Sistemes Gràfics Interactius

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits , però té capacitats prèvies
Departament
CS
Aquest curs presenta els algoritmes i les tècniques necessàries per desenvolupar i desplegar aplicacions de Realitat Virtual i Realitat Augmentada. El curs tractarà sobre hardware VR i AR, visió estereoscòpica, desenvolupament de software VR, interfícies d'usuari 3D, animació de personatges i presència.

Professorat

Responsable

Altres

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

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

    Pràctica Realitat Virtual

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

    Pràctica de Realitat Augmentada

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

    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

    Bàsic

    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.