Realidade aumentada: Origem, Funcionamento e Usos
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O documento discute a origem e o desenvolvimento da realidade aumentada. Apresenta suas características principais e como ela combina elementos reais e virtuais em tempo real. Também descreve as principais abordagens de realidade aumentada como óptica e de vídeo, além de discutir desafios como registro e rastreamento. Por fim, exemplifica possíveis usos como medicina, entretenimento e marketing.
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- 2. ORIGEM • Azuma: Realidade Aumentada é uma variação do conceito de Realidade Virtual
- 3. ORIGEM • Todo sistema de realidade aumentada possui necessariamente três características (Azuma): 1. Combina real e virtual 2. Possui interatividade em tempo real 3. É registrada em três dimensões
- 4. ORIGEM • Primeiro sistema funcional de realidade aumentada – Ivan Sutherland, 1968, Head-Mounted Display • Utopia: um dispositivo que pudesse imergir os humanos em um ambiente tridimensional de tal maneira que não se poderia distinguir o real do virtual
- 5. ORIGEM • Subsídio das Forças Armadas dos EUA: pesquisas na geração de informações gráficas interativas e melhores sistemas de rastreamento • Década de 90: surgimento do conceito atual de Realidade Aumentada • Inclusão do GPS e do Wearable Computing
- 10. O PROBLEMA DO REGISTRO E RASTREAMENTO • Registro: perfeito alinhamento entre mundo real e virtual • Rastreamento: localização do usuário no espaço • Método mais promissor atualmente: híbrido entre GPS e escaneamento visual • 24 satélites em órbita, 12 estações terrestres e as imagens obtidas pela câmera: imagem é relacionada a um modelo de computador previamente construído
- 11. REALIDADE AUMENTADA MÓVEL • Celular: convergência de hardware, software e base de dados em um só aparelho • Maior número de pessoas tendo acesso a máquinas móveis capacitadas a utilizar aplicativos de Realidade Aumentada. • Cerca de 19 milhões de smartphones teoricamente aptos a rodar aplicações de Realidade Aumentada no Brasil • 45 dias para viabilizar um projeto comercial
- 12. REALIDADE AUMENTADA MÓVEL • Tecnologia necessária: tecnologias de rastreamento global, comunicação sem fio, computação baseada em localização, computação baseada em serviços e wearable computing.
- 13. REALIDADE AUMENTADA MÓVEL • Rastreamento eficaz: Sistema de GPS, base de dados acessada por banda larga 3G, rastreamento de imagens do ambiente por uma câmera de resolução razoável • 2004: Rastreamento ótico leve
- 16. ERA DA CONEXÃO • Nova fase da sociedade da informação: mudança na forma de consumir informação • Era da Conexão (André Lemos): tecnologia baseada na mobilidade e na computação ubíqua • A Realidade Aumentada adiciona mais uma camada de informação ao ambiente urbano, tomando o acesso à informação mais intuitivo e natural • Sinergia entre espaço virtual, espaço urbano e mobilidade
- 18. USOS • Medicina
- 19. USOS • Manutenção de maquinários complexos
- 23. USOS • Navegação
- 24. USOS • Comunicação e marketing • Três direções básicas: 1. Aplicativos de geolocalização 2. Interface com outros meios e ponto de venda 3. Advertainment
- 25. USOS • 1 - Aplicativos de geolocalização • Gratuitos • Adquirir virtualmente a localidade da paisagem virtual • Banners
- 26. USOS • 2 - Interface com outros meios e ponto de venda • Complemento de campanhas publicitárias
- 28. USOS • 3 - Advertainment
- 30. CONSIDERAÇÕES FINAIS • Tendências: Aplicativos de navegação em dispositivos móveis • Aproveitamento do código 2D com rastreamento leve para jogos e campanhas publicitárias (câmera do computador) • Expansão das redes sem fio • Barateamento de celulares mais potentes • Pode trazer grandes mudanças no modo como encaramos as informações e sua relação com o espaço urbano
- 32. REFERÊNCIAS AZUMA, Ronald T. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6, 4, August, 1997. p. 355-385. Disponível em <http://migre.me/1xAQg>. Acesso em 06/10/2010. AZUMA, Ronald T. Predictive Tracking for Augmented Reality. Dissertation (Doctor of Philosophy in the Department of Computer Science), University of North Carolina at Chapel Hill, 1995. Disponível em < http://migre.me/1xAQR >. Acesso em 06/10/2010. BERTELSEN, Olav; NIELSEN, Christina. Augmented reality as a design tool for mobile interfaces. Proceedings of the Third Conference on Designing Interactive Systems (DIS), 2000. p. 185-192. Disponível em <http://migre.me/1xARk>. Acesso em 06/10/2010. CAVALLINI, Ricardo; XAVIER, Léo; SOCHACZEWSKI, Alon. Mobilize. 1. ed. São Paulo: Ed. dos Autores, 2010. Disponível em <http://www.mobilizebook.com.br/>. Acesso em 01/10/2010. EKENGREN, Björn. Mobile Augmented Reality. Thesis (Master of Science in Computer Science), School of Electrical Engineering, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2009. Disponível em <http://migre.me/1xAS7>. Acesso em 04/10/2010. HÖLLERER, Tobias H.; FEINER, Steven K. Mobile Augmented Reality. In: KARIMI, H.; HAMMAD, A. (org.) Telegeoinformatics: Location- Based Computing and Services. Boca Raton, London, New York, Washington: CRC Press, 2004. Disponível em <http://migre.me/1xATf>. Acesso em 05/10/2010. ISMAR - INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MIXED AND AUGMENTED REALITY 2009. Disponível em <http://www.ismar- society.org/ismar2009/>. Acesso em 01/10/2010. LECHNER, Marie. New York le virtuel à l’œuvre. Écrans. 11/10/2010. Disponível em < http://migre.me/1xBXU>. Acesso em 11/10/2010. MANTOVANI, Camila Maciel Campolina Alves. Info-entretenimento na telefonia celular: Informação, mobilidade e interação social em um novo espaço de fluxos. Dissertação (Mestrado em Ciência da Informação) Escola de Ciência da Informação, Universidade Federal de Minas Gerais, 2006. Disponível em <http://migre.me/1xAUf>. Acesso em 06/10/2010.
- 33. REFERÊNCIAS MEREL, Rafael. Uso de tecnologia, realidade aumentada e outras coisas do gênero. Blog Brainstorm #9. 28.set.2010. Disponível em <http://migre.me/1xC7x>. Acesso em 09/10/2010. MERIGO, Carlos. Transformers 2 | We Are Autobots. Blog Brainstorm #9. 16.jun.2009. Disponível em <http://migre.me/1xAVc>. Acesso em 09/10/2010. MIES, Ginny. Enhanced Advertising in Augmented Reality. Pcworld: San Francisco, CA, August, 2010. p. 26 MÖHRING, Mathias; LESSIG, Christian; BIMBER, Oliver. Video See-Through AR on Consumer Cell-Phones. Proceedings of the Third IEEE and ACM ISMAR - International Symposium on Mixed and Augmented Reality, 2004. Disponível em <http://migre.me/1xAW1> Acesso em 06/10/2010. SWAN II, J. Edward; GABBARD, Joseph L. Survey of User-Based Experimentation in Augmented Reality. Proceedings 1st International Conference on Virtual Reality, July 22–27, Las Vegas, Nevada, 2005. Disponível em <http://migre.me/1xAWW>. Acesso em 01/10/2010. TAKACS et al. Outdoors Augmented Reality on Mobile Phone using Loxel-Based Visual Feature Organization. Proceeding of the 1st ACM international conference on Multimedia information retrieval, Vancouver, Canada, 2008. Disponível em <http://migre.me/1xAXs>. Acesso em 05/10/2010.
Notas do Editor
- - Realidade Virtual: total imersão do usuário no ambiente sintético, sem contato com o mundo real - Realidade Aumentada: permite que o usuário veja parte do mundo real, com objetos virtuais sobrepostos ou compostos com o mundo real.
- O sujeito era rastreado mecanicamente e poderia ver informações geradas por computador misturadas com objetos físicos.
- A RA é considerada então a continuidade mais lógica do wearable computing.
- A RA só é possível em dispositivos See-Through (Ver-Através), aqueles que combinam real e virtual, ao contrário dos dispositivos fechados, que permitem a visão somente do mundo virtual. Existem duas maneiras mais utilizadas para a união das imagens do mundo real com os objetos virtuais: ótica – Optical See-Through Device (Aparelho de Ver-Através Ótico); e por vídeo – Video See-Through Devices (Aparelho de Ver-Através por Vídeo). - Mostradores transparentes, combinadores óticos semi-reflexivos A imagem do mundo real é vista por meio do mostrador; enquanto isso, o gerador de imagens combina as localizações da cabeça, enviadas pelo rastreador, para produzir imagens gráficas e refleti-las no combinador semi-transparente.
- Os dispositivos optical see-through produzidos hoje são mais sofisticados e dispensam o reflexo na lente. Muitas vezes um pequeno monitor projeta as informações diretamente sobre um dos olhos, enquanto o outro fica livre para ver as imagens do mundo real: são os chamados near-eye (perto do olho).
- - Imagem captada por câmeras: maior sensação de imersão - Possível a edição de imagens - Uso de monitores As câmeras captam a imagem do mundo real, encaminham para o mixador de imagens, enquanto o rastreador também envia para o mixador as informações a respeito da posição da cabeça do usuário. O mixador então reúne as duas imagens e projeta nos monitores oculares para o usuário. A imagem de cada monitor é diferente da outra, gerando uma imagem em estéreo e em três dimensões.
- Objetos devem ser perfeitamente alinhados para causar ilusão e imersão As câmeras identificam também marcos distintivos na paisagem, como prédios ou montanhas, relacionando-os com o modelo virtual.
- - Plataforma capaz de gerar e gerenciar as imagens virtuais a serem sobrepostas à imagem real.
- a) cada quadro é escaneado continuamente em linhas paralelas a cada número x de pixels; b) quando um padrão inesperado de cor aparece na imagem em duas varreduras sucessivas, o computador constrói o contorno da forma detectada, pixel a pixel; c) o resultado é um eixo em uma dimensão; d) os outros dois eixos são marcados por proximidade com o primeiro; e) o resultado são os três eixos das três dimensões; f) conforme os eixos são escaneados, sua largura e centro são estimados e todos são fundidos em um só (MÖHRING et al, 2004, p. 1-2).
- É uma forma de sociabilidade em um ambiente que flui entre virtual e físico. A câmera do celular permite ao usuário ver e socializar além do que seria capaz a olho nu.
- Para a medicina, a RA com Head-Mounted Devices pode ser útil no auxílio e treino para cirurgias. Os dados do paciente coletados via exames não-invasivos, como ressonâncias magnéticas e tomografias computadorizadas podem formar uma imagem interna do mesmo em 3-D. Essa imagem interna seria usada em cirurgias minimamente invasivas, que necessitam apenas de pequenas incisões, sem diminuir a visão que o médico tem do interior do paciente (AZUMA, 1997, p. 358).
- De maneira análoga à área médica, a Realidade Aumentada pode auxiliar na manutenção de maquinários complexos, fornecendo instruções projetadas na visão ambiente, ao invés de em manuais impressos, mostrando as ferramentas necessárias e os próximos passos a serem tomados (AZUMA, 1997, p. 359)
- A Área Militar foi muito importante no início do desenvolvimento da RA, e continua sendo um de seus principais fomentadores. A RA pode ser útil auxiliando pilotos de aeronaves, mostrando informações de maneira rápida e sem perder o foco no ambiente, e também para as tropas terrestres, informando sobre alvos, áreas perigosas e uma visão geral do campo de batalha (AZUMA, 1997, p. 363) (EKENGREN, 2009, p. 7).
- Para o entretenimento, a RA tem muito a oferecer. Uma das possibilidades é fornecer visitas “guiadas” a sítios históricos, com reconstruções virtuais de como seria o ambiente na antiguidade. Outra proposta recente, produzida pela equipe da Georgia Tech, é um jogo que utiliza a base do rastreamento ótico leve para funcionar (Figura 11). A cidade em 3-D é projetada sobre o código em duas dimensões. O jogador atua em primeira pessoa, sobrevoando a cidade e dando toques na tela para atirar nos zumbis. Balinhas coloridas colocadas sobre o código impresso também participam do jogo como bombas de diversos tipos, aumentando mais ainda a interação real-virtual.
- Uma das funções mais exploradas nos dispositivos de RA é o auxílio à navegação. Ao comparar a localização geográfica com a base de dados já adquirida sobre o ambiente, o computador pode orientar o usuário sobre qual direção tomar e dar informações sobre locais importantes, como bancos, restaurantes e hotéis. Pode haver tanto orientações auditivas, como visuais, como setas orientando o caminho (HÖLLERER; FEINER, 2004, p. 7-8).
- Consideramos que as áreas de comunicação e marketing são as que mais mostram potencial de exploração e desenvolvimento da tecnologia da RA. Pelo grande crescimento comercial que os telefones celular têm mostrado, a tendência é que os usuários queiram aproveitar toda a capacidade de seus aparelhos e que as empresas usem a tecnologia para divulgar produtos, serviços ou idéias.