Realidade Virtual e Aumentada

Código:

EIC0070

Sigla:

RVAU

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Interacção e Multimédia

Ocorrência: 2010/2011 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Informática
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEIC	25	Plano de estudos a partir de 2009/10	5	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Realidade Aumentada é uma tecnologia através da qual se pretende melhorar ou aumentar a visão que um utilizador tem do mundo real com imagens virtuais, usando técnicas de Visão por Computador e de Computação Gráfica/Realidade Virtual. O principal objectivo desta disciplina é transmitir aos alunos um conjunto de conhecimentos básicos destas técnicas, que lhes permitam prosseguir estudos mais avançados na área emergente da Realidade Aumentada, e a capacidade de realizar pequenos trabalhos ilustrativos das metodologias estudadas.
No final, os alunos deverão ser capazes de:
- identificar e caracterizar os componentes, a estrutura e as funções de um sistema mínimo de realidade virtual e/ou aumentada;
- descrever os algoritmos principais usados na implementação de cada um dos componentes;
- descrever como interagem os diversos componentes;
- realizar a integração entre imagens do mundo real e imagens de objectos virtuais;
- desenvolver aplicações de Realidade Aumentada, recorrendo a uma biblioteca disponível (ARToolkit).

Programa

INTRODUÇÃO À REALIDADE AUMENTADA
- Conceitos.
- Aplicações.
- Tecnologias de visualização.
- Componentes de um sistema de Realidade Aumentada.
- Funcionamento geral de um sistema de Realidade Aumentada.

INTRODUÇÃO À VISÃO POR COMPUTADOR
- Estrutura geral de um sistema de visão por computador.
- Introdução às técnicas de aquisição, processamento e análise de imagem.
- Técnicas de aquisição de informação 3D (breve referência).
- Modelação e calibração geométrica de uma câmara.

FUNCIONAMENTO DE UM SISTEMA DE REALIDADE AUMENTADA BASEADO NO SEGUIMENTO DE UM OBJECTO PADRÃO
- Sobreposição de imagens virtuais e reais.
- Descrição das fases principais de processamento: reconhecimento e seguimento do padrão.
- Análise das etapas principais da fase de reconhecimento.
- Análise das etapas principais da fase de seguimento.

PERCEPÇÃO EM AMBIENTES VIRTUAIS
- Percepção visual, auditiva e outras

TECNOLOGIAS UTILIZADAS EM REALIDADE VIRTUAL E AUMENTADA
- Equipamentos e Software

TÉCNICAS E ALGORITMOS UTILIZADOS EM REALIDADE VIRTUAL E AUMENTADA
- Modelação de objectos 3D
- Visualização de objectos 3D
- Técnicas de aceleração em visualização 3D
- Oclusão
- Detecção de colisões

Bibliografia Obrigatória

Rory Stuart; The Design of Virtual Environments, Barricade Books, 2001
Roy Kalowsky; The Science of Virtual Reality and Virtual Environments, Addison Weslley, 1994
E. Trucco, A. Verri; Introductory Techniques for 3-D Computer Vision, Prentice-Hall, 1998

Bibliografia Complementar

Y. Ohta, H. Tamura; Mixed Reality - Merging Real and Virtual Worlds, Ohmsha Ltd. & Springer-Verlag, 1999
Foley, James D. 070; Introduction to computer graphics. ISBN: 0-201-60921-5
R. Gonzalez, R. E. Woods; Digital Image Processing, Prentice-Hall, 2002
Artigos de Revistas e Conferências, nomeadamente: "IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics", "SIGGRAPH Conference Proceedings", EUROGRAPHICS Forum, IEEE Computer Graphics and Applications, IWAR, ISMAR, ISMR e ISAR

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

AULAS TEÓRICAS:
- Exposição das matérias do programa, com apresentação de exemplos ilustrativos.
- Realização de pequenos exercícios ilustrativos dos métodos estudados.

TRABALHO EXTRA-AULAS:
- Realização de trabalhos práticos, envolvendo a utilização dos conceitos transmitidos.

Software

- ARToolkit
- Sistema de desenvolvimento em C/C++ ou Java
- Sistemas operativos MS Windows/LINUX
Matlab 6
- OpenGL

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Técnicas gráficas > Computação gráfica
Ciências Físicas > Ciência de computadores > Modelação em 3 dimensões
Ciências Físicas > Ciência de computadores > Sistema de computadores > Interacção pessoa-computador
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia de interface > Realidade virtual

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	33,00
Trabalhos práticos	Trabalho escrito	50,00		2010-12-17
Exame	Exame	3,00		2011-02-11
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Teoria	Estudo autónomo	50	2010-12-17
Preparação para exame	Estudo autónomo	26	2011-02-11
	Total:	76,00

Obtenção de frequência

Não exceder o máximo de faltas permitido e realizar com aproveitamento mínimo de 40% os dois trabalhos para avaliação.

Fórmula de cálculo da classificação final

CF = 40%*CT + 60%*CE
CF: Classificação Final
CT: Classificação média dois dois Trabalhos Práticos
CE: Classificação de Exame

Os trabalhos práticos são avaliados no fim do tempo estipulado para a sua elaboração, durante uma aula.

Para obter aprovação é exigido um mínimo de 40% em qualquer das duas componentes de avaliação, distribuída e exame final.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação distribuída é exigida a todos os alunos, independentemente do regime de inscrição. Os alunos com impedimento de frequência das aulas terão de apresentar a evolução dos trabalhos (sujeitos a avaliação) a meio do período atribuído para a sua elaboração, assim como fazer a sua apresentação nas datas previstas.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação obtida na componente distribuída pode ser realizada nas épocas de realização de trabalhos práticos da disciplina no ano lectivo seguinte.

Observações

Pré-requisitos: conhecimentos básicos de Computação Gráfica 3D.