Denna översikt är avsett att vara ett stöd för att få överblick och att hålla rätt på materialet. Ordningen är kronologisk. En del inledande texter och annat material kan placeras här direkt, men till stor del kommer översikten att bestå av länkar till information och material i olika format, det kan vara artiklar, webbreferenser, OH-bilder från föreläsningar.
Inledningen ger en snabb överblick över områdets grundbegrepp och huvudfrågor. Definitioner av VR med variationer. Vilka typer av information om objekten som behövs. Simulering som grundbulten. De fantastiska möjligheter som tekniken i princip erbjuder och vad VR kommer att betyda för MDI i stort. Generella kognitiva problem och vad som kan göras åt dem. Motsägelsefulla sinnesdata, fördröjningar, uppdateringsfrekvens. Det är bråttom och man måste på olika sätt "fuska". Något om tillämpningstområden, däribland övning, träning, utbildning och den historiska bakgrunden bland annat i flygsimulatorer som ger god illustration av några av motiven att använda VR.
Vad används VR till idag? Varför används VR? Hur används VR?
Dessa frågor och kanske några till får ni svar på i föreläsningen.
Betoningen ligger på det faktum att 3d-grafiken i VR-sammanhang används som en grund för en mycket dynamisk grafisk miljö där en eller flera observatörer av VR-världen rör sig i och ser den med två ögon.
I VR-världen rör sig och interagerar olika geometriska objekt såväl av sig själva (simulering) som interaktivt styrda av observatörer. För att realisera detta krävs såväl geometriska som fysikaliska modeller av objekten i världen. Den här föreläsningen behandlar komponenter och teknik för geometrisk modellering samt geometriska transformationer på värld och objekt. Specifikt upplockade objekt och flygning. Den sista halvan av föreläsningen finns det inga bilder till.
Varför är realtid så viktigt? Hur uppnår man ett bra visuellt resultat på ett
effektivt sätt?
Vilka tekniker finns för att snabba upp grafiken?
För att utveckla VR applikationer så behövs stöd i form av mjukvara. Vilka
finns och vilka används idag?
Vad skall en bra VR utvecklingsprogramvara innehålla?
Spatialt ljud tar upp hur man simulerar 3D ljud i realtid. Varför är detta så viktigt i en VR applikation?
Alla laborationer kan göras i WorldToolKit (WTK), en VR utvecklingsprogramvara till flera olika dator platformar. Ni kommer att få en presentation av vad WTK är och kan. Framför allt hur man använder det. Ni kommer att få lösa mindre uppgifter som uppvärmning inför laborationerna.
Vad är ljus? Hur underbygger synsinnets anatomi och fysiologi basal synperception? Hur fungerar färgperception? Djupperception och VR.
Vad är ljud? Hur underbygger hörselsinnets anatomi och fysiologi basal hörselperception? Vilka är hörselsinnets perceptuella dimensioner? Ljudlokalisation och VR. Taktil perception, kinestesi och VR
(Realtids)grafik och geometri ger grunden för VR-animering. Traditionellt ägnar sig animerare åt att interaktivt och iterativt bygga upp och fila på sin animering. I VR-miljöer kan man visserligen förberäkna vissa rörelsemönster och scenförändringar och utnyttja dessa som en grund för animeringen. Men huvuddelen av animeringen av varelser och saker som interagerar i den virtuella världen måste ske i realtid. En realtid där bildväxlingsfrekvensen varierar över tid och rum. De metoder som finns att ta till baseras på en kombination av framräknade diskreta poser eller keyframes och på interpolationer och andra matematiskt beräknade övergångar mellan dessa. Föreläsningen berör även till en del grunderna för invers kinematik som är en ansats för att inte minst underlätta styrning av objekt och vavrelser i den virtuella världen.
Översikt av fysikalisk modellering Varför, när och hur använder man fysik i VR? Repetition av viktiga modeller från fysiken, bl.a. mekanik och Newtons lagar, statik och dynamik, rörelsemängd och energi, fysik för vätskor, gaser och mjuka kroppar, randvillkor och bivillkor, diffekvationer, numeriska metoder och realtidsaspekter. Genomgången kombineras med demonstrationer av olika tillämpningar.
Programvarustöd för realtidsfysik En genomgång av fysikmotorn från MathEngine och demonstrationer av olika tillämpningar. Även jämförelse med liknande motorer, bl.a. Havok och Ipion, liksom framtida möjligheter med t.ex. Modelica. Kort om nätverksaspekter.
Hur man utnyttjar kaos och komplexa system vid design och utveckling av VR-applikationer. Teori och demonstrationer.
Hur interagerar man med sin omgivning i en Virtuell miljö? Hur rör man sig? Hur vänder och vrider man på föremål? Vilken hårdvara finns det för att "koppla" människan till en VR applikation?
Distribuerad VR används för att flera aktörer skall kunna dela en VE. Detta innebär förstås att systemen måste hantera de problem som uppstår vid distribution. Vilka arkitekturer används? Algoritmer?
World2World är en API för att skapa distribuerade simuleringar. Den är byggd i en client-server arkitektur och passar väl till WorldToolKit
AR är ett teknikområde där man blandar datorgrafik och den
"verkliga världen" på ett sådant sätt att det
inte märks.
I vilka tillämpningsområden används detta? Vilka är några
av problemen? Vilken teknik används?
Vi får även besök av Haibo Li från MediaLab vid Umeå Universitet som kommer och pratar om deras aktuella forskning i området.
Här går vi in lite mer på djupet i några metoder som används vid realtids-rendering. Kollision, skuggor, BSP-träd. AABB, OBB.
Vid Umeå Universitet finns Wonderland, ett laboratorium med hårdvara och mjukvara för utveckling av VR applikationer. Ni kommer att få en demonstration av projekt och utrustning.
Oryx Simulations AB är ett Umeåbaserat företag som specialiserat sig på simulatorer för träning och utbildning.