Autor:
Roberto Fernández Díaz
Descripció:
La proposta que es desenvolupa a continuació correspon a un sistema de realitat virtual d’educació astronòmica en el qual es pot veure i interactuar amb una simulació del nostre sistema solar.
El sistema farà ús de lents HoloLens de Microsoft per veure la projecció del sistema solar i interactuar amb ell per obtenir diversa informació sobre cada planeta (composició, mida, gravetat, massa, diàmetre, etc …). El sistema no només mostrés informació sinó que també pot usar-se per simular diversos esdeveniment ocorreguts en el passat i possibles futuribles.
L’objectiu és desenvolupar una aplicació que pugui servir per a l’educació en escoles així com a la llar i amb la projecció que en un futur es pugui extrapolar a diverses galàxies així com la via làctia.
El sistema es correspon amb un nivell d’interacció contributiva on l’usuari a primera instància pot obtenir una vista global de la projecció i després anar seleccionant les àrees que més li interessin.
L’aplicació està dissenyada bàsicament per a ser utilitzada en escoles per a l’educació de nens però també pot utilitzar-se en l’àmbit familiar com diversió. Per tant, l’usuari passiu no caldrà que tingui coneixement en la matèria, mentre que l’usuari actiu ha de tenir unes nocions avançades sobre el tema exposat.
Les diferents interfícies d’entrada que utilitza el sistema són:
- Ulleres HoloLens, amb les quals es mapeja la posició en tot moment l’usuari que les porta posades, a més de la zona on es projecta la simulació.
Les interfícies de sortida que intervenen són les següents:
- Ulleres HoloLens, mitjançant les quals l’usuari pot veure i sentir la representació de l’animació.
A continuació s’exposarà de manera resumida el guió d’interacció de l’aplicació:
- Interfície d’entrada: Ulleres HoloLens.
- Interfície de sortida: Ulleres HoloLens.
- Tipus d’aplicació: Contributiva.
- Tipus d’usuari: Personal docent, estudiants i pares.
- Tema de l’aplicació: Lúdica i educativa.
- Processos: Interacció de l’usuari, manipulació de formes en 3D a través d’HoloLens.
- Objectes virtuals: Mapa en detall del sistema solar compost per objectes modelats en 3D i diversos efectes de partícules i il·luminació.
- Subjectes virtuals: No hi haurà la figura visible de l’subjecte virtual, aquest s’integra amb el subjecte actiu reconeixent tots els seus moviments. Existeix la figura del subjecte actiu, que serà qui interactuï amb la simulació, i el subjecte passiu, que només podrà visualitzar-la.
- HUD: Les dades de la simulació es presentaran en forma de panells textuals amb la informació sobre els objectes elegits. El HUD serà de color verd intens així com les lletres, es tria aquest color perquè és el que millor reconeix l’ull humà i acompanyat d’una bona tipografia pot tenir bona llegibilitat.
- Formes i Colors: La simulació serà el més realista possible, per aquest motiu, els objectes simulats tindran la forma i el color que tenen en la realitat.
- Dades de treball: Dades d’entrada obtinguts pel mapeig de l’habitació i captura de moviment de les mans mitjançant HoloLens.
- Eines de desenvolupament i modelatge: Blender, Photoshop, Unity 3D, SDK diversos de Microsoft.
En ser un sistema de realitat mixta l’entorn virtual es desenvolupa fent ús de l’espai mapejat mitjançant els sensors de les HoloLens. Per tant, aquest serà el disponible en l’entorn físic, per exemple la mida de l’habitació o una classe. Els diferents sensors incorporats en les ulleres HoloLens realitzen un escaneig de l’habitació on serà projectada la simulació i en funció d’això permet acotar la grandària dels objectes mostrats i conèixer la localització exacta de subjecte actiu.
La fi principal del sistema és l’ensenyament, per aquest motiu es creés la figura d’un subjecte actiu durant la simulació i de subjectes passius. El subjecte actiu serà l’encarregat d’interactuar amb el sistema mentre que el subjecte passiu només podrà visualitzar la interacció. D’aquesta manera el subjecte virtual tindrà dos rols dins del sistema.
La interfície lògica en aquest sistema no estarà representada visualment ja que mitjançant la tecnologia de HoloLens permeten recollir les accions de l’usuari i mapearlas directament en la simulació.
Ja que el sistema es basa en la realitat mixta i aquesta fa ús dels objectes físics de l’entorn, la nostra aplicació localitza qualsevol objecte situat a l’habitació i evita que aquest entorpeixi la simulació. Els objectes virtuals projectats seran els planetes amb els seus orbitas i satèl·lits dels quals evitessin qualsevol col·lisió amb objectes físics modificant la seva escala o proporció si fos necessari.
La simulació tindrà un bucle principal que consistirà en l’animació de les òrbites dels planetes al voltant del sol i dels seus corresponents satèl·lits. Quan es interactua amb un planeta en concret, aquest s’ampliés seguirà realitzant la rotació sobre si mateix i alhora mostrant la informació, a manera de “HUD”, mitjançant un panell al costat del objecte seleccionat. El desplaçament entre els diferents panells d’informació mostrats es realitzés mitjançant el desplaçament de la mà, com si estiguessis passant pàgines d’un llibre.
Referències:
L’empresa EON Reality, Inc ha creat un projecte de similars característica el qual es basa en una aplicació de realitat augmentada. En ella, mitjançant l’ús del telèfon intel·ligent o tablet, podem obtenir una representació del sistema solar i de diversos planetes.
Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.eonreality.arsolarsystem
Un altre exemple de projectes similars basats en realitat augmentada els podem veure en el següent link, on mitjançant l’ús d’un dispositiu mòbil i una estoreta preparada podem veure la simulació del sistema solar i obtenir diversa informació al respecte
Link: https://www.youtube.com/watch?v=UkWuVVVUD4Q
Resultat final: