Descrizione del modulo "Visualizzazione 3D e Interazione Uomo-Macchina (ICT.P10.013.001)"

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  • Descrizione del modulo "Visualizzazione 3D e Interazione Uomo-Macchina (ICT.P10.013.001)" (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le attività previste possono essere sintetizzate nelle seguenti tematiche di ricerca: (a) progettazione e realizzazione di tecniche per la completa automazione del processo di acquisizione 3D delle caratteristiche di forma e colore di oggetti del mondo reale con particolare con particolare riferimento alle fasi di registrazione automatica dei dati derivati da scansioni multiple (b) progettazione e sviluppo di algoritmi per la gestione di dati tridimensionali (c) progettazione e sviluppo di schemi di rappresentazione geometrica multirisoluzione per la visualizzazione interattiva e l'editing di scene 3D molto complesse. (d) Sviluppo di librerie Open-Source di supporto allo svolgimento e alla presentazione dei risultati delle attività di cui ai punti a-b-c (literal)
Competenze
  • I partecipanti alla commessa (e i collaboratori esterni) sono prevalentemente laureati in informatica, ingegneria informatica o matematica con esperienza e competenze nelle seguenti tematiche: - teoria degli algoritmi e programmazione - ottimizzazione continua e discreta - tecniche di digitalizzazione di forma e colore di oggetti tridimensionali (laser scanners, scanners a luce struttura, time-of-flight scanning) - algebra topologica - trattamento di dati tridimensionali (mesh processing) - metodi per la visualizzazione di grandi moli di dati tridimensionali - personal computer consumer level, equipaggiati con hardware grafico di fascia medio-alta e di strumetazione per l'acquisizione digitale di forme tridimensionali, in particoalare: - uno scanner laser minolta VI 910 - uno scanner laser Cyrax - uno scanner laser NextEngine - macchine fotografiche digitali consumer di fascia medio-alta (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Le attività svolte nell'ambito delle tematiche presentano potenziali ricadute verso un numero elevatissimo di applicazioni: dalla cultura, alla formazione, all'intrattenimento; alla presentazione di dati scientifici e alla simulazione visiva. Si va dalla fruizione e valorizzazione di beni culturali alla visualizzazione di rappresentazioni del territorio o di ambienti urbani, alle applicazioni a supporto dell'handicap o dell'insegnamento (uso di animazione facciale e \"talking heads\"), alle applicazioni VR nei settori dell'intrattenimento, della promozione e diffusione culturale e scientifica verso il largo pubblico, della promozione turistica e del territorio (che riscuotono certamente grande interesse a livello di SME, amministrazioni pubbliche e associazioni di categoria). (literal)
Obiettivi
  • Il modulo si pone come obiettivo primario la progettazione e lo sviluppo di strumenti e tecniche per la creazione, gestione e visualizzazione interattiva di scenari 3D complessi; gli scenari o gli oggetti della scena potranno essere direttamente clonati dal mondo reale per mezzo di tecnologie di acquisizione automatica 3D scanning oppure realizzati con strumenti di sintesi. Gli strumenti sviluppati devono consentire la realizzazione di applicazioni di frontiera per quello che riguarda rendering grafico ed interazione: visualizzazione di oggetti e scene di grandi dimensioni, gestione e manipolazione di oggetti o tessuti deformabili, altissimo grado di realismo ed immersività, disponibilità di dispositivi di interazione dotati di meccanismi di feed-back. Tra gli obiettivi della commessa nei settori della visualizzazione e dell'interazione uomo-macchina vanno certamente citati il superamento del cosiddetto rendering fotorealistico o della velocità dei processori grafici. (literal)
Stato dell'arte
  • Le attività proposte si inseriscono in un quadro di ricerca nazionale ed internazionale in cui forte è l'esigenza di visualizzazione real-time e interazione amichevole di/con scenari 3D. I temi proposti sono in linea con le indicazioni della CE per quanto riguarda il rendering di media digitali 3D in molteplici discipline. Una visualizzazione immersiva e la possibilità di interazione anche mediante dispositivi aptici sono condizioni essenziali per il progredire della conoscenza. La complessità degli scenari trattati non deriva soltanto dalla complessità geometrica dei modelli di rappresentazione ma anche da pressanti esigenze di (a) fedeltà dei modelli creati, (b) integrazione con modelli deformabili, (c) integrazione di dati multi-dimensionali e multimediali, (d) elevato realismo nella restituzione. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche di indagine si differenziano per tipo di attività della commessa. Per quanto riguarda i temi legati all'acquisizione della forme geometriche (3D scanning), una tecnica consolidata consiste nel eseguire ciclicamente il processo (aquisizione con strumento ==> processamento dei dati ==> construzione dei modelli virtuali ==> indagine sulla qualità ==> sviluppo di tecniche per il miglioramento del dato). Questo modus operandi ha portato negli anni al raffinamento del processo di digitalizzazione che permette oggi di ottenere un digitalizzazione la cui resa visiva è talvolta indistinguibile dalla ripresa fotografica. (literal)
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