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。
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。
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
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
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 | |
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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 |
特に無し
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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
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.
- 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。
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。