Praktikum: Augmented Reality auf mobilen Geräten
Gudrun Klinker,
Manuel Huber,
Daniel Pustka und
Björn Schwerdtfeger
Praktikum im Hauptstudium (Praktische Informatik)
Inhalt
Augmented Reality (Erweiterte Realität) beschäftigt sich mit der (in erster Linie visuellen) Integration von
virtuellen oder
abstrakten Daten in die reale Umgebung; Üblicherweise wird dies mit Videobildern oder sogenannten Head-Mounted Displays erreicht. Anwendung findet die Augmented Reality zum Beispiel in der
Industrie, der
Medizin und im
Unterhaltungsbereich. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit und der Integration von Kameras sind Mobiltelefone eine interessante Plattform für die Umsetzung von Ubiquitous Augmented Reality-Anwendungen.
Das Praktikum gliedert sich in zwei Phasen: In der theoretischen Phase lernen die Studierenden systematisch die Programmierung des Mobiltelefons, sowie die für AR notwendigen Techniken aus Mathematik, Bildverarbeitung und Computergrafik. Hierbei sind wöchentlich sowohl praktische als auch theoretische Aufgaben zu bearbeiten.
In der darauf folgenden praktischen Phase sollen die Teilnehmer in Teams zu 3-5 Studenten eigene Ideen für mobile Augmented Reality-Anwendungen entwickeln, präsentieren und auf der Mobiltelefon-Plattform umsetzen.
Wettbewerb
Am Ende des Praktikums findet ein Wettbewerb statt, bei dem das Team mit der besten AR-Anwendung auf einem Mobiltelefon je ein aktuelles BenQ Smartphone gewinnt. Über das beste Projekt enscheidet eine Fachjury aus Universitäts- und Industriemitarbeitern. Dabei wird sowohl die Idee, als auch die Umsetzung der Anwendung bewertet.
Voraussetzungen
erforderlich:
- überdurchschnittliche Motivation
- bestandenes Vordiplom im Hauptfach Informatik
- Erfahrung in einer Programmiersprache (z.B. C++ oder Java), verwendete Programmiersprache wird C/C++ sein wobei die dafür nötigen Kenntnisse nicht Bestandteil des Praktikums sind und gegebenenfalls selbst erarbeitet werden müssen.
- Grundkenntnisse in dreidimensionaler Geometrie und linearer Algebra
nützlich:
- Kenntnisse in OpenGL, Computergrafik, Bildverarbeitung
- Vorlesungen "Einführung in die Erweiterte Realität", "3D Computer Vision", "Robotik"
- Erfahrung im Bereich mobile Geräte
Informationen
Emailliste:
- : interne Diskussions- und Ankündigungsliste für Studenten des Praktikums
- : Praktikumsleitung, Abgabe von Hausaufgaben
Termine
Wöchentliches Treffen: Di, 14:00-16:00 Uhr, Raum 02.13.010, Erster Termin: 25. April 2005
| Datum | Thema | Übungsblatt | Informationsmaterialien |
| 25.04.2006 | Einführung, Markertracking | blatt1.pdf,Marker.pdf | EinleitungARPraktikumSS06.pdf, Tutorial1.pdf |
| 02.05.2006 | Fixed-Point Arithmetik, Bildzugriff, Sobel-Operator | blatt2.pdf | Tutorial2.pdf |
| 09.05.2006 | Berechnung von Kanten und Ecken, Hello PDA | blatt3.pdf | Tutorial3.pdf, code3.zip |
| 16.05.2006 | Markeridentifizierung und Pose Estimation | blatt4.pdf | Tutorial4.pdf, PoseEstimation.zip |
| 23.05.2006 | Portierung auf WM2005 | blatt5.pdf | PGM I/O Code (V3), OpenCV für Windows Mobile 2005 kompiliert |
| 30.05.2006 | Rendering mit DirectX Mobile | blatt6.pdf | Tutorial6.pdf, D3DM_Example.zip |
| 06.06.2006 | Pfingstferien | | |
| 13.06.2006 | Koordinatentransformationen | blatt7.pdf | Tutorial7.pdf DirectXMobileTutorial2.pdf |
| 20.06.2006 | Netzwerkprogrammierung | blatt8.pdf | Tutorial8.pdf |
| 27.06.2006 | Beginn Projektphase | | |
Weiterführende Informationen und Literatur
- R. Azuma, A Survey of Augmented Reality
- R. Azuma, Y. Baillot, R. Behringer, S. Feiner, S. Julier, B. MacIntyre, Recent advances in augmented reality
- Paul Milgram, Herman Colquhoun Jr., A Taxonomy of Real and Virtual World Display Integration, In: Y. Ohta and H. Tamura, eds., "Mixed Reality -- Merging Real and Virtual Worlds", March 1999.
- Hirokazu Kato, Mark Billinghurst, Ivan Poupyrev, K. Imamoto, and K. Tachibana. Virtual Object Manipulation on a Table-Top AR Environment. In Proceedings of the International Syposium on Augmented Reality, Munich, Germany, 2000.
- J. Neider, T. Davis, and M. Woo, OpenGL Programming Guide. Addison-Wesley, 1993.
- David M. Bourg, Physics for Game Developers, O'Reilly, November 2001
- Jack B. Kuipers, Quaternions and Rotation Sequences: A Primer with Applications to Orbits, Aerospace, and Virtual Reality, Princeton University Press, 2002
- NeHe Productions, OpenGL Tutorials
- comp.graphics.api.opengl newsgroup
- Numerical Recipes