Sistemas Gráficos Interactivos

Créditos
6
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos , pero tiene capacidades previas
Departamento
CS
Este curso presenta los algoritmos y las técnicas necesarias para desarrollar y desplegar aplicaciones de Realidad Virtual y Realidad Aumentada. El curso tratará sobre hardware VR y AR, visión estereoscópica, desarrollo de software VR, interfaces de usuario 3D, animación de personajes y presencia.

Profesorado

Responsable

  • Marta Fairen Gonzalez (mfairen@cs.upc.edu)

Otros

  • Alejandro Beacco Porres (alejandro.beacco@upc.edu)
  • Alejandro Ríos Jerez (arios@cs.upc.edu)
  • Alvaro Vinacua Pla (alvar@cs.upc.edu)
  • Antonio Chica Calaf (achica@cs.upc.edu)
  • Carlos Andujar Gran (andujar@cs.upc.edu)
  • Nuria Pelechano Gomez (npelechano@cs.upc.edu)
  • Pere Pau Vázquez Alcocer (ppau@cs.upc.edu)
  • Sergi Bons Fuses (sergi.bons@upc.edu)

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

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

    Práctica Realidad Virtual

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

    Práctica de Realidad Aumentada

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

    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

    Básico

    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.