Uygulamalar. Mekanik CAD(Bilgisayar Destekli Tasarım) Sanal Ortamlar. 3D Animasyon D Kullanıcı Arayüzleri ve Arttırılmış Gerçeklik

Transkript

1 3D Kullanıcı Arayüzleri ve Arttırılmış Gerçeklik Ozan PARSAK Koray Emre ŞENYİĞİT Mekanik CAD 3D Animasyon Uygulamalar Sanal Ortamlar Bilimsel Görselleştirme Mekanik CAD(Bilgisayar Destekli Tasarım) Bileşen tasarımı Montaj test Mekanik özelliklerin analizi Örneğin AutoCAD, Catia 3D Animasyon Sanal Ortamlar 3D Animasyon, bilgisayar teknolojisi kullanılarak, özel yazılımlar ile 3 boyutlu vektörler kullanılarak elde edilen hareketli görüntülerdir. Eğlence, Web siteleri, Eğitim Örneğin Alias Wavefront, 3D stüdyo, SoftImage Tasarım Eğlence Antrenman Eğitim 1

2 Bilimsel Görselleştirme 3D Masaüstü İnsan görüntüleme verileri Skaler ve vektör alanları - Hava - Akışkan akışı - Işık dağılımı - Sıcaklık Microsoft'un Görev Galerisi Projesi 3D Kullanıcı Arayüzü için Giriş / Çıkış Aygıtları Cihaz örnekler görüntüleme - Kafa monteli ekranlar (HMDs) - Mağaralar(Mağara Otomatik Sanal Ortamı) - Çinili duvar ekran - Sanal Retina ekran Giriş Aygıtları Veri eldiven, çimdik eldiven 3D Mouse Evrensel 3D etkileşimi görevleri Navigasyon: sahnede hareket Seçim: bir dizi bir nesne seçmek Manipülasyon: nesne özellikleri değiştirme Sistem kontrolü: değişen küresel sistem durumu 3D Kullanıcı Arayüzü Tasarım Stratejileri - Mevcut 3D kullanıcı arabirimi bileşenlerini yeniden kullanarak - İnsan faktörleri ilkelerini kullanarak - 3D arayüzleri icat ederek - Deneyler,taksonomiler 2

3 3D Kullanıcı Arayüzü Değerlendirilmesi 3D kullanıcı arayüzü değerlendirme nasıl farklıdır? Fiziksel sorunlar - Kullanıcı HMD içindeki fiziksel dünyayı göremiyor - Sesli düşünme ve konuşma uyumsuz Değerlendirici sorunları - Değerlendirici varlığı kırabilir - Genellikle çoklu değerlendiriciler gereklidir 3D Kullanıcı Arayüzü Değerlendirilmesi Kullanıcı sorunları - Uzman kullanıcılar çok az - Değerlendirmeler mümkün olduğunca dinlenme molaları içermelidir hastalık önlemek için Değerlendirme türü sorunları - Sezgisel / kılavuzların eksikliği - Bağımsız değişkenlerin seçimi zordur Ne zaman 3D kullanıcı arayüzü başarılıdır? Kullanıcıların hedefleri gerçekleştirilmiştir Kullanıcı görevleri iyi, daha kolay veya daha hızlı yapmıştır Kullanıcılar sinirli değildir Kullanıcılar rahatsız değildir Artırılmış Gerçeklik Arttırılmış gerçeklik (AR) nedir? Arttırılmış gerçeklik (AR) nasıl çalışır? Arttırılmış gerçeklik (AR) nasıl oluşturulur ve yaşanır? Arttırılmış Gerçeklik nedir? AR Nasıl Çalışır? Arttırılmış gerçeklik, gerçek dünya üzerine sanal materyallerin düşürülmesini sağlayan, 2000 li yıllar da son kullanıcıya kadar ulaşan bir teknolojidir. Teknolojik gelişmeler ile birlikte eğitim, askeriye, tasarım, spor, sağlık, gibi bir çok alanda arttırılmış gerçeklik kullanılmaya başlanmıştır. Arttırılmış gerçeklik; gerçek dünyanın kamera ile görüntüsünün alınması sırasında, gerçek dünya üzerinde önceden belirlenmiş olan hedef noktalara, bilgisayarda yaratılmış olan materyallerin belli noktalarından bağlanması ve oluşan sonucun programlar vasıtasıyla yorumlanarak çıktı görüntünün eş zamanlı olarak alınmasıdır. 3

4 AR Nasıl Oluşturulur? AR Nasıl Yaşanır? Profesyonel düzeyde arttırılmış gerçekliğin oluşturulması için öncelikli olarak bu teknolojinin eğitimini almış bir ekip olması gereklidir. Bu ekibin programlama, 3 boyutlu çizim, animasyon ve donanım alanlarında uzman durumda olması, ayrıca ellerinde mobil olarak arttırılmış gerçekliği oluşturabilecekleri donanımları bulunması gereklidir. Bilgisayar, printer ve webcam ile kolaylıkla istediğiniz zaman bu deneyimi yaşayabilirsiniz. Yapmanız gereken arttırılmış gerçeklik sunan bir siteye gidip bu sitede belirtilen desenin çıktısını almak belirtilen sayfaya gidip webcam çıktısını aldığınız deseni göstermek olacak. Eğer kendi arttırılmış gerçekliğinizi yaşamak isterseniz, 3D program ve eklenti kombinasyonlarını denemek sizin için yeterli olacaktır. AR Şehir Örneği Arttırılmış Gerçeklik ve Sanal Gerçeklik Karşılaştırması Arttırılmış Gerçeklik - Sistem gerçek dünya sahnesinde artırmaktadır - Kullanıcı gerçek dünya varlığını bir anlamda korur - Sanal ve gerçek dünyayı birleştirmek için mekanizmaya sahip olmalıdır Sanal Gerçeklik - Gerçek dünya yerine simüle edilmiş bir dünya vardır. - Tamamen sürükleyici ortam - Görsel duyu sisteminin kontrolü altındadır (bazen işitsel ve proprioseptif duyu çok) Milgram ın Gerçeklik- Sanallık Süreci Milgram ın taksonomisine göre gerçek dünya ve tamamen sanal ortam Karma Gerçeklik adlı orta bölge ile bu bütünün iki ucunda bulunmaktadır. Milgram Taksonomisi için Karışık Gerçeklik Görüntüler Üreme Vefa - Kalitesi bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüler Varlık Metafor Kapsamı - Görüntülenen sahne içinde kullanıcı daldırma düzeyi Dünya Bilgi Kapsamı - Gerçek dünya için referans çerçeveleri dünyası arasındaki ilişkinin bilgisi, kamera ve kullanıcı görüntüleme. 4

5 Gerçek ve Sanal Dünyaları Birleştirmek Bize gerekenler: Hassas modeller Mekanlar ve izleyicinin optik özellikleri (veya kamera) ve görüntüleme Tüm cihazların kalibrasyonu Küresel koordinat sisteminde sahnede nesneler ve cihazlar üzerinde ortalanmış tüm yerel koordinat sistemleri birleştirmek Gerçek ve Sanal Dünyaları Birleştirmek (devam) Sahnede meslektaşları ile ilgili tüm 3D nesneler modelleri kayıt etmek Kullanıcı sahne ile hareket ve etkileşim kurduğunda zamanla nesneleri takip etmek Gerçek ve Sanal Dünyaları Birleştirmek (devam) İşaretleyici ayarı, 3D model ayarı ve yürütme ayarı ile birlikte gerçek ve sanal dünyanın birleşimi AR Diyalog ajanlar Sanal karakterlerin insan bilgisayar etkileşimi araştırmaları topluluğu arasında yükselen bir metafor arayüzü vardır.bir arayüz olarak sanal bir karakter kullanımı, mümkün olduğunca, kullanıcı ve bilgisayar arasındaki kesintisiz doğal etkileşimi simüle eder. Gerçekçi Birleştirme Bir Arttırılmış Gerçeklik Sistemi Bileşenleri Gereksinim: Nesneler fiziksel makul şekillerde davranmaya manipüle olduğu zaman Tıkanma Çarpışma algılama Gölgeler ** Tüm bu fiziksel sahne çok ayrıntılı bir açıklama gerektirir 5

6 Araştırma Faaliyetleri Görüntü, iki farklı set kayıt ve gerçek-zamanlı olarak kayıtlı tutmak için yöntemler geliştirilmesi - Bu alanda yeni iş bilgisayarı görme teknikleri kullanmaya başladı İki resim birleştirme için yeni görüntüleme teknolojileri geliştirmek Performans Sorunları Artırılmış Gerçeklik sistemlerden beklenen: Kullanıcı ortam içinde serbestçe hareket edebilir, böylece gerçek zamanlı olarak çalıştırmak için Düzgün işlenmiş genişletilmiş görüntüyü gösterir Bu nedenle, iki performans kriterleri sistem üzerine yerleştirilir: Artırmada görüntü oluşturmak için güncelleme hızı Gerçek ve sanal görüntü kaydı doğruluğu Oluşturulan Görüntülerin Güncellenmesi İçin Sınırlamalar Saniyede 10 kez olmalı Daha fotogerçekçi grafik işleme Mevcut teknoloji, karmaşık sahnelerin tam aydınlatılmış gölgeli ve ışın takip görüntüleri desteklemiyor Kayıt İçinde Başarısızlıkları Tescil hataları nedeniyle: Gürültü - Konum ve gerçek sahne ile ilgili kamera poz - Sistem çalışırken değerlerin dalgalanmaları Zaman gecikmeleri - Kamera konumu hesaplanırken - Grafik kameranın doğru uyum hesaplanırken Ekran Teknolojileri Monitör Tabanlı Baş Üstü Ekranlar: - Transparan Video - Transparan Optik Monitör Tabanlı Arttırılmış Gerçeklik Kullanılabilir basit Kullanıcının, ekran tarafından oluşturulan ortamda dalmış olan küçük bir duygusu vardır 6

7 HMD Transparan Video Video transparan ekranlar görüntü yakalamak için gözlük dışında bağlı küçük video kameralar kullanarak, takan kişinin çevresini bloke eder. Ekranın içte, video görüntüsü gerçek zamanlı oynanır ve grafik video birleştirilir. HMD Transparan Optik Bu cihaz hızla retina üzerinde ve aşağı ışık kaynağı hareket ettirerek retina üzerine görüntüyü boyamak için ışık kullanır. HMD Transparan Video İçin Video Kompozisyon Renk parlaklığı anahtarlama - Özel efektler için kullanılır - Bilgisayar grafik görüntülerin arka planı belirli bir renk olarak ayarlanır - Video içindeki karşılık gelen parçalar ile tüm renkli alanlar yerine birleştiren adım Derinlik Bilgi - Piksel-piksel derinliği karşılaştırmayla gerçek ve sanal görüntüleri birleştirilir HMD Transparan Video Avantajları Kompozisyon stratejilerinde esneklik Geniş alan görünümü Gerçek ve sanal görünüm gecikmeleri eşleştirilmiş olabilir Basitlik HMD Transparan Optik Avantajları Çözünürlük Göz dengeleme yok Tıbbi Eğlence Askeri Eğitim Mühendislik Tasarımı Robotik ve Telerobotbilimi Uygulamalar Üretim,Bakım ve Tamir Tüketici Tasarım Tehlike Algılama Ses 7

8 KAYNAKLAR