Sistemes Gràfics Interactius

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
CS
En aquesta assignatura l'estudiant adquirirà els coneixements fonamentals tant per al disseny i l'avaluació d'aplicacions de visualització d'informació, multimèdia o realitat virtual, com per adaptar-se als canvis tecnològics constants en aquestes àrees. Un altre objectiu és que l'estudiant pugui dissenyar i avaluar interfícies avançades per aquestes aplicacions.

Així, l'estudiant adquirirà coneixements fonamentals sobre tecnologies multimèdia (so, gràfics/imatges, vídeos) i coneixerà principis en els que es recolzen tant el disseny com la programació de projectes multimèdia, estant capacitat per valorar les solucions plantejades per a una aplicació concreta. També estarà capacitat per integrar-se en un grup de treball que abordi el desenvolupament d'aplicacions gràfiques interactives. Coneixerà els elements que les integren, l'arquitectura de les llibreries (APIs) que faciliten la visualització 3D i les tècniques existents per a la creació d'entorns virtuals, i coneixerà els principis fonamentals de les tècniques per a la generació d'animacions en temps real d'avatars i per a la simulació del seu comportament.

Finalment, coneixerà els principis de la realitat virtual (RV) i augmentada, l'arquitectura d'un sistema d'RV, els dispositius existents (sensors i efectors), els principis de la visualització en estèreo i les tècniques per a l'avaluació de la usabilitat i la sensació de presència dels sistemes, i coneixerà tant els principis de la interacció persona-ordinador i de les interfícies avançades (gràfiques, tàctils, gestuals), com les principals metàfores d'interacció i el software (i hardware) disponible per a la seva implementació, estant capacitat per avaluar la usabilitat de les interfícies i les necessitats d'una aplicació, tant si és normal, per a mòbils o para realitat virtual.

Professors

Responsable

  • Marta Fairen Gonzalez ( )

Altres

  • Alejandro Ríos Jerez ( )
  • Alvaro Vinacua Pla ( )
  • Antonio Chica Calaf ( )
  • Carlos Andujar Gran ( )
  • Nuria Pelechano Gomez ( )
  • Pere Pau Vázquez Alcocer ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
0
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
0

Competències

Competències Tècniques de cada especialitat

Específiques

  • CTE1 - Capacitat per a modelar, dissenyar, definir l'arquitectura, implantar, gestionar, operar, administrar i mantenir aplicacions, xarxes, sistemes, serveis i continguts informàtics.
  • CTE10 - Capacitat per a utilitzar i desenvolupar metodologies, mètodes, tècniques, programes d'ús específic, normes i estàndards de computació gràfica.
  • CTE11 - Capacitat per a conceptualitzar, dissenyar, desenvolupar i avaluar la interacció persona-ordinador de productes, sistemes, aplicacions i serveis informàtics.
  • CTE12 - Capacitat per a la creació i explotació d'entorns virtuals, i per a la creació, gestió i distribució de continguts multimèdia.

Competències Transversals

Bàsiques

  • CB6 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits y la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contexts més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
  • CB9 - Que els estudiants posseeixin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant d'una manera que haurà de ser en gran mesura autodirigida o autònoma.

Objectius

  1. Conèixer el concepte de personatge, i com es fa la simulació del moviment d'aquest personatge en un entorn gràfic, així com els problemes que apareixen en la simulació de multituds.
    Competències relacionades: CTE1, CTE10, CTE12,
  2. Aprendre tots els conceptes relacionats amb la Realitat Virtual i Augmentada, la seva arquitectura i el software i hardware relacionat.
    Competències relacionades: CTE1, CTE10, CTE12, CB6, CB9,
  3. Ser capaços de desenvolupar una aplicació sobre un entorn virtual o real+virtual amb interacció 3D.
    Competències relacionades: CTE1, CTE10, CTE11, CTE12, CB9,
  4. Conèixer els conceptes d'interacció 3D, usabilitat en sistemes de Realitat Virtual i Augmentada, i presència.
    Competències relacionades: CTE1, CTE11, CTE12,

Continguts

  1. Animació de personatges.
    Avatars. Simulació de moviment d'un personatge. Evitar col·lisions. Simulació de multituds.
  2. Realitat Virtual - Introducció i arquitectura.
    Arquitectura d'un sistema de Realitat Virtual. Aplicacions.
  3. Realitat Virtual - Dispositius.
    Dispositius d'entrada. Dispositius de sortida. Hàptics.
  4. Realitat Virtual - Estereoscopia
    Conceptes de percepció de profunditat. Generació del parell estereoscòpic. Estéreo actiu i estéreo passiu.
  5. Realitat Virtual - Software
    Software de Realitat Virtual. VR-Juggler. XVR.
  6. Realitat Augmentada
    Concepte de realitat augmentada. Diferents arquitectures. Software: AR-Toolkit.
  7. Interfícies d'usuari 3D.
    Interfícies d'usuari 3D. Selecció i manipulació d'objectes. Navegació i control de l'aplicació.
  8. Usabilitat i presència.
    Avaluació de la usabilitat. Tests d'usabilitat. Sensació de presència.
  9. Rendering hàptic
    Sentit del tacte. Dispositius hàptics. Algoritmes per rendering haptic.
  10. Realitat Augmentada - Software
    Software de Realitat Augmentada.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Animació de personatges

Avatars. Simulació de moviment d'un personatge. Evitar col·lisions. Simulació de multituds.
Objectius: 1
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Examen Parcial

Examen escrit de la part vista fins al moment a l'assignatura.
Objectius: 2
Setmana: 9
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Realitat Virtual - Introducció i arquitectura.

Arquitectura d'un sistema de Realitat Virtual. Aplicacions.
Objectius: 2
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Realitat Virtual - Dispositius.

Dispositius d'entrada. Dispositius de sortida. Hàptics.
Objectius: 2
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Realitat Virtual - Estereoscopia

Conceptes de percepció de profunditat. Generació del parell estereoscòpic. Estéreo actiu i estéreo passiu.
Objectius: 2
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Realitat Virtual - Software

Software de Realitat Virtual.
Objectius: 2 3
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
8h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
8h

Realitat Augmentada

Concepte de realitat augmentada. Diferents arquitectures.
Objectius: 2 3
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Interfícies d'usuari 3D.

Interfícies d'usuari 3D. Selecció i manipulació d'objectes. Navegació i control de l'aplicació.
Objectius: 4
Continguts:
Teoria
6h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Usabilitat i presència.

Avaluació de la usabilitat. Tests d'usabilitat. Sensació de presència.
Objectius: 4
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Examen parcial 2

Examen parcial de la segona part teòrica i d'exercicis de l'assignatura.
Objectius: 2 4 3 1
Setmana: 13
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Pràctica Realitat Virtual

Exercici pràctic sobre Realitat Virtual
Objectius: 2 3
Setmana: 10
Tipus: entrega
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
17h

Pràctica de Realitat Augmentada

Exercici pràctic sobre Realitat Augmentada
Objectius: 2 4 3
Setmana: 15
Tipus: entrega
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
17h

Rendering hàptic



Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Realitat Augmentada - Software



Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
8h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
8h

Metodologia docent

La metodologia docent estarà basada en classes setmanals de teoria (2h) i quinzenals de laboratori (2h cada quinze dies organitzades de manera no lineal).

En les classes de teoria s'introduiran els conceptes de l'assignatura i es quan s'escaigui es faran exercicis o exemples que pugui ajudar a l'assoliment dels conceptes teòrics i pràctics.

S'espera que els estudiants es preparin els materials addicionals que es proporcionaran durant el curs en forma d'apunts o referències (bibliogràfiques o per web) de cara a preparar els exàmens i les pràctiques de laboratori.

A les sessions de laboratori, s'introduirà el software a fer servir i es plantejaran les pràctiques que l'alumne haurà de desenvolupar i entregar. Una part del temps de laboratori es dedicarà a què els estudiants resolguin les pràctiques plantejades amb ajuda del professor.

Mètode d'avaluació

L'avaluació de l'assignatura vindrà donada per la conjunció d'una part teòrica i una part més pràctica.

La part teòrica s'avaluarà amb 2 exàmens escrits, el primer a la setmana 7 del curs i el segon a la setmana 14. Tots dos comptaran un 50% de la nota de la part teòrica de l'assignatura.

NT = 0.5 * NPrimerExamen + 0.5 * NSegonExamen

La part pràctica s'avaluarà mitjançant dues parts: la primera avaluarà els coneixements en Realitat Virtual (NP1) i la segona avaluarà els coneixements en Realitat Augmentada així com la usabilitat i la interacció 3D (NP2). Les dues notes de les parts pràctiques també comptaran un 50% cadascuna.

NP = 0.5 * NP1 + 0.5 * NP2

Finalment la nota final de l'assignatura es calcularà com un 40% de la part pràctica i un 60% de la part teòrica. Per tant la nota fina serà:

NF = 0.4 * NP + 0.6 * NT

Bibliografia

Bàsica:

Capacitats prèvies

Capacitats equivalents a l'assignatura IDI del Grau d'Informàtica:

- Conèixer els conceptes bàsics de Gràfics per Computador.

- Ser capaç de programar en un llenguatge de programació d'alt nivell i orientat a objectes (C++ o C#).

- Conèixer conceptes d'àlgebra lineal, en particular de transformacions geomètriques i fonaments de càlcul matricial.

Addenda

Continguts

No hi ha canvis respecte la informació publicada a la guia docent.

Metodologia docent

No hi ha canvis respecte la informació publicada a la guia docent.

Mètode d'avaluació

No hi ha canvis respecte la informació publicada a la guia docent.

Pla de contingència

En cas d'un nou confinament per causa del COVID-19, intentarem que els canvis tant en contingut com en avaluació de l'assignatura siguin els mínims. Si no es poguessin fer les classes presencials, llavors es farien vídeos de les classes de teoria i es posarien els links al Racó. Per als Laboratoris, que no requereixen explicació per part del professor, es resoldran dubtes via correu electrònic o google meet. Donat que els projectes de laboratori de l'assignatura es fan en parelles, en cas de no poder treballar conjuntament, s'acceptaria que els estudiants que ho desitgin puguin fer els projectes de forma individual. Els examens si no poguessin ser presencials es farien via Atenea, i les presentacions via google meets.