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VISUALIZACIÓN VISUALIZACIÓN AUMENTADA DE AUMENTADA DE
MODELOS 3D PARA MODELOS 3D PARA DISEÑO DISEÑO
ARQUITECTÓNICOARQUITECTÓNICOAlberto Ruiz AguilarAlberto Ruiz Aguilar
ÍNDICEÍNDICE
1.1. IntroducciónIntroducción
2.2. Sistema de posicionamientoSistema de posicionamiento
3.3. Detección y seguimiento de la Detección y seguimiento de la manomano
4.4. Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.5. ResultadosResultados
6.6. ConclusionesConclusiones
1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
1.11.1 Herramientas de asistencia al Herramientas de asistencia al proceso de ideación arquitectónicoproceso de ideación arquitectónico
1.21.2 Realidad AumentadaRealidad Aumentada
1.31.3 ObjetivosObjetivos
1.41.4 Arquitectura del sistemaArquitectura del sistema
1.1. INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓNN
Sistema tradicional: CAD(2D) o Madera de Sistema tradicional: CAD(2D) o Madera de balsa(3D)balsa(3D)
Representación real en 3DRepresentación real en 3D Construcción de maquetas para cada Construcción de maquetas para cada
ideaidea
Realidad AumentadaRealidad Aumentada
1.11.1 HERRAMIENTAS DE ASISTENCIA AL HERRAMIENTAS DE ASISTENCIA AL PROCESO DE IDEACIÓN PROCESO DE IDEACIÓN ARQUITECTÓNICOARQUITECTÓNICO
Realidad aumentada:Realidad aumentada: Combina objetos reales y virtualesCombina objetos reales y virtuales Interactivo y en tiempo realInteractivo y en tiempo real Se alinean los objetos virtuales y realesSe alinean los objetos virtuales y reales
1.1. INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓNN
1.21.2 REALIDAD REALIDAD AUMENTADAAUMENTADA
Sistema ergonómico de apoyo al diseño Sistema ergonómico de apoyo al diseño arquitectónico arquitectónico
Ventaja:Ventaja: Gran interactividadGran interactividad Compatibilidad con herramientas CADCompatibilidad con herramientas CAD
Propósito:Propósito: Sustitución de la maqueta físicaSustitución de la maqueta física
1.1. INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓNN
1.3 OBJETIVOS1.3 OBJETIVOS
1.1. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
1.4 ARQUITECTURA DEL 1.4 ARQUITECTURA DEL SISTEMASISTEMA
ÍNDICEÍNDICE
1.1. IntroducciónIntroducción
2.2. Sistema de posicionamientoSistema de posicionamiento
3.3. Detección y seguimiento de la Detección y seguimiento de la manomano
4.4. Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.5. ResultadosResultados
6.6. ConclusionesConclusiones
2.2. SISTEMA DE POSICIONAMIENTOSISTEMA DE POSICIONAMIENTO
2.12.1 Sistema de posicionamiento. Sistema de posicionamiento. Características y fuentes de error.Características y fuentes de error.
2.22.2 Método propuesto. Método propuesto.
2.32.3 Búsqueda y detección de la marca. Búsqueda y detección de la marca.
2.42.4 Estimación de coordenadas. Estimación de coordenadas.
2.52.5 Resultados. Resultados.
Precisión en el ajuste del posicionamientoPrecisión en el ajuste del posicionamiento
Retardos mínimos en la imagen de salidaRetardos mínimos en la imagen de salida
Debe ser eficiente a los movimientos del Debe ser eficiente a los movimientos del usuariousuario
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.1 2.1 CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS
Dispositivos en la mano o cabeza que nos Dispositivos en la mano o cabeza que nos provean de informaciónprovean de información
Utilización de objetos del mundo realUtilización de objetos del mundo real Dispositivos activos situados en el medioDispositivos activos situados en el medio
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.1 2.1 CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN
Desalineamientos mecánicosDesalineamientos mecánicos Errores en los elementos usados para el Errores en los elementos usados para el
trackingtracking
Distorsiones en la ópticaDistorsiones en la óptica Parámetros de visión incorrectosParámetros de visión incorrectos Retardo desde que se conoce la posición Retardo desde que se conoce la posición
hasta que se muestra la imagenhasta que se muestra la imagen
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.1 FUENTES DE 2.1 FUENTES DE ERRORERROR
Factores que intervienen en la elección:Factores que intervienen en la elección: Garantizar la interacciónGarantizar la interacción Necesidad de un soporte físicoNecesidad de un soporte físico Garantizar la portabilidadGarantizar la portabilidad
Posicionamiento a partir de una marca Posicionamiento a partir de una marca artificial en el entorno utilizando ARToolkitartificial en el entorno utilizando ARToolkit
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.2 MÉTODO 2.2 MÉTODO PROPUESTOPROPUESTO
Criterios para el diseño de marcas:Criterios para el diseño de marcas: Debe permitirnos determinar la posición y Debe permitirnos determinar la posición y
orientaciónorientación Igualdad de oportunidades a todas las Igualdad de oportunidades a todas las
orientacionesorientaciones Imagen de la marca únicaImagen de la marca única Localización e identificación con algoritmos Localización e identificación con algoritmos
rápidos y simplesrápidos y simples Uso en un amplio margen de resolucionesUso en un amplio margen de resoluciones
2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA 2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA MARCAMARCA
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
Marca diseñadaMarca diseñada
2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA 2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA MARCAMARCA
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
ARToolkit incorpora funciones específicas ARToolkit incorpora funciones específicas para el reconocimiento de patronespara el reconocimiento de patrones
2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA 2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA MARCAMARCA
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA 2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA MARCAMARCA
Búsqueda de la marca:Búsqueda de la marca: Umbralización de la imagenUmbralización de la imagen Adaptación de contornosAdaptación de contornos
NormalizaciónNormalización
2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA 2.3 BÚSQUEDA Y DETECCIÓN DE LA MARCAMARCA
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.4 ESTIMACIÓN DE 2.4 ESTIMACIÓN DE COORDENADASCOORDENADAS
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.4 ESTIMACIÓN DE COORDENADAS2.4 ESTIMACIÓN DE COORDENADAS
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.4 ESTIMACIÓN DE COORDENADAS2.4 ESTIMACIÓN DE COORDENADAS
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
Errores de posicionamiento mínimosErrores de posicionamiento mínimos Oclusiones:Oclusiones:
Patrón con seis marcasPatrón con seis marcas Alto coste computacionalAlto coste computacional
2.5 2.5 RESULTADOSRESULTADOS
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
2.5 2.5 RESULTADOSRESULTADOS
2.2. SISTEMA DE SISTEMA DE POSICIONAMIENTOPOSICIONAMIENTO
ÍNDICEÍNDICE
1.1. IntroducciónIntroducción
2.2. Sistema de posicionamientoSistema de posicionamiento
3.3. Detección y seguimiento de la Detección y seguimiento de la manomano
4.4. Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.5. ResultadosResultados
6.6. ConclusionesConclusiones
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.13.1 Métodos para la detección de la Métodos para la detección de la mano y los dedosmano y los dedos
3.23.2 Búsqueda de la mano Búsqueda de la mano
3.33.3 Detección de los dedos Detección de los dedos
3.43.4 Resultados Resultados
Sistemas basados en modelos 3d:Sistemas basados en modelos 3d: Modelos volumétricosModelos volumétricos Modelos del esqueletoModelos del esqueleto
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.1 MÉTODOS PARA LA 3.1 MÉTODOS PARA LA DETECCIÓN DE LA MANO Y LOS DETECCIÓN DE LA MANO Y LOS DEDOSDEDOS
Sistemas basados en la aparienciaSistemas basados en la apariencia Derivan de la semejanza o apariencia de Derivan de la semejanza o apariencia de
la imagenla imagen Computacionalmente más eficacesComputacionalmente más eficaces Dependen de la orientación, la escala y Dependen de la orientación, la escala y
las variaciones en la iluminaciónlas variaciones en la iluminación
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.1 MÉTODOS PARA LA 3.1 MÉTODOS PARA LA DETECCIÓN DE LA MANO Y LOS DETECCIÓN DE LA MANO Y LOS DEDOSDEDOS
Para detectar la mano:Para detectar la mano: Segmentación basada en el color y el Segmentación basada en el color y el
movimientomovimiento
Para detectar los dedos:Para detectar los dedos: Análisis de la curvaturaAnálisis de la curvatura
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.1 MÉTODOS PARA LA 3.1 MÉTODOS PARA LA DETECCIÓN DE LA MANO Y LOS DETECCIÓN DE LA MANO Y LOS DEDOSDEDOS
Segmentación orientada a color:Segmentación orientada a color: Espacio de color: Espacio de color:
rgb normalizadorgb normalizado Criterio de homogeneidad:Criterio de homogeneidad:
Umbralización Umbralización Definición de distancia:Definición de distancia:
Distancia euclídeaDistancia euclídea
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.2 BÚSQUEDA DE LA MANO3.2 BÚSQUEDA DE LA MANO
Color de la pielColor de la piel
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.2 BÚSQUEDA DE LA MANO3.2 BÚSQUEDA DE LA MANO
Algoritmo de segmentaciónAlgoritmo de segmentación
1.1. Detección de Detección de movimientomovimiento
2.2. Detección Detección color de pielcolor de piel
3.3. BinarizaciónBinarización
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.2 BÚSQUEDA DE LA MANO3.2 BÚSQUEDA DE LA MANO
Método para detectar los dedos:Método para detectar los dedos: Análisis de la curvaturaAnálisis de la curvatura
Proceso:Proceso: Preparación de la imagenPreparación de la imagen Función de curvaturaFunción de curvatura Análisis de la función de curvaturaAnálisis de la función de curvatura
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS
Preparación de la imagenPreparación de la imagen
Imagen Imagen segmentadasegmentada
FiltradoFiltrado DilataciónDilatación ContornoContorno
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
Función de curvaturaFunción de curvatura Cuanto se dobla el contorno de un Cuanto se dobla el contorno de un
objeto en cada puntoobjeto en cada punto
3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS3.3 DETECCIÓN DE LOS DEDOS
Análisis de la función de curvaturaAnálisis de la función de curvatura
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.4 RESULTADOS3.4 RESULTADOS
3.3. DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA DETECCIÓN Y SEGUIMIENTO DE LA MANOMANO
3.4 RESULTADOS3.4 RESULTADOS
ÍNDICEÍNDICE
1.1. IntroducciónIntroducción
2.2. Sistema de posicionamientoSistema de posicionamiento
3.3. Detección y seguimiento de la Detección y seguimiento de la manomano
4.4. Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.5. ResultadosResultados
6.6. ConclusionesConclusiones
4.4. RECONOCIMIENTO DE RECONOCIMIENTO DE GESTOSGESTOS
4.14.1 Métodos para el reconocimiento de Métodos para el reconocimiento de gestos.gestos.
4.24.2 Método propuesto. Método propuesto.
4.34.3 Gestos reconocidos. Gestos reconocidos.
EstáticosEstáticos Detectan y clasifican gestos formados Detectan y clasifican gestos formados
por una sola postura de la manopor una sola postura de la mano
DinámicosDinámicos Detectan y clasifican gestos que Detectan y clasifican gestos que
implican movimiento de traslación y/o implican movimiento de traslación y/o rotación de la manorotación de la mano
4.4. RECONOCIMIENTO DE RECONOCIMIENTO DE GESTOSGESTOS
4.1 MÉTODOS PARA EL RECONOCIMIENTO 4.1 MÉTODOS PARA EL RECONOCIMIENTO DE GESTOSDE GESTOS
Comparación de las distancias:Comparación de las distancias: Entre los dedosEntre los dedos Entre los dedos y los vértices del Entre los dedos y los vértices del
modelomodelo
4.4. RECONOCIMIENTO DE RECONOCIMIENTO DE GESTOSGESTOS
4.2 MÉTODO PROPUESTO4.2 MÉTODO PROPUESTO
Gestos implementados:Gestos implementados: Estático: señalarEstático: señalar Dinámico: coger vérticeDinámico: coger vértice
4.4. RECONOCIMIENTO DE RECONOCIMIENTO DE GESTOSGESTOS
4.3 GESTOS RECONOCIDOS4.3 GESTOS RECONOCIDOS
ÍNDICEÍNDICE
1.1. IntroducciónIntroducción
2.2. Sistema de posicionamientoSistema de posicionamiento
3.3. Detección y seguimiento de la Detección y seguimiento de la manomano
4.4. Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.5. ResultadosResultados
6.6. ConclusionesConclusiones
5.5. RESULTADOSRESULTADOS
5.15.1 Estudio de tiempos Estudio de tiempos
5.25.2 Estudio de luz Estudio de luz
5.35.3 Representación de modelos 3D Representación de modelos 3D
5.45.4 Interacción con la maqueta Interacción con la maqueta
5.5. RESULTADOSRESULTADOS
Representación de modelos virtualesRepresentación de modelos virtuales Tiempo de cargaTiempo de carga Tasa de imágenesTasa de imágenes
Interacción con la maquetaInteracción con la maqueta SegmentaciónSegmentación CurvaturaCurvatura Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.1 ESTUDIO DE TIEMPOS5.1 ESTUDIO DE TIEMPOS
Representación de maqueta virtualRepresentación de maqueta virtual Luz directa puede provocar reflejo y pérdida Luz directa puede provocar reflejo y pérdida
de la marcade la marca
InteracciónInteracción La mano cambia de color aparente cuando La mano cambia de color aparente cuando
cambian las condiciones de iluminacióncambian las condiciones de iluminación Fallos cuando el contraste es muy elevadoFallos cuando el contraste es muy elevado
5.5. RESULTADOSRESULTADOS
5.2 ESTUDIO DE LUZ5.2 ESTUDIO DE LUZ
5.5. RESULTADOSRESULTADOS
5.3 REPRESENTACIÓN DE MODELOS 5.3 REPRESENTACIÓN DE MODELOS 3D3D
5.5. RESULTADOSRESULTADOS
5.4 INTERACCIÓN CON LA 5.4 INTERACCIÓN CON LA MAQUETAMAQUETA
ÍNDICEÍNDICE
1.1. IntroducciónIntroducción
2.2. Sistema de posicionamientoSistema de posicionamiento
3.3. Detección y seguimiento de la Detección y seguimiento de la manomano
4.4. Reconocimiento de gestosReconocimiento de gestos
5.5. ResultadosResultados
6.6. ConclusionesConclusiones
6.6. CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Representación de modelos 3DRepresentación de modelos 3D Dependencia respecto condiciones de luzDependencia respecto condiciones de luz OclusionesOclusiones
Interacción con objetos virtualesInteracción con objetos virtuales Segmentación dependiente de las Segmentación dependiente de las
condiciones de luzcondiciones de luz Mejora del filtradoMejora del filtrado Ampliación de los gestos reconocidosAmpliación de los gestos reconocidos
El sistema cumple con los objetivos El sistema cumple con los objetivos propuestospropuestos