curso basar e clicks
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Clicks Curso basAR
Christopher Shneider Cerqueira – [email protected]
Claudio Kirner – [email protected]
https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar http://www.ckirner.com/basar
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Requisitos
• Windows
• basAR – Download:
• https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar
• http://www.ckirner.com/basar
• Alguns modelos 3D em VRML
• Editor de texto simples, como o Bloco de Notas.
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Roteiro
• Introdução: Metas
• basAR
• Criando infraestrutura, estrutura e conteúdo
• Criando comportamento de click. – Conceitos:
• Mudança de estado
• Mudança de atributos
– Comandos
– Alterando comandos
– Atividade
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Introdução
• Criar um cenário de Realidade Aumentada. – Dois pontos de seleção e um ponto de exibição
• Utilizar o software basAR.
• Entender a construção do cenário.
• Entender os conceitos de mudança de estado e mudança de atributos
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basAR
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basAR: Behavioral Authoring System for Augmented Reality
• Meta-ferramenta de autoria de ambientes inteligentes de realidade aumentada .
– Estrutura de comportamento baseada em pontos de ação
– Cross-Reality
• COMPORTAMENTO DINÂMICO entre PONTOS DE AÇÃO
Comportamento
Pontos de ação
Hardware Externo
basAR
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• Infraestrutura: especificar a área de trabalho (workspace) da aplicação
• Estrutura: os posicionamentos dos pontos de ação sobre a infraestrutura.
• Contexto: modelos, sons e outros objetos definidos na estrutura.
• Atuação: método de interação com a estrutura.
• Comportamento: regras de interação entre os atuadores e a estrutura.
Aplicação em camadas
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Hierarquia de objetos
basAR
Behavior
Base
Actuator
point1 ... pointK
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
...
...
...
Feedback
Feedback
Feedback
Click1.mp3
Error.mp3
Turn real motor ON
...
app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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Hierarquia de arquivos config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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INFRAESTRUTURA, ESTRUTURA, CONTEÚDO E ATUAÇÃO
Criando
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Sistema config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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• Configura:
– a primeira interligação dos objetos;
– modo de exibição da janela;
– objetos padrões.
• Arquivo:
{basAR}/Data/config_basAR
Sistema
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#config_basAR basAR
WINDOWED VRML wrl/action/ballBlue.dat VRML Wrl/Action/ballGreen.dat VRML Wrl/Action/ballRED.dat VRML Wrl/action/tampa.dat Audio/explosion.wav 0.5 Audio/backTrack.mp3 LOOP 0.3 Audio/bell.wav ONCE 0.5 Data/config_behavior # Rule Machine # Bases 1 Data/config_base1 # Actuators 1 ARTKSM Data/config_transport
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Infraestrutura config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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• correlação entre o mundo real e o mundo virtual
• Definição de base
• Arquivo:
{basAR}/Data/config_base
Infraestrutura
#config_base1 # This file contains the setup for a workspace BASE1 # Single ARToolKit Marker configuration ARTKSM Data/Markers/base.patt 53.0 0.0 0.0 USE_DEFAULT # Workspace Sounds Audio/bell.wav ONCE 0.5 # Visible Sound Audio/explosion.wav 0.5 # Error sound wrl/action/status.dat
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Estrutura config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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• Pontos do espaço virtual com esferas de ação, modelos associados e comportamento.
• Localização, orientação e escala dos objetos virtuais.
• Arquivo:
{basAR}/Data/config_base
… Pen # Point Name DEFAULT_IPOINT # Action Model File Data/app_pen # OBJECT Model File 20.0 20.0 0.0 # Translation 0.0 0.0 0.0 # Rotation 1.0 1.0 1.0 # Scale 900.0 # Action radius
…
Estrutura
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Exemplo com 3 pontos
…
3
Ponto1
DEFAULT_IPOINT
NO_OBJECT
100.0 100.0 25.0
0.0 0.0 0.0
1.0 1.0 1.0
300.0
Ponto2
DEFAULT_IPOINT
NO_OBJECT
100.0 -100.0 25.0
0.0 0.0 0.0
1.0 1.0 1.0
300.0
pontoVisual
DEFAULT_IPOINT
Data/App/app_obj
100.0 0.0 25.0
0.0 0.0 0.0
1.0 1.0 1.0
0
{basAR}/Data/config_base 17
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Arquivo config_base completo _p1
BASE1 ARTKSM Data/Markers/base.patt 53.0 0.0 0.0 USE_DEFAULT Audio/bell.wav ONCE 0.5 Audio/explosion.wav 0.5 wrl/action/status.dat
3 Ponto1 DEFAULT_IPOINT NO_OBJECT 100.0 100.0 25.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 300.0
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Arquivo config_base completo _p2
Ponto2
DEFAULT_IPOINT
NO_OBJECT
100.0 -100.0 25.0
0.0 0.0 0.0
1.0 1.0 1.0
300.0
pontoVisual
DEFAULT_IPOINT
Data/App/app_obj
100.0 0.0 25.0
0.0 0.0 0.0
1.0 1.0 1.0
0
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Conteúdo config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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• objetos 3D e áudios que são utilizados.
• Arquivos:
{basAR}/Data/App/app_obj
{basAR}/Wrl/quad.dat
{basAR}/Wrl/triang.dat
{basAR}/Wrl/quad.wrl
{basAR}/Wrl/triang.wrl
#app_obj 2 # Number of objects MODEL3D VRML Wrl/quad.dat MODEL3D VRML Wrl/triang.dat
Conteúdo
#quad.dat quad.wrl 0 0 0 0 90 0 0 0 0
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
# triang.dat triang.wrl 0 0 0 0 90 0 0 0 0
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Atuação config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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• Interação do usuário com o sistema
#config_tranport ARTKSM1 # Single ARToolKit Marker configuration Data/Markers/shovell.patt # Marker 37.0 # Width(mm) 0.0 0.0 # Central USE_DEFAULT # Marker cover VRML wrl/Action/ssd.dat # Symbolic
model # Collision point DEFAULT_IPOINT # Point model 20.0 0.0 0.0 # Translation (x,y,z) (mm) 400.0 # Action radius of the point
Atuação
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COMPORTAMENTO DE CLICKS Criando
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Comportamento?
• Controle do feedback do sistema ao receber estimulo do usuário.
• Baseado em máquina de estados (grafo de cena).
• Ações Comandos
• Estados Blocos de comandos
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Exemplo de estado
• Inicia estado
• Ponto 1 estático, exibe tudo
• Ponto 1 estático, exibe tudo
• Ponto 1 estático, exibe tudo
• Finaliza estado
• Outros comandos vide manual do basAR!
BEGIN_STATE 1
1 STAT BOTH
2 STAT BOTH
3 STAT BOTH
END_STATE
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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O que é click?
• Seleção Ação Liberação
• Selecionar um ponto onde a ação é alterar o fluxo de execução para outro estado, onde as ações e atributos dos pontos podem ser alterados.
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Mapa de atitudes:
• Clicando um ponto
– Configuração do sistema • Modelos do ponto
• Posicionamento do ponto
– Animações simuladas
• Matrizes de posicionamento
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/ Collision between actuator
and action point
Move action
point
System
ControlledUser controlled
Release point
Test relseaseAttract point
Repels point
Reactive zone: collision of the moving point with others
action points
Se
lec
tio
nM
an
ipu
lati
on
Re
lea
se
Point selected
If selectable
Configure
System
Release point
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Mudança de estado
• A mudança de estado pode ser realizada pelo sucesso dos comandos de movimentação (Vide tutorial sobre movimentação) ou utilizando um ponto com uma ação de mudança de estado.
• Com o click do atuador no ponto de mudança de estado é possível mudar os atributos e reconfigurar a atitude e exibição do ambiente.
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Tipos de estados
Estado de trabalho
• Este tipo de estado espera uma ação ser completada para que ocorra mudança de estado
BEGIN_STATE 4
1 ...
2 ...
END_STATE
Estado de configuração
• Este tipo de estado, após aplicar as alterações de comportamento, altera automaticamente o estado.
BEGIN_STATE 4
1 ...
2 ...
END_STATE GO_TO 5
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Comando que habilita mudança de estado
• Mudar estado (Change State)
– CHGST
• 1 CHGST ONLY_OBJECT 4
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Point ID CHGST Audio OverplayNextStateShowMode
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Mudanças de modelos
• Podem ser alterados os modelos na lista de objetos.
• Escolhas possíveis:
– Escolha de modelo específico
– Próximo modelo da lista (lista circular)
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basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Comando que muda modelo
• Mudar modelo (Change active object)
– CHGM
• 1 CHGM 4
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Point ID CHGM ModelToChange
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Comando que muda para o próximo modelo
• Mudar para o próximo modelo (Change to next model)
– CHGNM
• 3 CHGNM
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Point ID CHGNM
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Posicionamento do ponto
• O posicionamento do ponto pode ser mudado no decorrer da aplicação.
• É possível mudar a:
– Translação
– Rotação
– Escala
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+z
+y
+x
basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Comando de mudança de translação
• Transladar (Translate). Incrementa a posição atual em milimetros.
– TRA
• 2 TRA 100 0 0
• 2 TRA 0 50 100 10 100
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Point ID TRA X Y Z Time Step
basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Comando de mudança de rotação
• Rotacionar (Rotate). Incrementa a rotação atual em graus.
– ROT
• 2 ROT 90.0 0.0 0.0
• 2 ROT 0.0 0.0 360.0 60 1000
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Point ID ROT X Y Z Time Step
basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Comando de mudança de escala
• Alterar Escala (Scale). Incrementa a escala do valor atual multiplicando pelo valor inserido.
– SCL
• 1 SCL 0.5 0.5 0.5
• 1 SCL 2.0 2.0 2.0 1 50
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Point ID SCL X Y Z Time Step
basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Matrizes de posicionamento
• Para auxiliar o controle dos pontos, cada ponto possui 3 matrizes de posicionamento em referencia ao marcadore de base (infraestrutura)
– Matriz inicial. (Start)
– Matril última. (Last)
– Matriz atual. (Actual)
39
basAR: Clicks sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/
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Matrizes de posicionamento
• Matriz inicial (Start) é a matriz que é carregada no início do programa, no arquivo de configuração da base (config_base)
• Matriz última (Last) é a matriz que localiza o início de um movimento.
• Matriz atual (Actual) é a matriz atual do movimento e a final após a liberação do ponto.
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Comandos sobre as matrizes
• É possível copiar uma matriz para a outra, de forma a alterar o comportamento. Especialmente usado para alterar o comportamento padrão das ações de atração, repulsão e depósito.
• Os comandos copiam:
– Actual Start e Actual Last
– Start Actual e Last Actual
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Comandos sobre as matrizes
• Salva actual em start (Set Start) – SETS
• Salva actual em last (Set Last) – SETL
• Salva start em actual (Get Start) – GETS
• Salva last em actual (Get Last) – GETL
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Point ID SETS
Point ID SETL
Point ID GETS
Point ID GETL
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Comandos sobre as matrizes
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Start Last Actual
SETS
SETL
GETS
GETL
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Comportamento config_basAR
config_behavior
config_base
config_actuator
app_pointM1
m1.dat
m1.wrl
app_arduino app_pointK
m1.dat
m1.wrl
m2.dat
M2.wrl
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Comportamento de atração
• Exemplo 1. Criar 2 pontos de ação, e 1 ponto estático para receber as alterações de atributos.
• Arquivo de comportamento:
{basAR}/Data/config_behavior
• Ponto 1 move ponto 3 para esquerda, Ponto 2 move o ponto 3 para a direita.
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Arquivo de Comportamento
BEGIN_STATE 1
1 CHGST ONLY_BALL 2
2 CHGST ONLY_BALL 3
3 STAT ONLY_OBJECT
END_STATE
BEGIN_STATE 2
1 STAT ONLY_BALL
3 TRA 0 -5 0
END_STATE GO_TO 1
BEGIN_STATE 3
2 STAT ONLY_BALL
3 TRA 0 5 0
END_STATE GO_TO 1
46
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ALTERAR COMPORTAMENTO Atividade:
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Translação
• Mudar para movimento vertical.
• Mudar no estado 2 o comando para ir para cima: – 3 TRA -5 0 0
• Mudar no estado 3 o comando para ir para baixo – 3 TRA 5 0 0
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Rotação
• Rotacionar o ponto em dois eixos
• Mudar no estado 2 o comando para rotacionar no eixo X: – 3 ROT 5 0 0
• Mudar no estado 3 o comando para rotacionar no eixo Y – 3 ROT 0 5 0
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Escala
• Variar a escala do objeto do ponto
• Mudar no estado 2 o comando para aumentar o tamanho do modelo. – 3 SCL 1.25 1.25 1.25
• Mudar no estado 3 o comando para diminuir o tamanho do modelo. – 3 SCL 0.75 0.75 0.75
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Mudar modelo
• Alterar o modelo.
• Mudar no estado 2 o comando para chamar o modelo 2 da lista. – 3 CHGM 2
• Mudar no estado 3 o comando para chamar o próximo modelo da lista. – 3 CHGNM
– END_STATE GO_TO 1 AFTER 1 51
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Animação Simulada
• Com um botao o modelo move e com o outro faz o modelo rotacionar.
• Mudar no estado 2 o comando para acionar o movimento: – 3 TRA 1 1 0 0 2 20
– END_STATE GO_TO 1 AFTER 2
• Mudar no estado 3 o comando para acionar a rotação: – 3 ROT 360 0 0 2 20
– END_STATE GO_TO 1 AFTER 2 52
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RESUMO
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Resumo comandos utilizados
–STAT: [PointID] STAT [ShowMode] <AUDIO> <OVER?>
–CHGST: [PointID] CHGST [ShowMode] [NextState] <AUDIO> <OVER?>
–TRA: [PointID] TRA [X] [Y] [Z] <Time> <Step>
–ROT: [PointID] ROT [X] [Y] [Z] <Time> <Step>
–SCL: [PointID] SCL [X] [Y] [Z] <Time> <Step>
–CHGM: [PointID] CHGM [ModelToChange]
–CHGNM: [PointID] CHGNM
–SETS: [PointID] SETS
–SETL: [PointID] SETL
–GETS: [PointID] GETS
–GETL: [PointID] GETL 54
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Ajuda online
• Videos exemplificando cada comportamento disponível e os arquivos utilizados neste tutorial estão disponíveis em:
https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar/cursos
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Clicks Curso basAR
Christopher Shneider Cerqueira – [email protected]
Claudio Kirner – [email protected]
https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar http://www.ckirner.com/basar
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