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Preâmbulo
Introdução
• oF
• Definições
• Equipamentos
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• Caso 1
• Caso 2
• Caso 3
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Finalização
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“The product is no longer the
basis of value. The experience
is.”
Venkat Ramaswamy
The Future of Competition
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Valor de uma boa experiência
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Preâmbulo
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IHC – Interação Homem-Computador
• Estudo da interação entre pessoas e computadores.
• Onde são formadas as experiências.
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Mas quem desenvolve experiência?
• UX Developer – User Experience
– A pessoa que caminha entra o design e a
tecnologia.
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Interação
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Texto, som,
cores, visual,
mecânico ou
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Interface
Mensagens
Usuário Sistema
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Exemplo:
• Usabilidade:
1. Facilidade de
aprendizado
2. Eficiência
3. Facilidade de
memorização
4. Erros
5. Satisfação sub...
3 níveis
Lógico: Resolvem, solucionam,
facilitam.
Emocional: Satisfazem
necessidades e desejos
afetivos.
Visceral: resolve...
Espera.... Visceral?
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ARDUINO
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Claudio Kirner1 and Christo...
Autores
Christopher Shneider Cerqueira – é graduado na Universidade Federal de Itajubá e
pesquisador da área de realidade ...
Introdução
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ERA TROGLODITA
• Graduação (2010):
– ARToolKit
– PTAMM
• Bolsista DTI (2011):
– basAR
Conectar com ARDUINO em C++
Literatu...
Processing
Adobe Flash
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• Vídeo oF1..videos1_openFrameworks1.mp4
• Vídeo oF2..videos1_openFrameworks2.mp4
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oF
• Criado para artistas e designers
• Desenvolvido por: Zach Liberman, Theo
Watson, Artuno Castro e Chris O’Shea
• Propo...
utilizar oF quando:
• O projeto renderiza muitos gráficos 3D, e/ou;
• Utilizar muita visão computacional, e/ou;
• Controla...
Libs no pacote padrão
• OpenGL, GLEW, GLUT, libtess2 e cairo para
gráficos.
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C++ Portável!!!!
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• Introdução à utilização de openFrameworks para o
desenvolvimento de aplicações de RVA
• cscerqueira.com.br
• ppt disponí...
ERA TROGLODITA (C++)
• Graduação (2010):
– ARToolKit
– PTAMM
• Bolsista DTI (2011):
– basAR
ERA DO FOGO (C++/oF)
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Billinghurst Vision
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utilizando openFrameworks e
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Equipamentos
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Rastreio
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• Via webcam
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utilizando openFrameworks e
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CASOS
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Construção da Aplicação
Caso 1 – Programa Vazio.
Caso 2 – Rastreio de Cores.
Caso 3 – Projeção Calibrada.
Caso 4 – Uso de ...
Caso 1: Montagem do programa vazio
• oF na versão 0.8.0
• Windows 8.1
• Visual C++ 2012 Express
• Componentes:
– ofxCv
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projectGenerator:
Onde inicia tudo (easy way)
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projectGenerator:
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• oF baseia-se em OO
• Arquivo de cabeçalho
• Arquivo de métodos
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Algoritmo
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Caso 2: Rastreio de cores
1. Breve teoria de cores e rastreio de blobs em
openCV,
2. Construção dos artefatos de manipulaç...
Cores
RGB-A (red, green, blue)-alfa HSV (hue (cor), saturation, value)
DEVEL–Caso2
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Blobs
• Método de busca de caracteristicas.
• Blobs compartilham propriedades constantes
que podem ser “percebidas” na ima...
Construção dos artefatos
DEVEL–Caso2
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Para infraestrutura
• Foi considerado estático, então é proposto (no
caso 3) uma calibração fixa (versão easy).
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Resultado do Rastreio de cores
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Usos
• Reconhecimento de gestos
• Interação 2D
• Realidade Aumentada
* Sem projeção calibrada.
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Caso 3: Projeção Calibrada
1. Teoria simplificada de calibração
2. Algoritmo
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Projection Mapping
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Audi case
Teoria simplificada
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Algoritmo
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Resultados
DEVEL–Caso3
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Usos
• Table-tops
• Projeções em paredes
DEVEL–Caso3
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SketchSynth
Sensetable
L.A.S.E.R. Tag
Coca...
Caso 4: Uso de hardware no loop de
interação
• Teoria (super reduzida) sobre ARDUINO
• Algoritmos
• Resultados
• Sugestões...
O que tem no ARDUINO?
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Outras versões
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Shields
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FIRMATA
Literatura indica FIRMATA:
http://firmata.org/wiki/Download
11/05/2014 65fb.com/RVA.BR
O que a FIRMATA faz!?
• Transforma o ARDUINO numa interface de
controle, podendo ser modificado por um
host.
• Quais as va...
Métodos para conectar com o
ARDUINO
 connect()
 disconnect()
 getAnalog()
 getAnalogPinReporting()
 getDigital()
 ge...
“esquemático”
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Montando o circuito
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Algoritmo conceitual
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Algoritmo
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Resultados
11/05/2014 72fb.com/RVA.BR
exemplo
Usos
• Bancadas interativas
• Interação com projeção
• Objetos inteligentes
11/05/2014 73fb.com/RVA.BR
inForm
SandStation
...
FECHAMENTO
Considerações finais.
11/05/2014 fb.com/RVA.BR 74
• oF é indicado quando é necessário alto
desempenho, controle de hardware,
distribuição, etc.
• Foi visto:
– Estrutura bás...
• No material fornecido:
– Apresentação.
– Vídeos.
– Capítulo (corrigido).
– Códigos usados.
– Códigos de alguns exemplos....
Uma idéia
• ..videosfechamento_ibm.avi
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Dúvidas
Sites:
cscerqueira.com.br
realidadevirtual.com.br
E-mails:
christophercerqueira@gmail.com
ckirner@gmail.com
Facebo...
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Informação virtual
Interação Natural
dispositivos tecnológicos
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This chapter aims to show a Projective Cross-Reality environment development. The chapter consists of the following sections: correlated works that motivated this chapter, equipment used, application development steps using the open-source framework openFrameworks with the Arduino hardware interface, and some use trends. The development steps consists of: building of a basic application using openFrameworks;
color tracking using an openCV wrapper; projection and camera calibration; and inclusion of a hardware in the interaction loop.

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Construção de aplicações de Realidade Cruzada Projetiva utilizando openFrameworks e ARDUINO

  1. 1. fb.com/RVA.BR 11/05/2014 1fb.com/RVA.BR
  2. 2. Preâmbulo Introdução • oF • Definições • Equipamentos Casos • Caso 1 • Caso 2 • Caso 3 • Caso 4 Finalização 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 2
  3. 3. “The product is no longer the basis of value. The experience is.” Venkat Ramaswamy The Future of Competition 3 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  4. 4. Valor de uma boa experiência 4 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  5. 5. IHC – Interação Homem-Computador • Estudo da interação entre pessoas e computadores. • Onde são formadas as experiências. 5 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  6. 6. Mas quem desenvolve experiência? • UX Developer – User Experience – A pessoa que caminha entra o design e a tecnologia. http://blog.alexandremagno.net/2013/02/o-que-seria-um-ux-developer/ 6 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  7. 7. Interação 7 Texto, som, cores, visual, mecânico ou fisico. Interface Mensagens Usuário Sistema Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  8. 8. Exemplo: • Usabilidade: 1. Facilidade de aprendizado 2. Eficiência 3. Facilidade de memorização 4. Erros 5. Satisfação subjetiva 8 Meta- Mensagens Usuário Sistema Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  9. 9. 3 níveis Lógico: Resolvem, solucionam, facilitam. Emocional: Satisfazem necessidades e desejos afetivos. Visceral: resolvem questões fundamentais, sem consciência. Impulso. 9 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  10. 10. Espera.... Visceral? 10 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  11. 11. 11 Preâmbulo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  12. 12. Preâmbulo 11/05/2014 12fb.com/RVA.BR
  13. 13. Construção de aplicações de Realidade Cruzada Projetiva utilizando openFrameworks e ARDUINO 13 Claudio Kirner1 and Christopher S. Cerqueira12 1Federal University of Itajubá – Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) 2National Institute for Space Research – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 1ckirner@gmail.com ,2christophercerqueira@gmail.com 1http://realidadevirtual.com.br/, 2http://cscerqueira.com.br11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  14. 14. Autores Christopher Shneider Cerqueira – é graduado na Universidade Federal de Itajubá e pesquisador da área de realidade virtual e aumentada desde 2009, atuando no desenvolvimento de aplicações baseadas em ARToolKit, para o desenvolvimento de ferramentas de autoria de realidade aumentada com cross-reality. É um dos desenvolvedores da ferramenta de autoria comportamental basAR. Atualmente é aluno de pós-graduação do INPE desenvolvendo um sistema de simulação de satélites distribuídoscom visualização em realidade virtual. Claudio Kirner – é graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (1973), mestre em Engenharia Eletrônica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1978), doutor em Engenharia de Sistemas e Computação pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1986) e Pós-doutor pela University of Colorado at Colorado Springs – UCCS (1993- 1995). Atualmente é Professor Adjunto na Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Tem experiência em Realidade Virtual e Realidade Aumentada, Interação Humano-Computador, Ambientes Colaborativos e educação à Distância. Coordenou o I Workshop de Realidade Virtual, em 1997, e o I Workshop de Realidade Aumentada, em 2004, e outros subsequentes. Orientou 30 alunos de mestrado e 8 de doutorado; coordenou Projetos CNPq, FAPESP, RHAE e FAPEMIG; publicou cerca de 270 artigos científicos e 40 livros e capítulos. Dúvidas: christophercerqueira@gmail.com 14 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  15. 15. Introdução 11/05/2014 15fb.com/RVA.BR
  16. 16. ERA TROGLODITA • Graduação (2010): – ARToolKit – PTAMM • Bolsista DTI (2011): – basAR Conectar com ARDUINO em C++ Literatura indica FIRMATA: http://firmata.org/wiki/Download Introdução 11/05/2014 16fb.com/RVA.BR
  17. 17. Processing Adobe Flash Unity Cinder openFrameworks 17 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  18. 18. openframeworks.cc 18 • Vídeo oF1..videos1_openFrameworks1.mp4 • Vídeo oF2..videos1_openFrameworks2.mp4 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  19. 19. oF • Criado para artistas e designers • Desenvolvido por: Zach Liberman, Theo Watson, Artuno Castro e Chris O’Shea • Proposta: Arrumar a falta de comunicação entre diversas bibliotecas em C++, e permitir portabilidade. • Escrita em C++ • Licença: MIT (educacional e venda) 19 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  20. 20. utilizar oF quando: • O projeto renderiza muitos gráficos 3D, e/ou; • Utilizar muita visão computacional, e/ou; • Controlar equipamentos, como, por exemplo, o ARDUINO. 20 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  21. 21. Libs no pacote padrão • OpenGL, GLEW, GLUT, libtess2 e cairo para gráficos. • rtAudio, PortAudio ou FMOD e Kiss FFT para entrada, saída e análise de áudio. • FreeType para fontes. • FreeImage para salvar e carregar imagens. • Quicktime e videoInput para playback e aquisição de vídeo. • Poco, que contém uma variedade de utilidades. 21 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  22. 22. C++ Portável!!!! 22 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  23. 23. Página Principal – openframeworks.cc 23 Introdução 11/05/2014 fb.com/RVA.BR
  24. 24. • Introdução à utilização de openFrameworks para o desenvolvimento de aplicações de RVA • cscerqueira.com.br • ppt disponível em: http://pt.slideshare.net/christophercerqueira/svr2013-o-frev Introdução 11/05/2014 24fb.com/RVA.BR
  25. 25. ERA TROGLODITA (C++) • Graduação (2010): – ARToolKit – PTAMM • Bolsista DTI (2011): – basAR ERA DO FOGO (C++/oF) • Mestrado (2012): • Doutorado (2014): Introdução 11/05/2014 25fb.com/RVA.BR
  26. 26. Billinghurst Vision Introdução 11/05/2014 26fb.com/RVA.BR
  27. 27. Realidades – Realidade Aumentada uma interfacebaseada na sobreposição de informações virtuais geradas por computador (envolvendo imagens estáticas e dinâmicas, sons espaciais e sensações hápticas) com o ambiente físico do usuário, percebida através de dispositivos tecnológicos e usando as interações naturais do usuário, no mundo físico. Claudio Kirner SOURCE: Adapted from ESA (2009) and Capua (2008) Introdução 11/05/2014 27fb.com/RVA.BR
  28. 28. Christopher Vision Informação virtual Interação Natural dispositivos tecnológicos 11/05/2014 28fb.com/RVA.BR
  29. 29. Realidades – Realidade Cruzada é um ambiente de realidade misturada ubíqua, que vem da fusão de uma rede de sensores e atuadores (que coletam e enviam dados relacionados ao mundo real) com mundos virtuais compartilhados, usando a interface da realidade aumentada. Claudio Kirner Introdução 11/05/2014 29fb.com/RVA.BR
  30. 30. Milgram Continuum - interfaces SOURCE: Milgram et al. (1995) Aumento de elementos reaisAumento de elementos virtuais Introdução 11/05/2014 30fb.com/RVA.BR
  31. 31. Kirner’s Diagram – elementos Source: (KIRNER et al., 2012) Introdução 11/05/2014 31fb.com/RVA.BR M$ GRU Lego Cave 2L
  32. 32. Realidade Cruzada Objetos reais Sensores e Atuadores Realidade Aumentada OCR NOCR NOCR Introdução 11/05/2014 32fb.com/RVA.BR
  33. 33. Introdução 11/05/2014 33fb.com/RVA.BR
  34. 34. Construção de aplicações de Realidade Cruzada Projetiva utilizando openFrameworks e ARDUINO Introdução 11/05/2014 34fb.com/RVA.BR
  35. 35. Equipamentos Rastreio • Visão Computacional • Câmeras Interface de Hardware • Prototipagem rápida Projetor Introdução 11/05/2014 35fb.com/RVA.BR
  36. 36. Rastreio • Óptico • Via webcam Logitech HD Webcam C525 720P Foco Automático USB 2.0 Introdução 11/05/2014 36fb.com/RVA.BR
  37. 37. Projetor Introdução 11/05/2014 37fb.com/RVA.BR
  38. 38. Interface de Hardware Introdução 11/05/2014 38fb.com/RVA.BR
  39. 39. Construção de aplicações de Realidade Cruzada Projetiva utilizando openFrameworks e ARDUINO Introdução 11/05/2014 39fb.com/RVA.BR
  40. 40. CASOS 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 40
  41. 41. Construção da Aplicação Caso 1 – Programa Vazio. Caso 2 – Rastreio de Cores. Caso 3 – Projeção Calibrada. Caso 4 – Uso de Hardware no loop de interação. DEVEL 11/05/2014 41fb.com/RVA.BR
  42. 42. Caso 1: Montagem do programa vazio • oF na versão 0.8.0 • Windows 8.1 • Visual C++ 2012 Express • Componentes: – ofxCv – ofxGlWrapper DEVEL–Caso1 11/05/2014 42fb.com/RVA.BR
  43. 43. projectGenerator: Onde inicia tudo (easy way) DEVEL–Caso1 11/05/2014 43fb.com/RVA.BR
  44. 44. projectGenerator: DEVEL–Caso1 11/05/2014 44fb.com/RVA.BR projectGenerator
  45. 45. Código no oF • oF baseia-se em OO • Arquivo de cabeçalho • Arquivo de métodos – Setup – Update – Draw DEVEL–Caso1 11/05/2014 45fb.com/RVA.BR
  46. 46. Algoritmo DEVEL–Caso1 11/05/2014 46fb.com/RVA.BR pointCloud pointPicker particle
  47. 47. Caso 2: Rastreio de cores 1. Breve teoria de cores e rastreio de blobs em openCV, 2. Construção dos artefatos de manipulação, 3. Algoritmo de rastreio, 4. Algumas sugestões de usos para este caso. DEVEL–Caso2 11/05/2014 47fb.com/RVA.BR
  48. 48. Cores RGB-A (red, green, blue)-alfa HSV (hue (cor), saturation, value) DEVEL–Caso2 11/05/2014 48fb.com/RVA.BR
  49. 49. Blobs • Método de busca de caracteristicas. • Blobs compartilham propriedades constantes que podem ser “percebidas” na imagem. DEVEL–Caso2 11/05/2014 49fb.com/RVA.BR colorTrack
  50. 50. Construção dos artefatos DEVEL–Caso2 11/05/2014 50fb.com/RVA.BR
  51. 51. Para infraestrutura • Foi considerado estático, então é proposto (no caso 3) uma calibração fixa (versão easy). DEVEL–Caso2 11/05/2014 51fb.com/RVA.BR
  52. 52. Algoritmo DEVEL–Caso2 11/05/2014 52fb.com/RVA.BR
  53. 53. Resultado do Rastreio de cores DEVEL–Caso2 11/05/2014 53fb.com/RVA.BR exemplo
  54. 54. Usos • Reconhecimento de gestos • Interação 2D • Realidade Aumentada * Sem projeção calibrada. DEVEL–Caso2 11/05/2014 54fb.com/RVA.BR sixthSense Robot AirDraw HandTracking
  55. 55. Caso 3: Projeção Calibrada 1. Teoria simplificada de calibração 2. Algoritmo 3. Resultados 4. Usos DEVEL–Caso3 11/05/2014 55fb.com/RVA.BR
  56. 56. Projection Mapping 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 56 Audi case
  57. 57. Teoria simplificada DEVEL–Caso3 11/05/2014 57fb.com/RVA.BR
  58. 58. Algoritmo DEVEL–Caso3 11/05/2014 58fb.com/RVA.BR
  59. 59. Resultados DEVEL–Caso3 11/05/2014 59fb.com/RVA.BR
  60. 60. Usos • Table-tops • Projeções em paredes DEVEL–Caso3 11/05/2014 60fb.com/RVA.BR SketchSynth Sensetable L.A.S.E.R. Tag Coca-Cola Case Climbing OASIS Missile Command
  61. 61. Caso 4: Uso de hardware no loop de interação • Teoria (super reduzida) sobre ARDUINO • Algoritmos • Resultados • Sugestões de uso DEVEL–Caso4 11/05/2014 61fb.com/RVA.BR
  62. 62. O que tem no ARDUINO? 11/05/2014 62fb.com/RVA.BR
  63. 63. Outras versões 11/05/2014 63fb.com/RVA.BR
  64. 64. Shields 11/05/2014 64fb.com/RVA.BR
  65. 65. FIRMATA Literatura indica FIRMATA: http://firmata.org/wiki/Download 11/05/2014 65fb.com/RVA.BR
  66. 66. O que a FIRMATA faz!? • Transforma o ARDUINO numa interface de controle, podendo ser modificado por um host. • Quais as vantagens? – O host controla a execução! – O host tem mais memória. • Desvantagens?! – Tem que ficar atrelado ao host! 11/05/2014 66fb.com/RVA.BR
  67. 67. Métodos para conectar com o ARDUINO  connect()  disconnect()  getAnalog()  getAnalogPinReporting()  getDigital()  getDigitalPinMode()  getPwm()  getString()  isArduinoReady()  isInitialized()  sendAnalogPinReporting()  sendByte()  sendDigital()  sendDigitalPinMode()  sendPwm()  sendReset()  sendString()  setUseDelay()  update() 11/05/2014 67fb.com/RVA.BR
  68. 68. “esquemático” 11/05/2014 68fb.com/RVA.BR
  69. 69. Montando o circuito 11/05/2014 69fb.com/RVA.BR
  70. 70. Algoritmo conceitual 11/05/2014 70fb.com/RVA.BR
  71. 71. Algoritmo 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 71
  72. 72. Resultados 11/05/2014 72fb.com/RVA.BR exemplo
  73. 73. Usos • Bancadas interativas • Interação com projeção • Objetos inteligentes 11/05/2014 73fb.com/RVA.BR inForm SandStation Space Glasses MYU Project Tango
  74. 74. FECHAMENTO Considerações finais. 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 74
  75. 75. • oF é indicado quando é necessário alto desempenho, controle de hardware, distribuição, etc. • Foi visto: – Estrutura básica – Color tracking – Calibração da projeção – Uso de hardware 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 75
  76. 76. • No material fornecido: – Apresentação. – Vídeos. – Capítulo (corrigido). – Códigos usados. – Códigos de alguns exemplos. – Compilador usado (VS 2012). – oF e add-nos utilizados. 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 76
  77. 77. Uma idéia • ..videosfechamento_ibm.avi 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 77
  78. 78. Dúvidas Sites: cscerqueira.com.br realidadevirtual.com.br E-mails: christophercerqueira@gmail.com ckirner@gmail.com Facebook: fb.com/RVA.BR Aproveitem o evento! 11/05/2014 fb.com/RVA.BR 78
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  80. 80. Informação virtual Interação Natural dispositivos tecnológicos 11/05/2014 80fb.com/RVA.BR

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