Departamento de Computación

En la actualidad, el uso de los modelos 3D es muy amplio y sigue aumentando en la vida cotidiana. Podemos encontrarlos prácticamente en cualquier aplicación concebible, desde entretenimiento y publicidad hasta visualización científica. En la mayoría de los casos, el modelado tridimensional se realiza por manipulación directa de los componentes del modelo virtual, lo cual puede llegar a ser un proceso lento y tedioso, debido principalmente a la naturaleza bidimensional de la interacción entre el usuario y el sistema, i. e., mediante teclado y ratón. Además, algunos modelos 3D suelen ser demasiado complejos para ser creados por una sola persona, de manera que resulta necesario que varios colaboradores participen en la tarea. Sin embargo, no abundan las herramientas de modelado tridimensional que soporten una colaboración ágil, aún incluso entre personas que se encuentran presentes en el mismo lugar. La propuesta descrita en esta tesis consiste en desarrollar un marco de desarrollo que facilite la construcción de aplicaciones de software para dispositivos móviles orientadas a la autoría y bosquejo de modelos virtuales tridimensionales compartidos, dentro de un entorno colaborativo de tipo cara a cara. Hemos llamado a nuestro marco de desarrollo ShAREd (Shared Augmented Reality Editing). Por otra parte, se requiere mucho entrenamiento para que una persona llegue a dominar cualquier herramienta de modelado tridimensional existente en el mercado. A este respecto, proponemos un nuevo enfoque en el área de modelado 3D, que consiste en utilizar Realidad Aumentada para dar a los usuarios una mejor percepción de la forma y estructura tridimensional del modelo, así como reducir el tiempo de aprendizaje necesario para poder manipularlo. Finalmente, se desarrolló un esquema de colaboración para compartir modelos 3D, en un entorno cara a cara, con el fin de ofrecer una colaboración en tiempo real. La funcionalidad proporcionada por ShAREd se ha validado implementando tres aplicaciones colaborativas móviles: un editor de exhibiciones académicas, un editor de terrenos y un editor de mallas poligonales, cuya usabilidad se ha evaluado con grupos de usuarios novatos en el proceso de modelado 3D. Palabras clave: Modelado cooperativo, colaboración cara a cara en tiempo real, modelos virtuales compartidos en tres dimensiones.

Abstract

Currently, the use of virtual 3D models is widespread, and keeps growing everyday. We can found them in any conceivable application, from advertising and entertainment to engineering, education and scientific visualization. In most cases, the creation of 3D models (3D modeling) is carried out by direct manipulation of the virtual model components, which can be a tedious and slow process, mainly due to the bi-dimentional nature of the interaction between the user and the system, i.e., it is performed by means of keyboard and mouse. Moreover, some 3D models are usually too complex to be created by a single person, so it is needed a group of collaborators working together on the modeling task. However, there are few 3D modeling tools that support an agile collaboration, even among collocated people. The proposal described in this dissertation consists in developing of a framework to facilite the implementation of software applications for authoring and sketching of 3D shared virtual models, using mobile devices in face-to-face collaborative settings. Our framework is called ShAREd (Shared Augmented Reality Editing). Also, most 3D modeling applications usually require much training to be acquainted and mastered. In this regard, we propose to use Augmented Reality (AR) to give novice users a better perception of the 3D model shape and structure as well as to reduce the learning curve. Finally, we develop a collaboration scheme to share the 3D model, and to achieve real time collaboration. The functionality provided by ShAREd has been validated by implementing three collaborative mobile applications: a furniture layout editor, a terrain editor and a polygonal mesh editor, whose usability has been evaluated with groups of novel users to the field of 3D modeling. Keywords: collaborative modeling, face-to-face real time settings, 3D shared virtual models.