Rilevare la presenza con iBeacon: Estimote

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DIMENSIONI E STRUMENTI IMMERSIVI E
INTERATTIVI
Musei Emotivi - Sabato 27 Febbraio 2016
Tecnologie innovative: opportunità, limiti ed
esempi applicativi
Andrea Ferracani e Daniele Pezzatini, Ricercatori MICC
Sensori di localizzazione e movimento - Scanner e stampanti 3D - Telecamere e sistemi di visione Applicazioni mobile - Tavoli interattivi multitouch - Realtà virtuale aumentata e immersiva - Display
olografici
(alcune) opportunità
• Capire il contesto e la localizzazione del visitatore e informare di
conseguenza
• Offrire un approccio “fisico” per interazione con contenuto digitale
(nascondere la tecnologia abbatte barriere tra la persona e il contenuto)
• Fruizione immersiva di ambienti virtuali (accessibili o inaccessibili)
MUSEI EMOTIVI: #TECHNOLOGIES - Centro NEMECH - Sabato 27 Febbraio 2016
Contesto e localizzazione
Prophets App: Casa di Rubens Antwerp Museum - Video at https://vimeo.com/84760383
Con tecnologia iBeacon si intende una nuova classe
di trasmettitori a basso consumo e a basso costo
che sono in gradi di notificare ad un vicino
dispositivo mobile la loro presenza.
Proposta nel 2013 da Apple come sistema per
tracciare la precisa posizione di un utente all’interno
di un locale chiuso.
Esistono numerosi produttori di questo tipo di
trasmettitori più o meno costosi. (Estimote website)
iBeacon è una tecnologia molto simile ad un access Point WiFi.
La differenza fondamentale è che un iBeacon genera una rete wireless Bluetooth.
I dati vengono trasferiti con un protocollo, chiamato Bluetooth Low Energy (BLE),
che permette la comunicazione fra un access-point iBeacon ed un dispositivo mobile
nelle vicinanze.
L’intensità del segnale che i due dispositivi si stanno scambiando serve a stimare la
vicinanza del dispositivo al trasmettitore. Tale misura si chiama Received Signal
Strenght Indicator (RSSI).
Hanno un range che può raggiungere i 70 metri.
La tecnologia è in grado di segnalare entrata, persistenza e uscita di un dispositivo
mobile all’interno di questo range su tre intervalli: prossimo (entro pochi centimetri),
vicino (entro un paio di metri), lontano (oltre 10 metri)
Opportunità
• Utile per fornire informazioni riguardo alla risorsa (oggetto, opera d’arte) che si
trova davanti alla persona e localizzarla.
• Non richiede un’azione attiva dell’utente. Tecnologie similari quali QR e NFC
richiedono un’azione dell’utente. iBeacon può inviare notifica al device quando
questo si trova in tasca e/o all’interno del suo raggio d’azione.
• Ha basso consumo energetico e quindi lunga durata
• Disponibile un Indoor Location SDK in grado di localizzare più dispositivi.
Limiti
• Necessario che il dispositivo supporti BLE
• BLE deve essere attivato sul dispositivo
• Deve essere installata e aperta o in background la specifica applicazione del
fornitore dal servizio.
• Il segnale è rumoroso e non preciso nel caso di dispositivi non Apple (Android)
• I valori del segnale RSSI non sono attendibili sui dispositivi Android che possono
dare valori ‘sballati’
Capacità tecniche necessarie all’uso e infrastruttura
• Di facile installazione e uso: si tratta di posizionare i sensori ed attivare il Bluetooth sul
telefono. I sensori vanno comunque calibrati: potenza del segnale, identificativi etc…
• L’applicazione deve essere sviluppata ad hoc da uno sviluppatore.
• Esistono programmi quali Titanium Studio e PhoneGap per lo sviluppo cross-platform.
Interazione fisica - Multitouch
The Cusco Experience by Ideum and scholars from Smithsonian National Museum
Video at https://www.youtube.com/watch?v=UGVZghBbc_I
Tavoli Interattivi Multitouch
Le interfacce multi-touch sono dispositivi di input
che riconoscono più di un tocco simultaneo sulla
superficie. Gli utenti possono interagire usando gesti
comuni nella vita reale.
Attraverso gesti con più dita gli utenti possono usare ‘swipe’,
‘drag’, ‘rotate’, ‘pinch’, ‘stretch’ e ‘grab’ oggetti virtuali ed anche
questi gesti possono essere simultaneamente effettuati da più
persone allo stesso tavolo.
Il primo prototipo risale agli anni 80 (Università di Toronto).
Negli anni 90 hanno avuto successo commerciale schermi
single input. I Multi-touch solo nel 2007 con l’uscita di Apple
iPhone.
Opportunità
La tecnologia multi-touch consente di
• attenuare la separazione esistente fra mondo virtuale e mondo fisico: consente infatti
l’uso di gesti naturali su artefatti digitali (si tratta di fatto di una forma d’interazione
intermedia fra GUI e NUI)
• creare un ambiente personale ma anche collaborativo.
L’essere inoltre il tavolo un oggetto
fisico comunemente al ‘centro’
dell’attività umana, offre l’opportunità
e la sfida di progettare sistemi e
applicazioni digitali interattive che
siano usabili e ‘aumentino’ l’esperienza
fisica.
Un particolare aspetto da indagare è
infatti l’affordance del dispositivo.
Affordance: “possibilità di azione messe a disposizione dall’ambiente” (Gibson 1987)
L’affordance di un tavolo cambia a seconda della posizione: 3 lati liberi, 4 lati liberi,
posizione verticale.
Gli utenti attivi tendono
a posizionarsi sul lato
lungo del tavolo. I passivi
sui lati.
Gli utenti attivi tendono
a posizionarsi sui quattro
lati. I passivi alcuni passi
indietro.
L’interface design può
essere mono-direzionale.
L’interface design deve
essere multi-direzionale.
Gli utenti attivi tendono a posizionarsi vicini alla superficie verticale. I passivi alcuni
passi indietro.
L’interface design è mono-direzionale ma deve tenere conto delle caratteristiche fisiche
degli utenti (si esemplifica caso di superficie interattiva ad interazione naturale).
Limiti
• Per schermi di grandi dimensioni i multi-touch sono ancora abbastanza costosi (sopra
5000 euro)
• Può essere faticoso sostenere delle sessioni di interazione lunghe dato che
comunemente si interagisce in piedi. In particolare se il setup è verticale.
Interazione fisica - Movimento
Night of Museums in the Hungarian National Gallery: Google Art GigaPixel
Video at https://www.youtube.com/watch?v=XHju__P-ZqU
Rilevare il movimento: MS Kinect
Microsoft Kinect è un dispositivo capace di rilevare il
movimento dei giunti dello scheletro del corpo
umano.
Consente ad un utente il controllo di un sistema
interattivo senza la necessità di indossare o
impugnare alcunché.
Il dispositivo nasce nel 2009 ed è subito integrato da
Microsoft nella console Xbox. Dal 2012 Microsoft ha
reso disponibile una versione del dispositivo
autonoma ed un SDK.
Ci sono due versioni del dispositivo: v1 e v2
Versione 1 (SDK 1.x)
Telecamera a colori RGB 640×480 @ 30fps
Range 0.8~4.0 metri
FOV 57/43 gradi
Versione 2 (SDK 2.x)
Telecamera a colori RGB 1920×1080 @ 30fps
Range 0.5~4.5 metri
FOV 70/60 gradi
Caratteristiche
Immagine RGB: si comporta come una normale
telecamera, rendendo disponibile l’informazione
rispetto ai pixel della scena.
Immagine di profondità: la camera a infrarossi
restituisce una mappa di profondità in scala di grigi
dove il nero è l’oggetto più lontano.
Caratteristiche
Informazioni sui giunti del corpo: traccia il
movimento di 25 giunti del corpo, distinguendo fra
mano destra e sinistra etc.
Dettagli: 6 persone supportate,
orientazione dei giunti, inclinazione del
corpo, gesti delle mani.
SDK for Kinect v1
SDK for Kinect v2
Persone riconosciute
fino a 6
fino a 6
Scheletri tracciati
2
6
Numero di giunti del corpo
riconosciuti
20 per persona
25 per persona
Stato della mano
aperta / chiusa
aperta / chiusa / lasso
Inclinazione del corpo
No
Si
Gesti
No
Si
Riconoscimento facce
Si
Si
Riconoscimento parlato /
filtri spaziale
Si
Si
Opportunità
• Utile per applicazioni dove si richieda la rilevazione del movimento e della presenza di
persone.
• Adatto per applicazioni ad interazione naturale che non prevedano che l’utente indossi
particolari tecnologie.
• Indicato per installazioni interattive basate sul gioco e la fisicità, in particolare per
bambini.
Limiti
• Range limitato di rilevazione (fino a 4.5 metri in profondità)
• Supporto fino a 6 persone
• Stanchezza dovuta all’uso prolungato e/o sessioni lunghe di interazione
• Non funziona bene in ambienti illuminati, in particolare alla luce solare che presenta
segnali infrarossi
• Di facile installazione e uso: si tratta di posizionare il sensore di fronte all’utente che
interagisce ad una giusta distanza ed in un luogo adatto.
• L’applicazione deve essere sviluppata ad hoc da uno sviluppatore.
• La soluzione migliore è usare Visual Studio in ambiente Microsoft.
Head Mounted Displays: Oculus Rift
The Museum of the Future: Europeana Channel
Video at https://www.youtube.com/watch?v=QKcVIEASVII
Si tratta di un visore che può essere ‘montato sulla
testa’ in grado di immergere l’utilizzatore in una
realtà virtuale
Inventato da Palmer Luckey: ingegnere fai da te e
patito dell’elettronica
Finanziato su Kickstarter con 2.5 milioni di dollari
nel Settembre 2012
Esistono due versioni di Oculus distribuite come prototipi: DK1 e DK2. La terza DK3
(Crystal Cove - Crescent Bay) è prevista in uscita per Marzo 2016
Development Kit1
Risoluzione 640x800 per occhio
No tracking della posizione
Development Kit 2
Risoluzione 960x1080 per occhio, migliorati schermi
OLED anche se minor FOV (10%)
Migliorata bassa latenza e persistenza
(essenziale per evitare senso di nausea)
Tracking della posizione
Opportunità
• Possibilità di fare esperienza in prima persona di luoghi d’interesse culturale remoti,
inaccessibili o ricostruiti.
• Possibilità di interagire con l’ambiente, richiedendo e ottenendo informazioni in tempo
reale
• Possibilità di effettuare pre-visite, in particolare nei musei, al fine di migliorare
l’esperienza reale arrivando ‘informati’.
Limiti
• Uno degli aspetti che rende poco gradevole l'uso di questa tecnologia è la cosiddetta
"VR Sickness" ovvero una sensazione di nausea mista a stordimento dovuta al fatto che
ciò che l'occhio vede non ricalca perfettamente ciò che il fisico percepisce: questa
distonia confonde il cervello, provocando appunto nausea e stordimento.
• Tale problematica viene attenuata nel DK2 attraverso l’uso della telecamera di
tracciamento della posizione della testa che va montata davanti al dispositivo, provvisto
di LED.
• Anche nei nuovi prototipi comunque la risoluzione non sembra essere ottimale, i pixel
si vedono ancora.
• Di facile installazione e uso: si tratta di installare un SDK su un computer e collegare il
dispositivo.
• I contenuti (la visita virtuale) e l’interazione devono essere sviluppati ad hoc da uno
sviluppatore.
• Due programmi molto comuni per la gestione dell’interattività su ambienti 3D sono
Unity 3D ed Unreal Engine.

Rilevare la presenza con iBeacon: Estimote

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