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3차원 인터페이스 시장조사

2010. 2. 22. 19:25 Computer Vision
UX, interactive art 분야 조사

1
Buzz 3D 사의 - 3D Interface - High Definition digital 3D Marketing solution
http://www.buzz3d.com/3d_interface_index.html
: 웹에서 실시간으로 동작 가능한 3차원 가상 현실 구현 플랫폼/애플리케이션
-> 사용자 트래킹: http://www.buzz3d.com/3d_interface_features_user.html
을 통해 행동을 분석하고
-> 햅틱: http://www.buzz3d.com/3d_interface_features_haptics.html
기능을 통해 체감형 경험을 제공함


2
HTC 사의 휴대폰 - HTC Touch Diamond
-> TouchFLO 3D 기능: http://www.htc.com/www/product/touchdiamond/touchflo-3d.html
: finger gesture를 통해 메뉴 선택, 웹 브라우징, 이메일링 등을 할 수 있음


3
CityWall
http://citywall.org/
: 핀란드 헬싱키 중심에 설치되어 있는 대형 멀티 터치 디스플레이
Helsinki Institute for Information Technology 와 Multitouch 사에서 공동 개발
http://www.youtube.com/watch?v=WkNq3cYGTPE


4
Microsoft 사의 Bing Maps의 augmented reality mapping 기술
: 사용자가 찍고 있는 동영상의 2차원 이미지를 웹 상의 3차원 지도와 실시간으로 매칭시켜 보여 줌 (이때 시간 정보까지 반영함으로써 4D를 실현)
http://www.ted.com/talks/blaise_aguera.html



5
3차원 UX 구현 툴 목록 (입력이 3차원이 아니므로 주제와 별개일 수도 있음)
http://www.artefactgroup.com/blog/2010/02/tools-for-building-a-3d-ux/
- Papervision 와 Away 3d 는 Adobe Flash의 plug-in들
- Electric Rain 사가 개발한 Swift 3d
- Scaleform 사의 게임 개발용 솔루션 GFx 3.0
- Microsoft 사의 Expression Blend
- Electric Rain 사의 3D XAML 툴 ZAM 3D
- 비프로그래머들을 위한 Processing으로 만들어진 ATOMIC Authoring Tool은 ARToolkit 라이브러리로 제공되는 증강 현실 저작 툴
- TAT kaster UI 렌더링 플랫폼
- Kanzi


6
R.U.S.E. : 손가락 동작을 통해 조작하는 게임으로 E3에 발표됐음
ref. http://www.artefactgroup.com/blog/2009/09/3d-ui-useful-usable-or-desirable/

7
SKT의 증강 현실 서비스 Ovjet
http://ovjet.com/
: 휴대폰 카메라로 보는 실제화면 위에 실시간으로 다양한 정보를 결합하여 보여주는 증강현실(Augmented Reality) 서비스
ref. http://news.cnbnews.com/category/read.html?bcode=102993


8
CATIA
제품디자인 제작을 위한 가상현실 저작 툴


9
Marisil (Mobile Augmented Reality Interface Sign Interpretation Language)
http://marisil.org/
손동작에 기반한 증강 현실을 인터페이스로하는 모바일 기술




10
 http://www.engadget.com/2005/10/02/pioneer-develops-input-device-for-3d-drawing/


http://en.wikipedia.org/wiki/Gesture_recognition
http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_perception

"human detection IP"
http://www.visionbib.com/bibliography/motion-f733.html
VideoProtein  http://www.videoprotein.com/

"depth map IP application"
http://altruisticrobot.tistory.com/219
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Zhengyou Zhang "A flexible new technique for camera calibration"  (0) 2010.02.11
posted by maetel

서용덕 & 김종성 & 홍기상 "증강현실의 기술과 동향"

2010. 2. 19. 16:40 Computer Vision
[소특집:이미지 인식 및 Understanding 기술] 증강현실의 기술과 동향        
서용덕 · 김종성 · 홍기상 (포항공과대학교 전기전자공학과 영상처리연구실)
대한전자공학회, 전자공학회지 제29권 제7호, 2002. 7, pp. 110 ~ 120 (11pages)
2002_증강현실의 기술과 동향.pdf



camera self-calibration 카메라 자동 보정
: 어떤 물체의 삼차원 VRML 모델을 여러 장의 영상에서 얻고자 하는 경우 그 영상들을 얻는 데 사용된 카메라에 대한 위치, 방향, 초점거리 등의 정보를 구하는 과정

projective geometric method 투영기하방법


1. 삼차원 모델 복원을 통한 증강 현실

SFM = structure from motion
: 카메라 파라미터와 영상열 (image sequence) 각 프레임의 카메라간의 상대적인 위치를 계산하고, 이러한 정보를 이용하여 영상열에 보이는 물체의 대략적인 3차원 구조를 계산

trilinearity
: 임의의 3차원 구조를 보고 있는 세 개의 투시뷰 (perspective view) 사이의 대수학적 연결 관계

trifocal tensor
: trilinearity를 수학적으로 모델링한 것
(영상에서 특징점과 직선을 정합하고, 투영 카메라를 계산하며, 투영 구조를 복원하는 데 이용됨)
(기존 epipolar geometry를 이용한 방법보다 더 정확한 결과를 얻을 수 있는 것으로 알려짐)



SFM 시스템의 핵심 기술을 영상열에서 정확하게 카메라를 계산하는 것이다.

1) projective reconstruction 투영 기하 복원
영상열에서 추출되는 특징점과 특징선들을 정확하게 연결하여 영상열에서 관찰되는 2차원 특징들과 우리가 복원하여 모델을 만들고자 하는 3차원 구조와의 초기 관계를 (실제 영상을 획득한 카메라의 파라미터들과 카메라간의 상대적인 파악함으로써) 계산



Trifocal tensor의 계산은 아주 정밀한 값을 요구하므로 잘못된 특징점이나 특징선의 연결이 들어가서는 안 된다. 이러한 잘못된 연결 (Outlier)를 제거하는 방법으로 LMedS (Least Median Square)나 RANSAC (Random Sampling Consensus) 기법이 사용된다.

세 개의 뷰 단위로 연속된 영상열에서 계속적으로 계산된 trifocal tensor들과 특징점과 특징선들은 임의의 기준 좌표계를 중심으로 정렬하는 다중 뷰 정렬 (Multi-view Registration) 처리를 통하여 통합된다. 이렇게 통합된 값들은 투영 통합 최적화 (Projective Bundle Adjustment)를 거쳐 투영 기하 아래에서 발생한 에러를 최소화한다.


2) camera auto-calibration 카메라 자동 보정
투영 기하 정보를 유클리드 기하 정보로 변환하기 위해서 필요한 것으로, 2차원 영상 정보의 기하학적인 특징을 이용하여 투영 기하에서 유클리드 기하로 3차원 구조를 변환하는 동시에 실세계에서의 카메라 변수(초점 거리, 카메라 중심, 축 비율, 비틀림 상수)와 카메라 간의 상대적인 위치를 정확하게 계산




카메라 자동 보정의 방법론에서는 카메라 보정을 위한 패턴을 따로 디자인하여 사용하지 않는다. 이 경우 실시간 계산의 기능은 없어지게 된다.


3) (유클리드) 구조 복원
모델의 3차원 기하 정보를 구함
: 자동 보정 단계를 통하여 복원된 3차원 정보를 그래픽 모델로 만들기 위해서 먼저 3차원 데이터를 데이터 삼각법 (Triangulation)을 이용하여 다각형 메쉬 모델 (Polygonal mesh model)로 만든 후에, 텍스처 삽입을 통해서 모델의 현실성을 증가시킴


2. 카메라 보정에 의한 증강 현실

1) 보정 패턴에 고정된 좌표계(W)와 카메라 좌표계(C) 그리고 그래픽을 위한 좌표계(G) 사이의 관계를 미리 설정해 둠

2) 카메라와 보정 패턴 사이의 상대적인 좌표변환 관계는 영상처리를 통하여 매 프레임마다 계산을 통해 얻음

3) (그래픽 좌표계와 보정 패턴 좌표계는 미리 결정되어 있어서 컴퓨터 그래픽에 의해 합성될 가상물체들의 상대적인 위치가 카메라 보정 단계 이전에 이미 알려져 있는 것이므로,) 카메라로부터 얻은 영상을 분석하여 보정 패턴을 인식하고 고정 패턴의 삼차원 좌표와 그 좌표의 영상 위치를 알아낸 후 그 둘 사이의 관계를 이용하여 카메라 보정값을 얻음

cross ratio 비조화비

4) trifocal tensor를 계산하여 카메라의 초기 정보를 계산하여 초기 영상복원을 구함

5) 영상열의 각 영상에 대해서 이전 시점의 영상 사이의 정합점들을 영상 정합 (image based matching: normalized cross correlation (NCC)를 이용하는) 방법을 통해 구함

6) RANSAC 알고리듬을 기초로 새로운 영상에 대한 카메라 행렬을 구하고, 새롭게 나타난 정합점들에 대해서 삼차원 좌표를 구함 (잘못 얻어진 정합점들을 제거하는 과정을 포함)

7) Euclidean Reconstruction: 투영 기하 공간에서 정의된 값들을 유클리드 공간에서 정의되는 값으로 변환


카메라 자동 보정 및 투영기하공간에서의 계산식들은 모두 비선형 방정식으로 되어 있기 때문에 최소자승 오차법 (Least square error method)으로 구해지는 값들이 원래 방정식을 제대로 따르지 못하는 경우가 많이 생긴다. 따라서 비선형 최적화 과정이 항상 필요하며 유클리드 공간으로의 변환과정의 최종 단계에서 그리고 투영기하공간에서 복원값들 구할 때 최적화 과정을 적절히 배치할 필요가 있다.










 

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posted by maetel

한국전자통신연구원 "모바일 혼합현실 기술"

2009. 9. 2. 17:51 Computer Vision
전자통신동향분석 22권 4호 (통권 106호) (발행일 : 2007.08)
모바일 혼합현실 기술 (Mobile Mixed Reality Technology)
모바일 혼합현실 기술.pdf

저     자: 김기홍, 김홍기, 정혁, 김종성, 손욱호 / 가상현실연구팀
발행일자: 2007.08.15
발행권호: 22권 4호 (통권 106)
페 이 지: 96
논문구분: 융합 시대를 주도할 디지털콘텐츠 기술 특집 논문

초     록
혼합현실 기술을 휴대가 용이한 모바일 기기상에서 효과적으로 구현하기 위해서는 기기에 부착된 카메라의 위치를 인식하는 기술을 시작으로 입력된 실세계 공간에 가상의 디지털 정보를 정합하고 표현하는 기술, 사용자가 표현된 혼합현실 환경과 현실감있게 상호작용하는 기술, 그리고 다양한 응용분야에 맞게 혼합현실 콘텐츠를 저작하는 기술에 이르기까지 여러 가지 세부 기술들이 요구된다. 본 논문에서는 언급한 세부 기술들에 대한 개요와 국내외적으로 진행되고 있는 관련 기술들의 동향을 구체적인 사례를 통해 소개한다.
 
 
ARToolKit (Augmented Reality Tool Kit)
http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
software library for building Augmented Reality (AR) applications

MR-Platform

MxToolKit

ARTag
http://www.artag.net/

OSGART
http://www.osgart.org/
http://www.artoolworks.com/community/osgart/
C++ cross-platform development library that simplifies the development of Augmented Reality or Mixed Reality applications by combining computer vision based tracking libraries (e.g. ARToolKit, ARToolKitPlus, SSTT and BazAR) with the 3D scene graph libary OpenSceneGraph

AMIRE
http://www.amire.net/
http://sourceforge.net/projects/amire/
project about the efficient creation and modification of augmented reality (AR) and mixed reality (MR) applications

APRIL (Augmented Presentation and Interaction Authoring Language)
http://studierstube.icg.tu-graz.ac.at/april/
http://www.icg.tugraz.at/pub/APRIL
high-level descriptive language for authoring presentations in augmented reality (AR)

DART (The Designer's Augmented Reality Toolkit)
http://www.cc.gatech.edu/dart/
a set of software tools that support rapid design and implementation of augmented reality experiences and applications

ULTRA (Ultra portable augmented reality for industrial maintenance applications)
http://www.ist-ultra.org/


Authoring Tool

CMIL++




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