Proyecto Fin de Carrera Departamento de Tecnología Electrónica 1 E.T.S.I.Telecomunicación...
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Proyecto Fin de CarreraDepartamento de Tecnología Electrónica
1
E.T.S.I.TelecomunicaciónUniversidad de Málaga
DESARROLLO Y DISEÑO DE MUNDOS
VIRTUALES PARA LA NAVEGACIÓN A
TRAVÉS DE UN SISTEMA BCI Autor: Manuel Jesús Romero Perales Tutor: Ricardo Ron Angevín
Proyecto Fin de CarreraDepartamento de Tecnología Electrónica
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Sistema BCI
Conversor A/D
Almacen. datos
Cancelación
Artefactos
Obtención característic
as
Traducción Característic
as /Clasificación
PROCESADO SEÑAL
ADQUISICIÓN SEÑAL
Interfaz Control
Controlador
Dispositivo
APLICACIÓN
Señal digitalizada
Configuración Sistema
ComandosDispositivo
FEEDBACK
Amplif.
Sensores
Pantalla
USUARIO(Actividad cerebral)
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Características Bidireccional
Modo de operación
Tipo de registro
Señal captada
Tarea mental a ejecutar
Tipo de feedback
Sistema BCI
Refuerzos Positivos o negativos
Reposo e imaginar movimiento
Señal EEG
Ritmos ,b [8-32Hz] Funciones motoras
Síncrono o asíncrono
Obtener y proporcionar información
Técnicas invasivas y no invasivas
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Problemática
Sistema BCI
Técnicas biofeedback- Información proceso mental
- Concentración, motivación e inmersión
- Impacto visual
Adaptación de usuario
Evitar frustración, cansancio
Reducir tiempo respuesta
MEJORARENTRENAMIENTO
- Controlar actividad mental
- Usabilidad del sistema
- Aprendizaje no adecuado
(Realidad Virtual)
Mundos virtuales
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Realidad Virtual y VRML Permite generar un mundo artificial o sintético en el
cuál el usuario tiene la impresión de estar presente,
por el que puede navegar e interactuar en tiempo
real. Clasificaciones:
- Inmersiva, No inmersiva
- De proyección
- Mundo muerto
- Mundo real
- Mundo fantástico
Problemas:
- Representación
- Realimentación háptica (colisiones)
- Demora
- Malestar por uso prolongado
MUNDOS VIRTUALES
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Realidad Virtual y VRML VRML (Virtual Reality Modelling Language)
Formato de archivo que describe objetos tridimensionales y multimedia interactivos dentro de una escena virtual
- Lenguaje de modelado (ISO/IEC 14772)
- Mundo virtual fichero *.WRL estructurado en nodos
- Objetos pueden modificarse y animarse en ejecución
- Objetos 3D y multimedia interactivos (imagen, audio, etc.) NODOS
- Visualización browsers o visores (en tiempo real).
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Objetivos
motivación, concentración de usuario
Diseño e implementación de mundos virtuales:
Ambientes reales, familiares o conocidos Integración con BCI existente
Respuesta en tiempo real
Vivienda
Virtual
ETSITVirtual
Simulador
Vuelo
Mejorar etapa entrenamiento
Entornos de simulación
Reforzar biofeedback
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Herramientas utilizadas
Software de desarrollo
Herramienta CAD: 3D Studio Max 9
- Minimizan tiempo de modelado
- Modelos detallados (mejor acabados)
Virtual Reality Toolbox (Matlab)
Equipamiento hardware
Interacción BCI – Mundo virtual
- Para modelos complejos
- PC con memoria y hardware gráfico (Pentium Core2Duo, 1Gb RAM, 256Mb tarjeta gráfica). - Polígrafo 4 canales (amplificador), tarjeta adquisición, gorro y electrodos (generador de señal).
- Conversión a VRML
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Vivienda virtual
Estructura de la vivienda
Texturización de estructura
Editor de Materiales (3DStudio)
Texturas Mapeo de texturas
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Vivienda virtual
Exteriores
- Plano de suelo (césped)
- Plano de horizonte
- Semiesfera (cielo)
Visualización limitada se emplean formas sencillas (poco polígonos)
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Vivienda virtual
Decoración interior
Elementos prediseñados
No concebidos para VRML Número de polígonos muy elevado Optimización Retexturización de mobiliario
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Vivienda virtual
Decoración interior
Elementos diseñados (p.e. cortinas)
Resultado final
- Formas curvas aprox. triángulos- En gran número en la escena
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ETSIT virtual
Bloques básicos
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ETSIT virtual
Modelado de detalle
Módulo de Aulas Escaleras bajada patio
Salón de actos
Pasillos interiores Biblioteca y cafetería
Columnas
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ETSIT virtual
Texturización PROCESO
- Realización de fotografías
- Obtención de texturas
- Almacenamiento (JGP)
- Mapeo de texturas en las geometrías
Texturas para estructura
Texturas para puertas , ventanas y decoración
Resultado final
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Simulador de vuelo
Cambio de perspectiva de diseño
- Pocos elementos en la escena
- Una textura
- Importancia de la ubicación de los objetos
- Sensación de movimiento
Elementos de la escena
Plano de vuelo Avión
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Simulador de vuelo
Material de textura y texturización Creación de la textura
Cuadrícula Textura definitiva (Simétrica)
Texturización del plano de vuelo
Modificar “gizmo” para obtener ciclicidad
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Simulador de vuelo
Ubicación de los elementos
Punto de vista
PLANO
AVIÓN
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Simulador de vuelo
Ubicación de los elementos
Resultado final
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Iluminación de mundos
Iluminación de Vivienda y ETSIT
- Luz principal (“Omni” o PointLight) SOL
- 3 luces de apoyo (SpotLight ) menor intensidad
Iluminación Simulador
- Una fuente de luz (DirectionalLight)
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Integración
Integración y pruebas
- Paso previo adecuación de los mundos modelados:
- Incorporar sensores de proximidad
- Conversión a VRML
Nodo VRML “silla”
- Integración de la Interfaz de navegación en el mundo virtual.
Punto de Vista
o Cámara
Interfaz NC Interfaz CI
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Integración con Vivienda y ETSIT
Integración y pruebas
- El interfaz no controla la “silla”.
- Punto de vista y avión inmóviles.
- Implementación de movimiento
- Avance , giros, ascenso y descenso.
Integración con Simulador de Vuelo
- Virtual Reality ToolBox.
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Pruebas
Integración y pruebas
Visualización de mundos Respuesta correcta
OBJETIVOS
- Escalado
- Respuesta en tiempo real visualización continuada
- Colisiones con objetos y estructuras
- Animación de la escena al seleccionar un movimiento
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Índice
Sistema BCI
Realidad Virtual y VRML
Objetivos
Herramientas utilizadas
Modelado de los mundos
Integración y pruebas
Conclusiones y líneas futuras
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Conclusiones
Conclusiones y líneas futuras
- Desarrollo y diseño de mundos virtuales:
- Representan ambientes reales y conocidos.
- Refuerzan biofeedback del usuario.
- Limites de exploración los impone el usuario.
- Entornos de simulación y evaluación seguros.
- Potente herramienta de modelado, limitada por VRML.
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Líneas futuras
Conclusiones y líneas futuras
- Aumentar inmersión del usuario
- Incrementar interactividad entre objetos
Involucrar más sentidos
Experimentación simultanea
Colisiones encadenadas
- Impresión más realista de los mundos OpenGL o DirectX
Visión estereoscópica
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