mondo virtuale o aumentato in modo simile al mondo reale.
- I display si riferiscono ai monitor, sistemi di proiezione e quelli indossabili HMD.
Human Visual System
- Il campo visivo umano è di circa 214° in orizzontale e 130°-150° in verticale.
- Il campo visivo FOV è l'angolo di visuale che può essere percepito utilizzando un dispositivo tecnico HMD.
- I segnali di profondità si suddividono in:
- Monoculari
- Binoculare### AR Spaziale SAR
- La tecnologia AR Spaziale SAR descrive la proiezione di aggiunte sulla geometria fisica
- Si suddivide in due categorie:
- Optical OST (Occhiali AR)
- Video VST (Visualizzazione di Immagini Video)
Optical OST (Occhiali AR)
- Composto da:
- Specchio parzialmente trasmissivo e parzialmente riflettente
- Display generato al computer
- La combinazione di immagini reali e virtuali avviene attraverso gli occhi
- Problema: insufficiente rapporto di luminosità del display rispetto alla luce ambientale
Video VST
- Composto da:
- Videocamera
- Processore grafico
- Dispositivo di visualizzazione convenzionale
- La combinazione di immagini reali e virtuali avviene elettronicamente durante il rendering
- Può essere utilizzato anche per la VR immersiva
HMD (Head-Mounted Display)
- Monoculare: utilizza un singolo display con ottiche associate per un solo occhio
- Bioculare: mostra la stessa immagine ad entrambi gli occhi attraverso ottiche separate
- Binoculare: offre un'immagine separata a ciascun occhio, creando un effetto stereoscopico
Sistemi VR Stazionari
- Utilizzano display principalmente orientati verticalmente o orizzontalmente
- Possono comprendere schermi di proiezione, grandi monitor o superfici di proiezione sferiche
- Per il corretto calcolo della prospettiva, solitamente viene tracciata la testa dell'utente
Multi-sided Display
- Forme a L: offrono un notevole vantaggio rispetto ai display unilaterali
- CAVE: struttura composta da display disposti a formare un cubo
- Display sferici (Dome): consistono in uno schermo curvo su cui l'immagine viene visualizzata con l'aiuto di diversi proiettori
Ocularity and Stereoscopia
- Il processo di Rendering degli oggetti virtuali utilizzando il modello Pinhole Camera produce immagini nitide
- La convergenza degli occhi verso un punto, insieme all'accomodazione della vista a diverse distanze, consente al sistema visivo di percepire la profondità degli oggetti
- Vergence Accomodation Conflict: problema di accomodazione dell'occhio tra la distanza di convergenza e la distanza focale
Occlusion VTS
- L'occlusione tra oggetti virtuali e reali è cruciale per la percezione della profondità in una scena di AR
- Utilizza un Buffer di Profondità (z-buffer) per garantire che i poligoni corretti occultino correttamente altri
Phantom Rendering
- Tecnica che consiste nell'utilizzo di una rappresentazione virtuale Phantom di un oggetto reale
- Utilizza il z-buffer per stabilire i valori corretti di profondità di un modello virtuale per l'oggetto reale visibile nel video
- Problemi: modelli virtuali non rappresentativi, registrazione statica errata, registrazione dinamica errata
Resolution e Refresh Rate / FOV
- La risoluzione è limitata dal tipo di display e dal sistema ottico
- Una risoluzione sufficiente è desiderabile per sopprimere artefatti disturbanti delle immagini generate al computer
- Il campo visivo FOV e la risoluzione sono correlati, poiché un FOV più ampio richiede più pixel per essere riempito con la stessa densità
Indizi di Profondità
- Utilizzati dal cervello per la percezione dello spazio
- Monocolare (pittorica): non richiede l'interazione di entrambi gli occhi
- Binoculare: necessita di entrambi gli occhi, o di un'immagine stereoscopica, per essere percepito
Frame Cancellation
- Quando un oggetto virtuale si avvicina al bordo del display tanto da toccarlo, l'illusione che l'oggetto sia di fronte al display viene improvvisamente persa
Sickness
- Utilizzo di un HMD per 10 minuti diventa stressante per il sistema visivo
- Motion Sickness: vengono percepiti effetti collaterali quando gli utenti si muovono o vengono mossi all'interno di un'applicazione
- Cybersickness: si verificano sintomi anche se l'utente non si sta muovendo affatto nelle applicazioni VR/AR### Sistemi di Tracking Posizionale 6DOF
- I sistemi di tracking posizionale 6DOF consentono di tracciare il movimento di traslazione e rotazionale, determinando la posizione e l'orientamento di un oggetto nello spazio 3D.
- E' possibile determinare se l'utente si sta muovendo avanti, indietro, lateralmente, verticalmente, su o giù.
Calibrazione
- La calibrazione è il processo di confronto tra misurazioni effettuate con due dispositivi: di riferimento e da calibrare.
- L'obiettivo è determinare i parametri in modo da fornire misurazioni su una scala conosciuta.
- La calibrazione spaziale fornisce una regolazione offline, che può essere calcolata una sola volta per sempre o all'avvio.
Registrazione in AR
- La registrazione in AR si riferisce all'allineamento dei sistemi di coordinate tra oggetti virtuali e reali.
- La registrazione statica richiede la calibrazione spaziale del sistema di tracciamento per stabilire un sistema di coordinate comune tra oggetti virtuali e reali.
- La registrazione dinamica richiede il tracciamento.
Spatial Display Model in AR
- Il modello spaziale di display AR può essere definito come la relazione spaziale di fino a 5 componenti: occhi dell'utente, display, fotocamera, oggetto virtuale da aggiungere, mondo.
- I dispositivi di display AR possono essere suddivisi in base alla distanza occhi-display: head space (HMD), body space (Handheld Display), world space (Stationary e Projected Display).
Come avviene il Tracking
- Il tracking richiede l'organizzazione dei sensori, che vanno a percepire un segnale, andando a misurare un fenomeno fisico.
- La misurazione viene fatta seguendo il Principio di Misurazione, che misura la potenza, la direzione del segnale e il tempo di volo e le proprietà elettromeccaniche.
Tipologie di Tracking
- Optical
- Stazionari (adatti VR)
- Meccanico
- Elettromagnetico
- Acustico
- Mobili (adatti AR)
- GPS
- Wireless
Optical Tracking and Other Devices
- L'optical tracking si basa sull'idea dell'utilizzo degli oggetti registrati nello stream video per determinare la posizione e l'orientamento relativi degli oggetti rispetto alla telecamera.
- Le telecamere possono essere dirette verso l'oggetto da monitorare dall'esterno (Outside-Looking-In) o montate sull'oggetto stesso e registrare l'ambiente circostante (Inside-Looking-Out).
Feature Based Tracking
- Il feature based tracking rappresenta una generalizzazione dell'approccio basato su marker e sono più robusti rispetto all'occlusione.
- Si basa su telecamere che riconoscono caratteristiche nell'immagine e assegnano ad essi dei modelli 2D o 3D.
Image Based Tracking
- E' un tipo di feature based tracking simile al marker tracking, ma invece di utilizzare marker specifici, identifica e traccia le caratteristiche naturali presenti nell'immagine stessa.
- La libreria Vuforia individua e traccia queste caratteristiche confrontandole con un db di risorse target conosciute.
Markerless Tracking
- Si basa sulle caratteristiche dell'ambiente circostante, come angoli, spigoli.
- I metodi sono meno consolidati e solitamente più lenti.
RGBD Camera
- E' un modo per implementare il tracciamento basato sulla telecamera, in cui viene fatta una combinazione di telecamere a colori e telecamere di profondità RGBD.
- Le informazioni di profondità possono essere utilizzate per tracciare la posizione della telecamera e l'interazione dell'utente.
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Description
La percezione umana è influenzata dalle regioni celebrali e dal contesto. Le stesse stimolazioni possono essere interpretate in modo diverso. Scopri come funziona la percezione del colore e degli altri sensi.
