Augmented Reality Software

Transkript

1 Institut für Computervisualistik Universität Koblenz 4. Juli 2011

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Frameworks Tracking basierend auf Markierungen Tracking basierend auf GPS Tracking basierend auf markanten Merkmalen Tracking basierend auf Komponenten 3 Autorensoftware 4 Literatur

3 Einleitung AR-Frameworks Augmented Reality Frameworks vereinfachen die Entwicklung eigener AR-Anwendungen, indem sie abstrahieren und Schnittstellen anbieten. AR-Autorensoftware Software zum Erstellen von AR-Anwendungen. Dabei werden häufig keine Programmierkenntnisse vorausgesetzt. Umfasst unter anderem AR-Autorensoftware und Frameworks.

4 Tracking basierend auf Markierungen

5 Tracking basierend auf Markierungen Geschieht optisch (Arbeitet auf Bild- oder Videodaten) Im Verhältnis zu gefundenen Markierungen werden virtuelle Objekte platziert Liefert schnelle und genaue Ergebnisse Kann nur lokal eingesetzt werden

6 ARToolKit Das bekannteste Framework zur Erstellung von AR-Anwendungen Wird seit 1999 entwickelt Letzte Aktualisierung: Programmierung in C oder C++ Plattformen: Linux, MacOS, Windows, SGI Irix Lizenz: GNU GPL. Für kommerzielle Nutzung ARToolKitPro

7 ARToolKit Anforderungen an Markierungen: Quadratisches Seitenverhältnis Durchgehende Umrandung Hintergrund steht im Kontrast zu der Farbe der Umrandung Bildinhalt darf nicht rotationssymmetrisch sein Es wird nach selbst definierten Markern gesucht. Es gibt also keinen Markierungstyp, der immer erkannt wird.

8 ARToolKit Zahlreiche Projekte basieren auf ARToolKit, zum Beispiel Autorensoftware. Portieren ermöglichen den Einsatz auf weiteren Systemen: NyARToolKit for Android, AndAR (Android) ARToolkit for ios (ios) FLARToolkit (Flash) SLARToolkit (Silverlight) ARToolkit for Lua (Lua)

9 ARTag Alternative zu ARToolkit 2004 von Dr Mark Fiala entwickelt Programmierung in C++ oder C# Plattformen: Linux, Windows Kann wegen Lizenzkonflikten seit Dezember 2010 nicht mehr genutzt werden

10 ARTag Vergleich zwischen ARTag (r.) und ARToolKit (l., m.)

11 ALVAR (A Library for Virtual and Augmented Reality) Basiert auf OpenCV und ARToolKit Erstes Release: Letzte Aktualisierung: Programmierung in C++ Plattformen: Windows Kostenpfilchtig für kommerziellen Gebrauch, sonst kostenlos

12 Goblin XNA Setzt wahlweise ARTag oder ALVAR ein Basiert auf XNA Game Studio 3.1 (bald 4.0) XBox Erstes Release: Letzte Aktualisierung: Programmierung in C# Plattformen: Windows, XBox Lizenz: New BSD License (BSD)

13 ArUco Minimalistische C++ Bibliothek, basierend auf OpenCV Vordefinierte Marker (basierend auf Hamming-Code) Einsatz von AR-Boards möglich Letzte Aktualisierung: Plattformen: Linux, Windows (MacOS X) Lizenz: BSD

14 Tracking basierend auf GPS

15 Tracking basierend auf GPS Für den großräumigen Einsatz virtueller Realitäten Im Zusammenspiel mit weiteren Sensoren ausreichend genaue Daten Arbeiten auf großen Datenmengen asynchrones Laden, AR-Browser AR-Browser Applikationen für Smartphones, in denen eine virtuelle Realität (auch Kanal oder Ebene) ausgewählt und per Magic Lens dargestellt werden kann. Siehe layar.com oder wikitude.com

16 DroidAR Auf Android laufendes Java Framework Erstes Release: März 2011 Letzte Aktualisierung: Lizenz: GNU GPL v3 DroidAR unterscheidet zwischen geografischen und visuellen Objekten. Geografische Objekte können beispielsweise relativ zum Anwender platziert werden und ein visuelles Objekt darstellen.

17 Mixare Open-Source AR-Browser Erstes Release: März 2010 Plattformen: Android, ios Lizenz: GNU GPL v3

18 Markierungen GPS Markanten Merkmalen Komponenten Autorensoftware Literatur Tracking basierend auf markanten Merkmalen Tracken von Bildern (NFT, Image Tracker) Generierung von Punktewolken Martin Ru nz

19 PTAM(M) (Parallel Tracking and (Multiple) Mapping) Tracken ohne Eingabedaten (!) Umgebung als Punktwolke konstruiert 2007 auf dem ISMAR vorgestellt Letzte Änderung: Programmierung in C++ Plattformen: Linux, Mac OS X, ios, Windows Kostenpflichtig für kommerzielle Projekte und ios Anwendungen

20 Tracking basierend auf Komponenten Komponenten erlauben den Einsatz verschiedener Tracking-Techniken.

21 Metaio Unifeye SDK Eines der umfassendsten Angebote Marker-, NFT-, Markerloses 3D- und Face-Tracking Zahlreiche Programmiersprachen, u.a. C++ / C#, einsetzbar Plattformen: Windows, ios, Android Kommerzielle Lizenz

22 Qualcomm QCAR SDK Jung, am 27. April 2011 Beta verlassen Marker-, NFT- und Multi Target-Tracking Entwicklung in C++ oder Java Plattform: Android Kostenlose Nutzung möglich

23 SSTT (Simplified Spatial Spatial Target Tracker) Marker- und NFT-Tracking Keine Umrandung der Markierungen und Bilder notwendig Entwicklung in C und C++ Plattformen: Android, ios, Linux, Mac OS X, Windows (Mobile) Lizenzinformationen auf Nachfrage erhältlich

24 Autorensoftware Software zum Erstellen von AR-Anwendungen. Dabei werden häufig keine Programmierkenntnisse vorausgesetzt.

25 AMIRE (Authoring Mixed Reality) EU-Projekt, erlaubt es Anwendungen zu erstellen, welche auf ARToolkit basieren Keine Programmierung möglich Kausale Zusammenhänge können erstellt werden Letzte Aktualisierung: Plattform: Windows Kostenfrei nutzbar

26 HIT NZ BuildAR (Pro 2) Basiert ebenfalls auf ARToolkit Keine Programmierung möglich Kausale Zusammenhänge können nicht erstellt werden Plattform: Windows Eingeschränkte Version kostenfrei

27 Total Immersion D Fusion Studio Sehr umfangreich Anwendungen portierbar auf: Kiosk-, Desktopsysteme, Webseiten, mobile Geräte Lua-Skripting NF-Tracker Plattform: Windows Preis: Euro

28 Metaio Unifeye Design Ähnlich umfangreich Anwendungen portierbar auf: Kiosk-, Desktopsysteme, mobile Geräte C#-Skripting Grapheneditor NF- oder Marker-Tracking VRML-Ereignissystem nutzbar Plattform: Windows Preis: Euro

29 [R. Azuma, 1997] R. Azuma. A Survey of Augmented Reality in Teleoperators and Virtual Environments. [B. Brügge, 2002] Prof. B. Brügge, Ph.D A. MacWilliams, T. Reicher. Study on Software Architectures for Augmented Reality Systems. [M. Fiala, 2004] Dr. M. Fiala. ARTag, An Improved Marker System Based on ARToolkit. [M. Färber, 2005] M. Färber. Markerbasiertes Tracking für Augmented Reality Applikationen.

30 [Jens Anhenn, 2007] Jens Anhenn. Schnelle Prototypenentwicklung für Augmented Reality. [G. Klein, 2007] G. Klein, D. Murray. Parallel Tracking and Mapping for Small AR Workspaces. [H. Kato, 1999] H. Kato, M. Billinghurst. Marker Tracking and HMD Calibration for a Video-based Augmented Reality Conferencing System. [Layar B.V., 2011] Layar B.V. Layar Introduction for developers - Creating augmented reality experiences for the world s leading platform.

31 ALVAR AMIRE AndAR Augmented Reality-Browser

32 ARTag ARToolKit ARToolKit for ios ARToolKit Pro

33 ARToolkit Plus ar/artoolkitplus.php ArUco D Fusion Studio BuildAR

34 DroidAR Augmented Reality Framework FLARToolKit Goblin XNA Mixare

35 Parallel Tracking and Multiple Mapping bob/software/ Parallel Tracking and Mapping gk/ptam/ SSTT - Simplified Spatial Target Tracker Unifeye SDK

36 Unifeye Design Wikitude VRML97 and Related Specifications XNA Developer Center