Ajuntament de Terrassa - Societat del coneixement.

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA - 10/04/2013


La UPC construeix una nova 'cave' de realitat virtual d'altes prestacions, que funciona amb interacció gestual


Visualització amb un model 3D d'un vaixell

El baix cost, la versatilitat i la qualitat de resolució caracteritzen el nou entorn de realitat virtual immersiva, construït pel grup Moving de la UPC, que permet inspeccionar amb un gran detall els models digitals 3D, mitjançant un sistema d'interacció gestual, sense cables




La Universitat Politècnica de Catalunya·BarcelonaTech (UPC) presenta una nova Cave (Cova) de realitat virtual multi-projector, totalment dissenyada i construïda pel grup de recerca en Modelatge, Interacció i Visualització en Realitat Virtual (Moving).


Aquest sistema de realitat virtual immersiva és un disseny pioner a nivell internacional, adaptable i basat en elements que es troben al mercat de l'electrònica i la informàtica de consum. Consta de quatre parets —el terra inclòs— de 3 m cadascuna, que fan de pantalles de projecció, i disposa de 40 projectors comercials i econòmics, comandats per 12 PCs. El baix cost, la versatilitat i la qualitat de resolució són algunes de les característiques de la nova Cave, la qual admet projectors de models diferents, que poden ser substituïts en qualsevol moment per d'altres projectors més moderns i assequibles.

Aquesta arquitectura basada en un esquema multi-projector i en estèreo passiu proporciona una alta lluminositat i una gran resolució, de 2000 x 2000 píxels a cada una de les parets; en total: 16 milions de píxels. La uniformitat de la imatge final s'aconsegueix mitjançant un software d'auto-calibració —també dissenyat pel grup Moving de la UPC— que adapta cada una de les 40 projeccions i garanteix la concordància i la continuïtat del sistema.

L'algorisme d'auto-calibració es basa en la projecció de patrons i en la captura dels mateixos per part de quatre càmeres digitals comandades des del PC de control. Un software propi de visualització és el que garanteix que qualsevol model digital es pugui inspeccionar amb els mètodes d'interacció definits per a la navegació, selecció i manipulació d'objectes virtuals.

L'usuari, en aquesta Cova de realitat virtual, interactua amb els objectes i amb l'escena virtual amb els seus gestos i sense portar cap cable. El nou sistema d'interacció, que es troba en fase experimental, vol ser transparent i d'una màxima ergonomicitat. Es basa en dos sensors Kinect disposats a 90 graus i que treballen conjuntament, tot detectant en temps real els moviments i les posicions de les principals articulacions de la persona que es troba dins la Cova.

El sistema adapta en temps real la perspectiva de les imatges a la posició del cap de l'usuari, mentre que aquest pot seleccionar i modificar característiques dels objectes virtuals amb determinats gestos, fent zoom o movent-los al voltant seu per tal de poder inspeccionar i veure bé zones específiques d'aquests objectes.

La visualització d'objectes es fa amb més detall i un cost menor del que ofereixen els sistemes actuals. La utilització del sistema, per tant, comporta per a l'usuari un estalvi de costos i de temps, i una millora de la qualitat del treball o del producte que es dissenya, així com de la transferència de tecnologia.

Museus, disseny industrial i medicina

Si bé el nou sistema Cave s'està utilitzant actualment en aplicacions relacionades amb la visualització de peces en museus, el disseny cooperatiu de vaixells i la medicina, ofereix un gran ventall de camps d'aplicació que inclou des del disseny industrial fins a la visualització de resultats de simulacions, el disseny molecular, l'arquitectura i l'urbanisme, l'arqueologia i l'estudi de monuments o la geonavegació.

Pel que fa a la medicina, la biomedicina i la bioquímica és de gran ajut per a la visualització volumètrica de l'anatomia, la simulació d'intervencions quirúrgiques i exploracions no invasives, l'estudi de la dinàmica molecular a través de models i la simulació en temps real de situacions crítiques en quiròfans, amb la finalitat d'entrenar els cirurgians.

En l'àmbit industrial, l'aplicació ofereix avantatges en el disseny d'interiors i exteriors de vehicles, l'entrenament, visualització de dades, realització de prototips virtuals i disseny cooperatiu, així com pel telemanteniment i l'estudi del terreny, entre d'altres.

En l'àrea de l'arquitectura, l'urbanisme i el disseny d'interiors, les eines de realitat virtual faciliten la planificació i la decoració de l'espai.

Capdavanters en realitat virtual

L'any 2001, la UPC ja va instal·lar la primera cave de realitat virtual de l'Estat espanyol al Centre de Realitat Virtual. El sistema tenia quatre parets de projecció i utilitzava quatre grans projectors de tecnologia CRT per generar les imatges. La percepció tridimensional s'aconseguia amb ulleres estereoscòpiques actives. La visualització dels models requeria un supercomputador Silicon Graphics Onyx Infinite Reality Monster.

La tecnologia desenvolupada per a la nova Cova multi-projector de la UPC —que té una resolució d'imatge quatre vegades més gran que l'anterior i és tres vegades més econòmica— es pot utilitzar en instal·lacions que requereixen projecció monocular o estereoscòpica de grans dimensions i en més d'una superfície plana. Així, el grup de recerca Moving, que ha dissenyat aquest entorn en el marc del Centre de Visualització, Realitat Virtual i Interacció Gràfica (ViRVIG) de la UPC i la Universitat de Girona, l'ofereix com a servei per a institucions i empreses, per a activitats de divulgació i de formació i per a la inspecció immersiva de models digitals 3D. També ofereix la possibilitat d'adaptar a mida aquesta tecnologia sota demanda.

Les Caves (Cave Automatic Virtual Environment) són entorns de realitat virtual immersiva. Es tracta d'una sala en forma de cub de 3x3x3 metres, en la que hi ha projectors orientats cap a les diferents parets. Existeixen Coves de tres, quatre, cinc i sis parets, tot i que les més habituals són les de quatre parets (incloent el terra). Les van introduir l'any 1994 els científics Tom de Fanti i Carolina Cruz-Neira, de la Universitat d'Illinois (Chicago), en el marc de la tesi doctoral d'aquesta investigadora.

La visualització a les tres parets verticals es fa per retro-projecció. Després de quasi vint anys, les Coves de realitat virtual continuen essent els millors sistemes de realitat virtual tant pel que fa a la immersió i a la percepció de presència com a l'ergonomia. L'objectiu final d'aquests sistemes és aconseguir que l'usuari tingui la sensació de trobar-se dins del món virtua



Posa Flash Player per reproduïr aquest fitxer
o descarrega'l per reproduïr-lo localment.


Butlletí Innovem Terrassa !!!
Universitat i Societat del coneixement - Ajuntament de Terrassa.