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IMAGIS-GRAVIR / IMAG Environnement de réalité augmentée : vers les jeux vidéos Raphaël Grasset Projet de DEA IVR Responsable : JD Gascuel iMAGIS/GRAVIR.

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1 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Environnement de réalité augmentée : vers les jeux vidéos Raphaël Grasset Projet de DEA IVR Responsable : JD Gascuel iMAGIS/GRAVIR projet CNRS/INRIA/UJF/INPG

2 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Introduction : Motivations Contexte : proposer un environnement de jeu utilisant un système informatique. Conservation des avantages d'un jeu réel –Communication, interaction..etc.. pour de petits groupes Conservation des avantages d'un jeu virtuel –animations (personnages, effets spéciaux) –calculs complexes –informations évolutives

3 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Réalité Augmentée: Historique Rapide (1/2) Définition : superposition d'informations virtuelles à l'environnement réel [Feiner,1992] Projet KARMA : Première démonstration de faisabilité (guide de Maintenance)

4 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Mettent en avant un certain nombre de points durs : Alignement Réel/Virtuel (Calibration) Erreur de mesures Latence (délai mesure-vision) Occultations (devant et derrière) [Bajura,1992] [Sims, 1994] Réalité Augmentée: Historique Rapide (2/2)

5 iMAGIS-GRAVIR / IMAG PLAN Introduction Matériel Acquisition de « Qualité » Interaction 3D Conclusion

6 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Le capteur SAGEIS Principe Caméra linéaire à optique cylindrique Intersection entre le plan gauche et le plan de droite Point D'intersection Caméra Poutre de support filtre infrarouge

7 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Manipulations avec le capteur SAGEIS Expérimentation (15 jours) Calcul et simulation hors-ligne LED infrarouge LED infrarouge

8 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Le capteur "Flock of Birds" Moins précis, mais disponible Principe Repère Pointeur Repère Capteur Repère Capteur Repère Camera Repère Emetteur Repère du Monde

9 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Manipulation avec le capteur "Flock of Birds" capteurs émetteur caméra pour la soutenance

10 iMAGIS-GRAVIR / IMAG PLAN Introduction Matériel Acquisition de « Qualité » –Filtrage (Kalman) –Calibrage du stylet –Reconnaissance de geste Interaction 3D Conclusion

11 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Utilisation d'un filtre de Kalman (1/2) Principe [Kalman,1961] [Liang,1991] Utilisation –filtrage du bruit de mesure –prédiction : solution à la latence Initialisation de X et P Etat X, Covariance P Etape de mise à jour de la prédiction (Predicteur) Etape de mise à jour de la mesure (Correcteur) Extrapolation basé sur X position prédite Entrée Capteur

12 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Utilisation d'un filtre de Kalman (2/2)

13 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Calibration du stylet (1/2) Problème : Où est la pointe du stylet par rapport au capteur ? Recherche du point fixe par minimisation [Tuceryan,1995] Pw R1,T1 R3,T3 R2,T2 Pt

14 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Callibration du stylet (2/2) Optimisation de la procédure –4 mesures –"approximativement pyramidale" Désalignement

15 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Reconaissance de geste Problème : passage de commandes rapidement [Starner,1995] Geste simple : déplacement horizontal sur le plateau de jeu Extension à une trajectoire complexe : successions de segments sur le plateau de jeu Ex : CFC

16 iMAGIS-GRAVIR / IMAG PLAN Introduction Matériel Acquisition de « Qualité » Interaction 3D –Boutons et Menus –Ajout dobjets –Déplacement de pions Conclusion monde horizontale

17 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Boutons et Menus (1/2) PIP [Szalavari,1997] Sensation de contact Déplacement vertical pour la sélection dun élement Validation

18 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Boutons et Menus (1/2) sélection du deuxième item sélection du première item barre de menus

19 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Ajout dobjets Pourquoi ajouter des objets Réels ? interaction (pion virtuel placé dessus) occultation (pion virtuel placé derrière) Pourquoi ajouter des objets Virtuels ? 2 cas : –pour des objets dont le modèle 3D est inconnu –pour des objets dont le modèle 3D est connu

20 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Exemple : digitalisation dun parallélogramme (1/2)

21 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Exemple : digitalisation dun parallélogramme (1/2) point libre premier point fixé plan créé cube virtuel superposé

22 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Placement d un objet connu par une arête Géométrie connue Méthode dajout par arête commune Contrainte dhorizontalité 2 clics suffisent Boîte englobante Arête de réference Base Repère du monde Objet réel Objet virtuel Faire tourner lobjet pour Finir lalignement Objet réel superposé Au virtuel On a la position et lorientation de lobjet Objet virtuel

23 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Placement par rotation Z d un objet Pas darête simple Méthode dajout par centrage Contrainte dhorizontalité 1 clic-glissé suffit Objet virtuel Repère du monde Faire coincider lobjet par rotation autour du centre Repère du monde Objet réel aligné avec le virtuel On connait la position et lorientation de lobjet Base Boîte englobante

24 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Placement sur un objet réel pion réel

25 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Déplacement de pion virtuel (1/3) Méthode Lever-Déplacer Pourquoi : action principale dans un jeu !

26 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Déplacement de pion virtuel (2/3) Méthode Glisser animation du déplacement

27 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Déplacement de pion virtuel (3/3) trajectoire pion virtuel

28 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Contributions Procédure de calibrage de la tête et du stylet Ajout dynamique dobjets Déplacement de pions Reconnaissance de geste Extensions futurs illumination –ombres –modèle réaliste navigation dans un espace virtuel

29 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Creation de la scène utilitaires de créations

30 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Calibration de la camera (1/4) Repère capteur Repère camera

31 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Calibration de la camera (2/4) Repère camera Repère capteur cube réel + cube virtuel Vue fixe

32 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Calibration de la camera (3/4)

33 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Calibration de la camera (4/4)

34 iMAGIS-GRAVIR / IMAG Vidéo

35 iMAGIS-GRAVIR / IMAG

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