2019年度 拡張現実感   Augmented Reality

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開講元
情報工学コース
担当教員名
伊藤 勇太 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月1-2(W833)  木1-2(W833)  
クラス
-
科目コード
CSC.T439
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

この講義は実践的な形式をとり。 受講者は、センシング技術、人間の視覚システム、ディスプレイ技術、グラフィックスレンダリング、ARアプリケーションを含む拡張現実感(AR)の基礎について学びます。
この単元では、講義と演習を交互に行います。 講義では、ARの基本を他の関連技術とともに紹介します。 この基本的な知識の習得と並行して、演習を通してARを実践的に学びます。 演習を通して、受講者はビジョンベースのARプログラムを一から実装します(各演習はそのプログラムの小さな要素です)。各受講者または少人数のチームは、プログラムを使用して小さなARプロジェクトを発表しなければなりません。 また、プロジェクトに関する最終報告書を書く必要があります。

到達目標

1)現在の代表的ARシステムおよび先端的ARシステムの研究背景、設計思想、構成原理を習得できる。
2)典型的ARシステムの設計および実現⼿法を習得できる。

キーワード

拡張現実感、複合現実感、ヴァーチャルリアリティ、視覚システム、トラッキング、ヘッドマウントディスプレイ

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- -

授業の進め方

参加者は講義の座学と演習を交互に行う。具体的には、奇数回ではARの基礎知識を習得する座学講義を、偶数回ではプロジェクト形式の演習を取り入れ、基礎的なARアプリケーションを実装する。最終的にプロジェクトの成果発表を行う。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 【座学1】導入 講義の概要とねらい
第2回 【演習1】画像処理1 OpenCVを用いた画像処理の基本
第3回 【座学2】人間の視覚システム 人の視覚システムの基礎
第4回 【演習2】画像処理2 ARマーカー検出
第5回 【座学3】ARディスプレイ AR向け映像提示技術
第6回 【演習3】画像処理3 ARマーカー識別
第7回 【座学3】センシング 実空間の位置計測技術
第8回 【演習4】画像処理4 ARマーカー座標算出
第9回 【座学5】視覚的整合性 AR映像の現実感を高める技術
第10回 【演習5】映像レンダリング1 OpenGLを用いたCGレンダリングの基礎
第11回 【座学6】インタラクション AR空間におけるインタラクション技術
第12回 【演習6】映像レンダリング2 ARレンダリングの基礎
第13回 【座学7】AR応用 ARにおける代表的な応用分野
第14回 【演習7】映像レンダリング3 プロジェクトの進捗確認を行う
第15回 【演習8】プロジェクト発表 プロジェクト発表を実施する

教科書

特に無し

参考書、講義資料等

講義スライドをオンラインで共有する.
座学のスライドは主に次の参考書に基づく
“ARの教科書 (2018)” Dieter Schmalstieg, Tobias Hollerer, マイナビ出版
(原著の英語版と翻訳の日本語版あり)

演習ではOpenCVとOpenGL (GLFWとセットで)を用いるため、下記のチュートリアルを活用されたし:
https://www.opencv-srf.com/p/introduction.html
https://learnopengl.com/Introduction

成績評価の基準及び方法

プロジェクトレポート (50%) およびプロジェクト発表 (50%) により評価する.

関連する科目

  • CSC.T421 : ヒューマンコンピュータインタラクション
  • ART.T463 : コンピューターグラフィクス

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

- コーディング経験(特にC / C ++)| 演習ではC / C ++を使用しOpenGLおよびOpenCVを含みます。
- 線形代数 行列の転置、逆行列、その他の演算を使用して、行列で代数を計算します。 いくつかの線形方程式も解きます。 3Dモデルを回転/変換するには、変換行列を使用します。これらの要素がプロジェクトの実装には必須です。
- コンピュータグラフィックスおよび/またはコンピュータビジョンの基本| OpenGLを使ったグラフィックスレンダリングにはモデルと視点の行列を使います。 OpenCVによるエッジ検出などの基本的な画像操作も使用します。 あなたが素早い学習者であれば、まだ行っていなければ授業中にそれらを学ぶことができるはずです。

その他

プロジェクトに関してはウェブカメラが必要である。但し、ノートパソコンのカメラで十分。

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