Sistemas Gráficos Interactivos

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Créditos
6
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos, pero tiene capacidades previas
Departamento
CS
En esta asignatura el estudiante adquirirá los conocimientos fundamentales tanto para el diseño y la evaluación de aplicaciones de visualización de información, multimedia o realidad virtual, como para adaptarse a los cambios tecnológicos constantes en estas áreas. Otro objetivo es que el estudiante pueda diseñar y evaluar interfaces avanzadas para estas aplicaciones.

Así, el estudiante adquirirá conocimientos fundamentales sobre tecnologías multimedia (sonido, gráficos/imágenes, vídeos) y conocerá principios en los que se apoyan tanto el diseño como la programación de proyectos multimedia, estando capacitado para valorar las soluciones planteadas por una aplicación concreta. También estará capacitado para integrarse en un grupo de trabajo que aborde el desarrollo de aplicaciones gráficas interactivas. Conocerá los elementos que las integran, la arquitectura de las librerías (APIs) que facilitan la visualización 3D y las técnicas existentes para la creación de entornos virtuales, y conocerá los principios fundamentales de las técnicas para la generación de animaciones en tiempo real de avatares y para la simulación de su comportamiento.

Finalmente, conocerá los principios de la realidad virtual (RV) y aumentada, la arquitectura de un sistema de RV, los dispositivos existentes (sensores y efectores), los principios de la visualización en estéreo y las técnicas para la evaluación de la usabilidad y la sensación de presencia de los sistemas, y conocerá tanto los principios de la interacción persona-ordenador y de las interfaces avanzadas (gráficas, táctiles, gestuales), como las principales metáforas de interacción y el software (y hardware) disponible para su implementación, estando capacitado para evaluar la usabilidad de las interfaces y las necesidades de una aplicación, tanto si es normal, para móviles o para realidad virtual.

Profesores

Responsable

  • Marta Fairen Gonzalez ( )

Otros

  • Alvaro Vinacua Pla ( )
  • Antonio Chica Calaf ( )
  • Carlos Andujar Gran ( )
  • Isabel Navazo Alvaro ( )
  • Nuria Pelechano Gomez ( )
  • Pere Pau Vázquez Alcocer ( )

Horas semanales

Teoría
2
Problemas
0
Laboratorio
2
Aprendizaje dirigido
0
Aprendizaje autónomo
0

Competencias

Competencias Técnicas de cada especialidad

Específicas

  • CTE1 - Capacidad para modelar, diseñar, definir la arquitectura, implantar, gestionar, operar, administrar y mantener aplicaciones, redes, sistemas, servicios y contenidos informáticos.
  • CTE10 - Capacidad para utilizar y desarrollar metodologías, métodos, técnicas, programas de uso específico, normas y estándares de computación gráfica.
  • CTE11 - Capacidad para conceptualizar, diseñar, desarrollar y evaluar la interacción persona-ordenador de productos, sistemas, aplicaciones y servicios informáticos.
  • CTE12 - Capacidad para la creación y explotación de entornos virtuales, y para la creación, gestión y distribución de contenidos multimedia.

Competencias Transversales

Básicas

  • CB6 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB9 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Objetivos

  1. Conocer el concepto de personaje, y cómo se hace la simulación del movimiento de este personaje en un entorno gráfico, así como los problemas que aparecen en la simulación de multitudes.
    Competencias relacionadas: CTE1, CTE10, CTE12,
  2. Aprender todos los conceptos relacionados con la Realidad Virtual y Aumentada, su arquitectura y el software y hardware relacionado.
    Competencias relacionadas: CTE1, CTE10, CTE12, CB6, CB9,
  3. Ser capaces de desarrollar una aplicación sobre un entorno virtual o real + virtual con interacción 3D.
    Competencias relacionadas: CTE1, CTE10, CTE11, CTE12, CB9,
  4. Conocer los conceptos de interacción 3D, usabilidad en sistemas de Realidad Virtual y Aumentada, y presencia.
    Competencias relacionadas: CTE1, CTE11, CTE12,

Contenidos

  1. Animación de personajes.
    Avatares. Simulación de movimiento de un personaje. Evitar colisiones. Simulación de multitudes.
  2. Realidad Virtual - Introducción y arquitectura.
    Arquitectura de un sistema de Realidad Virtual. Aplicaciones.
  3. Realidad Virtual - Dispositivos.
    Dispositivos de entrada. Dispositivos de salida. Hápticos.
  4. Realidad Virtual - Estereoscop
    Conceptos de percepción de profundidad. Generación del par estereoscópico. Estéreo activo y estéreo pasivo.
  5. Realidad Virtual - Software
    Software de Realidad Virtual. VR-Juggler. XVR.
  6. Realidad Aumentada
    Concepto de realidad aumentada. Diferentes arquitecturas. Software: AR-Toolkit.
  7. Interfaces de usuario 3D.
    Interfaces de usuario 3D. Selección y manipulación de objetos. Navegación y control de la aplicación.
  8. Usabilidad y presencia.
    Evaluación de la usabilidad. Tests de usabilidad. Sensación de presencia.
  9. Rendering háptico
    Sentit del tacte. Dispositius hàptics. Algoritmes per rendering haptic.
  10. Realidad Aumentada - Software
    Software de Realitat Augmentada.

Actividades

Actividad Acto evaluativo


Animación de personajes

Avatares. Simulación de movimiento de un personaje. Evitar colisiones. Simulación de multitudes.
Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Examen Parcial

Examen escrito de la parte vista hasta el momento a la asignatura.
Objetivos: 2
Semana: 9
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Realidad Virtual - Introducción y arquitectura.

Arquitectura de un sistema de Realidad Virtual. Aplicaciones.
Objetivos: 2
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Realidad Virtual - Dispositivos.

Dispositivos de entrada. Dispositivos de salida. Hápticos.
Objetivos: 2
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Realidad Virtual - Estereoscopía

Conceptos de percepción de profundidad. Generación del par estereoscópico. Estéreo activo y estéreo pasivo.
Objetivos: 2
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Realidad Virtual - Software

Software de Realidad Virtual.
Objetivos: 2 3
Contenidos:
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
8h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
8h

Realidad Aumentada

Concepto de realidad aumentada. Diferentes arquitecturas.
Objetivos: 2 3
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Interfaces de usuario 3D.

Interfaces de usuario 3D. Selección y manipulación de objetos. Navegación y control de la aplicación.
Objetivos: 4
Contenidos:
Teoría
6h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Usabilidad y presencia.

Evaluación de la usabilidad. Tests de usabilidad. Sensación de presencia.
Objetivos: 4
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Examen Parcial 2

Examen parcial de la segunda parte teórica y de ejercicios de la asignatura.
Objetivos: 2 4 3 1
Semana: 13
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Práctica Realidad Virtual

Ejercicio práctico sobre Realidad Virtual
Objetivos: 2 3
Semana: 10
Tipo: entrega
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
17h

Práctica de Realidad Aumentada

Ejercicio práctico sobre Realidad Aumentada
Objetivos: 2 4 3
Semana: 15
Tipo: entrega
Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
17h

Rendering háptico



Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
2h

Realidad Aumentada - Software



Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
8h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
8h

Metodología docente

La metodología docente estará basada en clases semanales de teoría (2h) y quincenales de laboratorio (2h cada quince días).

En las clases de teoría se introducirán los conceptos de la asignatura y se cuando proceda se realizarán ejercicios o ejemplos que pueda ayudar a la consecución de los conceptos teóricos y prácticos.

Se espera que los estudiantes se preparen los materiales adicionales que se proporcionarán durante el curso en forma de apuntes o referencias (bibliográficas o por web) de cara a preparar los exámenes y las prácticas de laboratorio.

En las sesiones de laboratorio, se introducirá el software a utilizar y se plantearán las prácticas que el alumno deberá desarrollar y entregar. Una parte del tiempo de laboratorio se dedicará a que los estudiantes resuelvan las prácticas planteadas con ayuda del profesor.

Método de evaluación

La evaluación de la asignatura vendrá dada por la conjunción de una parte teórica y una parte más práctica.

La parte teórica se evaluará con 2 exámenes escritos, el primero en la semana 7 del curso y el segundo a la semana 14. Ambos contarán un 50% de la nota de la parte teórica de la asignatura.

NT = 0.5 * NPrimerExamen + 0.5 * NSegonExamen

La parte práctica se evaluará mediante dos partes: la primera evaluará todo lo que tiene que ver con Realidad Virtual (NP1) y el segundo la Realidad Aumentada así como la usabilidad y la interacción 3D (NP2). Las dos notas de las partes prácticas también coptaram un 50% cada una.

NP = 0.5 * NP1 + 0.5 * NP2

Finalmente la nota final de la asignatura se calculará como un 40% de la parte práctica y un 60% de la parte teórica. Por lo tanto la nota final será:

NF = 0.4 * NP + 0.6 * NT

Bibliografía

Básica:

Capacidades previas

Capacidades equivalentes a la asignatura IDI del Grado de Informática:

- Conocer los conceptos básicos de Gráficos por Computador.

- Ser capaz de programar en un lenguaje de programación de alto nivel y orientado a objetos (C++ o C#).

- Conocer conceptos de álgebra lineal, en particular de transformaciones geométricas y fundamentos de cálculo matricial.