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31 mai 2012 La réalité virtuelle au département informatique Etudiants Edgar-Fernando Arriaga-Garcia Charles-Henri Babiaud Clément Grellier Quentin Petit.

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1 31 mai 2012 La réalité virtuelle au département informatique Etudiants Edgar-Fernando Arriaga-Garcia Charles-Henri Babiaud Clément Grellier Quentin Petit Jérôme Ricœur Florent Violleau Encadrants Ronan Gaugne Valérie Gouranton

2 1 Introduction 1

3 2 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D 2 6. Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

4 3 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D 3 6. Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

5 4 1. Rappel du contexte - Problématique et but Portes ouvertesVitrine technologique du département informatiqueAdministration de la salle µRV Mise en place de la salle Gestion de laccès à la salle Intégration dautres projets 1 projet de 3INFO 3 projets de 5INFO Application ludique de réalité virtuelle à partir du projet L3G0Déploiement dans la salle Immersia

6 1. Rappel du contexte - Matériel Équipement de visualisation 3D : Un moniteur 3D Un vidéoprojecteur 3D Deux paires de lunettes Nvidia 3D Une paire de lunettes Vuzix Wrap Équipement dinteraction : Une Kinect Deux Wiimotes avec Nunchuk Un joystick à retour de force

7 6 Périphériques Visualisation : Lunettes 3D Nvidia Vidéoprojecteur Interaction : Kinect Actions Se déplacer Pivoter la caméra 1. Rappel du contexte – Le coureur

8 1. Rappel du contexte – Le constructeur 7 Périphériques Visualisation Lunettes Vuzix Interaction Wiimote Actions Déplacer la caméra Poser pièces

9 8 1. Rappel du contexte – Collaboration 8 Collaboration avec les autres groupes Application de génération de labyrinthe Un groupe de 3 ème année, Daedalus : Stockage de leur matériel dans la salle µRV Un groupe de 4 ème année, Linnova : Application distribuée à laide dOpenMASK Un groupe de 5 ème année : Utilisation temporaire de la salle Dautres groupes de 5 ème année

10 9 Aperçu du labyrinthe Paramètres de configuration Sauvegarde du fichier XML Daedalus, génération de labyrinthes

11 10 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

12 11 2. Fonctionnalités – Interactions (1/3) 11 AvancerReculerTourner à gaucheTourner à droiteTranslater à gaucheTranslater à droiteSauterAccéder au menu Fonctionnalités du coureur

13 12 2. Fonctionnalités – Interactions (2/3) 12 DézoomerTranslater la vueOrienter la vueAjouter une pièceChanger la pièce couranteAccéder au menu Fonctionnalités du constructeur

14 13 2. Fonctionnalités – Interactions (3/3) 13 Reprendre la partieChoisir le labyrintheChoisir les paramètres sonoresAfficher laideQuitter le jeu Fonctionnalités du menu

15 14 2. Fonctionnalités – Mode distribué (1/2) 14 Communication distante

16 15 2. Fonctionnalités – Mode distribué (2/2) 15 Communication distante 3D Labyrinthe Décors Déplacement du coureur/constructeur Menus Collisions Wiimote Interactions coureur/constructeur

17 16 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

18 17 3. Architecture logicielle – Vue générale

19 18 3. Architecture logicielle – Ogre 18 Moteur 3DCommunauté activeLicence libre (MIT)MultiplateformeC++

20 19 3. Architecture logicielle – Son spatialisé (1/4) 19 Utilisation dOpenAL : Bibliothèque qui permet la manipulation de tampons sonores à bas niveau Adapté à de très nombreuses utilisations Utilisation dOgreAL Wrappeur dOpenAL pour Ogre3D Simplification dans le positionnement des sources sonores dans le monde symbolique Intégration aisée avec les objets de Ogre3D Utilisation des enceintes 5.1 dans le cadre de lapplication Architecture sonore

21 20 3. Architecture logicielle – Son spatialisé (2/4) 20 Permettre limmersion dans le monde symbolique du coureur Guider le coureur jusquà son objectif

22 21 3. Architecture logicielle – Son spatialisé (3/4 ) 21 Sonar Pose des briques Coureur Guider le coureur par lutilisation dun sonar Informer le coureur et le constructeur quune brique a été posée

23 22 3. Architecture logicielle – Son spatialisé (4/4) 22 Variation de la fréquence et du tempo du son : Du sonar De la musique dambiance Distance par rapport à lobjectif Fréquence (kHz) Plus aigu Plus rapide Plus grave Moins rapide Arrivée Départ

24 23 3. Architecture logicielle – Modélisation du coureur 23 Démarche dutilisation de Blender : Importation dun personnage Lego Correction des défauts (faces transparentes, …) Modification du squelette Création des animations Exportation en.mesh pour être utilisé dans Ogre Exportation des animations pour Ogre peu intuitive Relativement peu de documentation

25 24 3. Architecture logicielle – PhysX Empêcher le coureur de traverser les murs Caractéristiques C++ Licence commerciale Multiplateforme Développement actif Utilisé dans la plupart des jeux actuels Bien documenté Contrôleurs davatar Corps rigides et souples Champs de force, etc.

26 25 NxOgre = Wrappeur Critter = Interface et 25 Licence LGPLC++Développement actifTutorielsVisual débogueur intégré 3. Architecture logicielle – PhysX et Critter (1/2)

27 26 Fonctionnalités supplémentaires 26 Débogueur visuel 3. Architecture logicielle – PhysX et Critter (2/2)

28 27 3. Architecture logicielle – Gestion de projet 27 Site web collaboratif : Media Wiki Redmine : forge de lINSA gestionnaire de version : Subversion intégré hébergement de la documentation : wiki intégré discussion par sujets sur des erreurs : forum intégré Communication IRC (Internet Relay Chat)

29 28 OgreAL et OpenAL VRPNOpenMASKOgre CppUnit et CxxTest NxOgre et Critter 28 Gestion des dépendances logicielles Génération Makefile Génération projet VisualStudio Multiplateforme Indique les dépendances manquantes 3. Architecture logicielle – Cmake

30 29 Bilan prévu / réel 29 FAASTNxOgre et CritterVRPNOpenMASKOgreAL OgreCppUnitCEGUICmakeOgre Bites

31 30 5INFO MPI TCP IP Communication distante OpenMASK Participation des 5INFO Coureur 3. Architecture physique– Généralités Même arborescence de fichiers sur les pc Copie locale du monde virtuel

32 31 Virtual Reality Peripheral Network Interfaçage avec les périphériques Un serveur Associé à une IP et un port N clients Sur une machine ou plusieurs machines Architecture physique– VRPN (1/2) Serveur Clients

33 32 Bouton : Envoi pour chaque pression/relâchement Clavier, clic, bouton Analogique : Envoi continu de létat Joystick Tracker : Suivi dune position Casque Architecture physique– VRPN (2/2) BoutonAnalogiqueTracker Événements récupérés VRPN

34 33 Intégration dun serveur VRPN Wiimote existant Création dun client VRPN Interfaçage avec Block3D Boutons pressés (Bouton) Boutons relâchés (Bouton) Mouvement du joystick (Analogique) Accélération de la Wiimote (Analogique) Accélération des Nunchuk (Analogique) 33 Wiimote - Nunchuk 3. Architecture physique– Wiimote

35 34 1.La Wiimote est connectée (Bluetooth) 2.Le serveur Wiimote est lancé 3.Block3D récupère les informations du serveur 4.Les événements sont filtrés par un écouteur « WiimoteListener » 34 Serveur Wiimote Client Block 3D Interfaçage 3. Architecture physique– Intégration de la Wiimote

36 35 FAAST, serveur et client VRPN Architecture physique– Contrôle de la Kinect (1/2)

37 36 FAAST, serveur et client VRPN Intégration transparente de FAAST dans Block3D transforme des événements Kinect en événements claviers 36 Kinect FAASTBlock3D 3. Architecture physique– Contrôle de la Kinect (2/2)

38 37 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

39 38 ogre interactions kinect wiimote model parser time data element sound openmask block3D plugin 4. Conception et développement – Diagramme de Paquetages

40 39 CppUnit CxxTest Tests unitaires Tests utilisateurs Facilité à trouver des bêta testeurs 4. Conception et développement – Tests

41 40 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

42 41 5. Démonstration 41 Arriverez-vous à lobjectif avant que le temps soit fini ? ConstructeurCoureur

43 42 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

44 43 6. Bilan - Matériel Vuzix Wiimote et nunchuck Changement de salle 2 adaptateurs VGA sur un même ordinateur 43

45 44 Synchronisation Ogre – NxOgre Bilan – Difficultés de synchronisation

46 45 Communication distante Difficultés de prise en main dOpenMASK Documentation et communauté restreintes Sessions dentrainement à lETI Connexion MPI en réseau Adaptation du travail des 5 ème année Fonctionnalités aussi restreintes Contraintes sur la reprise du code Création de plugins OpenMASK nécessaires 6. Bilan – Difficultés du m ode distribué

47 46 Evolutions dintégration Amélioration du support Linux Amélioration application distribuée Evolutions des interactions Intégration du joystick Gérer le saut de lavatar Lavatar suit les mouvements de lutilisateur Jeu plateforme Bilan – Possibilités dévolution

48 47 Plan 1. Rappels du contexte : µRV2. Fonctionnalités de Block3D3. Architecture logicielle et physique4. Conception et développement 5. Démonstration de Block3D Bilan du projet de réalité virtuelle 7. Planification

49 48 7. Planification – Jalons réels et prévisionnels 48 Conception Implémentation Livraison Livraison rapport planification 10/02/2012 Interactions utilisateur/matériel 24/02/ /04/2012 Immersion dans un monde en 3D 16/03/ /04/2012 Applications constructeur/coureur 27/04/ /05/2012 Livraison projet 31/05/2012 Livraison rapport final 30/05/2012 Présentation finale 31/05/2012 Planification initiale Planification réelle Intégration OpenMask 31/05/2012 En 4 mois ce sont 1 mois de retard qui ce sont accumulés

50 49 7. Planification – Nombre dheures 49 Réalisé 2079h Réalisé 2079h Prévu 1759h Prévu 1759h Charge (h)

51 50 7. Planification – indicateurs et causes 50 Cest une charge réelle totale de 2079h, alors que la charge prévisionnelle était de 1768h Ce nest quune V4 qui est livrée et non une V5 Retard Difficultés dimplémentation (distribué, NxOgre,…) Départ dun membre du groupe Difficultés de gestion de la salle Gestion du matériel Causes

52 51 7. Planification – gestion de projet 51 Organisation de léquipe Formation de 3 équipes : constructeur, coureur et matériel Avancement itératif Etablissement de jalons, et livraison dune application à chaque jalon Méthode de gestion de projet Méthode de gestion de projet SCRUM, avec réunions régulières.

53 52 Conclusion 52 Un projet complet Périphériques Wiimote, Kinect Technologies Ogre, PhysX, OpenAL Objectifs atteints Application interactive Coureur/Constructeur Application distribuée Un projet passionnant Découverte de la réalité virtuelle Sujet très intéressant

54 Block3D


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