Lisätyn todellisuuden ratkaisuja sisustus- ja rakennussuunnitteluun. Prof. Charles Woodward VTT Digitaaaliset tietojärjestelmät

Transkriptio

1 Lisätyn todellisuuden ratkaisuja sisustus- ja rakennussuunnitteluun Prof. Charles Woodward VTT Digitaaaliset tietojärjestelmät

2 SISÄLTÖ Lisätty todellisuus - Johdanto Sovelluksia sisustussuunnittelussa - Toteutukset joka kodin kuluttajasovelluksiin Sovelluksia rakennussuunnittelussa - Menetelmiä VTT:n Digitalon suunnittelussa Erityisaiheina - Eri sovellusten toteutus kamerakännyköillä

3 LISÄTTY TODELLISUUS Engl. Augmented Reality (AR) Yhdistää virtuaalista ja todellista - Lisätään virtuaaliobjekteja käyttäjän näkemään (video)kuvaan todellisesta maailmasta - Vrt. virtuaalitodellisuus, jossa luodaan kokonaan virtuaalisia maailmoja - Ominaisuuksia: reaaliaikaisuus, interaktiivisuus, kolmiulotteisuus Markkerit - Usein käytetty menetelmä määrättäessä virtuaaliobjektien 3D sijainti todellisessa maailmassa - Markkerin sijainti tunnistetaan videokuvasta - Virtuaaliobjekti augmentoidaan markkerin päälle tms.

4 AUGMENTOITU SISUSTUSSUUNNITTELU Perustoteutus - Kutakin markkeria vastaa virtuaalinen huonekalu - Sisustussommitelma luodaan markkereita lattialla siirtelemällä - Visualisointi PC:n näytöllä tai datalaseilla Etuja, mm. - Todentaa huonekalujen sopivuuden todellisiin huonetiloihin, esim. kodeissa - Helppo kokeilla eri vaihtoehtoja ennen ostopäätöstä - Edullinen joka kodin peruslaitteisto (PC + webcam) - Markkerit kevyitä siirrellä, eivätkä maksa mitään Ongelmia - PC/webbikamera ei ole kovin mobiili - Datalasit eivät ole kovin yleisessä käytössä - Markkereiden siirtely lattialla käytännössä hankalaa - Miten toteuttaa kuluttajaystävällisempiä ratkaisuja?

5 AUGMENTOITU SISUSTUSSUUNNITTELU - TOTEUTUS DIGIKUVIEN AVULLA ARInterior-sovellus - Markkeri määrää huoneen koon ja perspektiivin - Käyttäjä ottaa sarjan digikuvia huoneesta ja lataa ne PC:lle - Virtuaalisten huonekalujen valinta menusta ja siirtely hiirellä - Markkeri häivytetään kuvista automaattisesti - Valopisteiden säätely, pehmeät varjot, jne - Toteutus huonekaluvalmistajan CD:llä tai Internetin yli

6 AUGMENTOITU SISUSTUSSUUNNITTELU - TOTEUTUS KAMERAKÄNNYKÄN AVULLA ARPhone-sovellus - Käyttäjä havaitsee kiintoisan huonekalun tuotekuvastosta - Virtuaalinen huonekalu ladataan kännykkään matriisikoodin avulla, napin painalluksella - Huonekalu asemoidaan halutulle paikalle kännykän videokuvassa mallia siirtelemällä ja pyörittelemällä - Asemoinnin jälkeen huonekalu pysyy paikallaan kännykkää liikuteltaessa (videokuvaa panoroitaessa) - Menetelmä perustuu piirteentunnistukseen kamerakännykän kuvasta, ei tarvitse markkereita

7 CASE STUDY: DIGITALO Construction site (2003) VTT:n uusi päärakennus - Suunnitteluvaihe Rakennustyöt aloitettiin 12/ Rakennus valmis 10/2005 Suunnittelussa käytetty useita virtuaali- ja lisätyn todellisuuden menetelmiä - Virtuaalimallin upotus valokuvaan - CAVE-virtuaalitodellisuusjärjestelmä - Mobiili augmentointi rakennuspaikalla - Augmentoitu webbikamera - Augmentoitu pienoismalli Yhteinen virtuaalimalli palvellen kaikkia eri menetelmiä Illustration of Digitalo (still image, 2003)

8 VIRTUAALITODELLISUUS Virtuaalinen walk through Digitalossa - Lumeportti VTT:ssä toteutettu usean seinän virtuaalitodellisuusjärjestelmä (CAVE) - Erityisominaisuutena edullisten PC-laitteiden ja peligrafiikan hyödyntäminen - Immersiivinen katselukokemus polarisoivien sterolasien avulla - Eleohjaukseen perustuva käyttöliiittymä - Mahdollisuutena myös lisätä autonomisia avatareja kävelemään rakennuksessa

9 MOBIILI AUGMENTOINTI Digitalon visualisointi rakennuspaikalla - Toteutus Senaattikiinteistön toimeksiannosta kesällä Laitteistona PDA + kamera, serveri (laptop) - Videon streamaus PDAn ja serverin välillä WLANin yli - Käyttäjäystävällisempi ratkaisu kuin esim. datalasit, sallii kuvan pysäytyksen, usean katselijan jne. Nykytoteutus - Vaion MiniPC + notebook kamera - Riittävä 3D laskentateho, ei tarvita serveriä - Tarjoaa riittävän kirkkaan näytön ulkotiloihinkin - Ohjelmisto sallii nyt myös markkereista vapaan augmentoinnin Seuraavaksi tähtäimessä - Rakennusten augmentointi kamerakännykällä, myös laajemmille yleisöille

10 AUGMENTOITU WEBBIKAMERA Webbikameran esitys virtuaalisesta Digitalosta rakennustyömaalla - Senaattikiinteistön toimeksianto Käyttötarkoituksena rakennuksen esittely tuleville käyttäjille, rakennustyön seuranta - Webbikamerakuvan katselu virtuaalimallin kanssa tai ilman - Reaaliaikainen zoomaus ja panorointi, rakennuksen seinien ja kerrosten poisto, sisätilojen katselu - Rakennushistorian tallennus videoksi - Toteutus maailman ensimmäinen laatuaan

11 AUGMENTOITU PIENOISMALLI Digitalo neuvottelupöydällä - Katselu videolaseilla (stereo) - Virtuaalimallin tarkastelun lisäksi myös kommunikointi muiden henkilöiden kanssa - Mahdollistaa ominaisuuksia joita fyysisillä pienoismalleilla ei voida tehdä - Mm. mallin osien valinta, lisääminen ja poisto, suurentaminen ja sisälle katselu - Käyttöliittymä toteutettu virtuaalisen kursorin avulla - Virtuaalitodellisuusmoodi rakennuksen sisälle liikkumiseen Augmentoitu katalogi - Virtuaalimallit nousevat esiin katalogista datalaseilla katseltaessa - Käyttö esim. komponenttien valintaa varten augmentoituun pienoismalliin - Toimii myös itsenäisenä sovelluksena -> 3D tuotekuvasto & katselu kamerakännykällä!

12 DIGITALO / YHTEENVETO Valokuviin upotus - Perinteinen menetelmä, yleisesittelyt Augmentoitu pienoismalli - Suunnittelu, markkinointi, kollaboraatio Virtuaalitodellisuus - Sisätilojen hahmotus, realismi Mobiili augmentointi - Tarkastelut rakennuspaikalla Augmentoitu webbikamera - Seuranta, vertailut rakennusvaiheessa Augmentoitu sisustussuunnittelu - Rakennuksen valmistumisvaiheessa

13 Yhteystiedot Prof. Charles Woodward VTT Digitaaliset tietojärjestelmät Vuorimiehentie 3, Espoo PL 1000, VTT P Videoita ja muuta oheismateriaalia: