| Laboratorio di Realtà Virtuale | <img alt="" src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/LRV-header.png" style="BORDER:0px solid;" /> | https://www.cira.it/it/infrastrutture-di-ricerca/laboratorio-di-realtà-virtuale/Laboratorio di Realtà Virtuale | Laboratorio di Realtà Virtuale | <p><br></p> | | <p style="text-align:justify;">Il Laboratorio di Realtà Virtuale opera dal 1999 per il miglioramento delle tecniche di base, applicative e dei dispositivi di interfacciamento, e promuove la diffusione e l'inserimento della tecnologia nell'industria, non soltanto aeronautica, attraverso la conduzione di progetti di ricerca e progetti pilota con l'industria e la realizzazione di applicazioni proof-of-concept.</p><p style="text-align:justify;">Ad oggi le tematiche applicative più trattate sono state l'assemblaggio e la manutenzione in virtuale per addestramento e Design-for-Maintainability, in cui meglio che in altre tipologie di applicazioni, si è potuto mettere in evidenza il plus della Realtà Virtuale - la capacità di interagire manualmente - rispetto a una semplice visualizzazione immersiva, pur accattivante.</p><p style="text-align:justify;">Le tematiche di R&D hanno puntato alla messa a punto di tecniche e all'implementazione di corrispondenti moduli software tesi a realizzare ambienti virtuali realistici e verosimili. Tra queste, la messa a punto di tecniche speciali di guida all'assemblaggio immersivo interattivo, l'impiego della simulazione della dinamica dei corpi rigidi per il realismo comportamentale degli ambienti virtuali e il suo impiego anche per l'interazione manuale diretta, l'interfacciamento a dispositivi di grounded force-feedback anche per il grasp, l'impiego di dispositivi di input contactless (camera-based Natural User Interface), la messa a punto di meccanismi di consultazione della documentazione tecnica all'interno dell'ambiente virtuale immersivo, lo sviluppo di un sistema software di ricerca per l'implementazione delle tecniche studiate e per la sperimentazione dell'approccio distribuito/cluster alla visualizzazione tridimensionale ed, infine, l'interfacciamento diretto al CAD CATIA con un innovativo approccio basato su plug-in.</p><p style="text-align:justify;">Le attività in corso riguardano l'impiego efficace di dispositivi di tipo Natural User Interface, come il Leap Motion Controller e il Kinect, per input di tracciamento contactless di mani e corpo, anche di più persone contemporaneamente, e l'estensione al collaborativo (2+ persone) delle applicazioni di Realtà Virtuale, sia su base locale (le persone sono co-locate in Laboratorio) che, successivamente, di distribuzione geografica.</p><p style="text-align:justify;">Relativamente al software, ViRstperson è il sistema di runtime sviluppato e utilizzato in Laboratorio per le applicazioni di Realtà Virtuale, configurabile dall'utente sì esperto ma non necessariamente un programmatore, che ospita e mette a disposizione tutte le tecniche sviluppate dal Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA nella sua attività pluriennale. Esso si interfaccia direttamente ai dispositivi di interfacciamento uomo-macchina (caschi stereoscopici e sistemi di proiezione multi-parete, guanti e sistemi di tracciamento di mani e corpo con particolare riguardo ai recenti dispositivi Natural User Interface come il Kinect e il Leap Motion Controller) e permette l'importazione seamless dei modelli 3D di prodotto direttamente dal sistema CAD CATIA attraverso un apposito plug-in, oltre che da innumerevoli formati di file per modelli 3D poligonali.</p><p style="text-align:justify;">Le caratteristiche principali di ViRstperson sono di seguito riassunte:</p><ul style="text-align:justify;"><li><p>Grafica: hardware shadow mapping, specchi, riflessioni ambientali, bump mapping, animazioni, switch di materiali e oggetti per confronto di configurazioni;</p></li><li><p>Simulazione della dinamica dei corpi rigidi basata sul motore ODE (a.k.a. OpenDE), con sonificazione spazializzata delle collisioni;</p></li><li><p>Giunti guida dinamici come maccanismo di snap di ausilio all'assemblaggio;</p></li><li><p>Remote-desktop-on-a-texture, e video background anche stereoscopico;</p></li><li><p>Visualizzazione in cluster, multicanale, stereoscopica (attiva, passiva);</p></li><li><p>Interazione manuale a due mani, legame molla-smorzatore (Borst-Indugula) tra le mani tracked e quelle corrispondenti della fisica;</p></li><li><p>Interfacciamento a una varietà di dispositivi VR (guanti, tracker, …) incluso il Leap Motion Controller (interfacciamento al Kinect v2 in corso);</p></li><li><p>Diversi meccanismi di comunicazione e di controllo dell'applicazione dall'esterno (input da dispositivi via shared memory o socket UDP, comandi esterni via protocollo OSC su UDP);</p></li><li><p>Importa dati 3D dai più diffusi formati poligonali, come VRML, 3DS, OBJ, Collada e molti altri (tutti i formati supportati dalle librerie Plib e Assimp);</p></li><li><p>Plug-in per CATIA v5, appositamente sviluppato, genera tutti i file di input per importare nella simulazione in VR un assemblato CAD;</p></li><li><p>3D GUI (layout di input da file FLTK Fluid), interazione manuale basata su dinamica;</p></li><li><p>Orientato all'interazione manuale diretta in VR in prima persona;</p></li><li><p>Opportunità di implementare sperimentalmente nuove funzionalità per velocizzare il percorso dalla ricerca alla sperimentazione prototipale e al deployment.</p></li></ul><p style="text-align:justify;">Nel Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA, sono disponibili applicazioni prototipali di addestramento alla manutenzione applicabili al product support e alla Design-for-Maintainability basate su ViRstperson, che dimostrano le tecniche di interazione manuale naturale e simulazione comportamentale fisicamente credibile.</p><p style="text-align:justify;">Entro la fine del 2017 sarà realizzato un simulatore immersivo multi-sensoriale (visivo, aptico, vibroacustico) di cabina passeggeri di regional aircraft e business jet, e verrà realizzata l'estensione del simulazione di manutenzione in prima persona alla collaborazione tra più persone nello stesso ambiente virtuale, che include un avanzato sistema di tracciamento multi-persona contactless basato su un sistema di più Kinect v2.</p> | <h3>Realtà Virtuale:</h3><ul style="text-align:justify;"><li><p>doppia area di simulazione, immersiva (una persona) e semi-immersiva (fino a 5 posti-spettatori a sedere) utilizzabili congiuntamente in modo sincronizzato;</p></li><li><p>Disponibilità applicazioni dimostrative prototipali di interazione manuale diretta per la manutenzione virtuale.</p></li></ul><h3>Augmented Reality:</h3><ul style="text-align:justify;"><li><p>Setup wearable con visore monoculare e wearable computer per dimostrazione di un'applicazione di assistenza alla manutenzione view-dependent con algoritmo di pose estimation 2.5D.</p></li></ul> | <h3>Realtà Virtuale:</h3><ul><li><p>Sistema di proiezione stereoscopico passivo schermo a due pareti:<br></p></li><ul><li><p>verticale di dimensioni 4m x 2.25m e risoluzione full-HD;</p></li><li><p>a pavimento di dimensioni 3m x 1.7m e risoluzione 1400x788; </p></li><li><p>con navigazione basata su Wiimote.</p></li></ul><li><p>Sistema di riproduzione audio spazializzato 5+1.<br></p></li><li><p>HMD steroscopico nVis nVisor SX 1280x1024 60° FoV (diagonale).<br></p></li><li><p>Sistema di tracciamento 6-DoF wireless Polhemus Liberty Latus, tracking area 2.5m x 2.5m.<br></p></li><li><p>Sistemi di tracciamento desktop wired Polhemus Fastrak, tre sensori a 6-DoF.<br></p></li><li><p>Guanti digitali: wireless a 5 e 14 sensori (5DT), wired a 22 sensori (CyberGlove).<br></p></li><li><p>Leap Motion Controller per il tracciamento desktop e immersivo (VR HMD mode) delle mani.<br></p></li><li><p>Kinect v2 per il tracciamento del punto di vista della persona in movimento davanti allo schermo verticale del sistema di proiezione.<br></p></li><li><p>Display autostereoscopico SeeReal 20''.<br></p></li><li><p>Dispositivo esoscheletrico di force-feedback resistivo (CyberGrasp).<br></p></li></ul><h3>Augmented Reality:</h3><ul><li><p>High-performance wearable computer autocostruito su base SBC 3.5''. </p></li><li><p>Un visore monoculare e uno binoculare video see-through per AR con telecamere.<span aria-hidden="true"></span></p></li></ul> | | |
