CODICE 80459 ANNO ACCADEMICO 2023/2024 CFU 6 cfu anno 2 COMPUTER ENGINEERING 11160 (LM-32) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/05 LINGUA Inglese SEDE GENOVA PERIODO 1° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE Comprendere che Realtà Virtuale e Realtà Aumentata sono "media" è il punto di partenza di questo corso. Presentare le principali teorie legate alla VR/AR e ai sistemi immersivi. Coniugare infine VR e AR con le tecniche di Digital Storytelling e di Gamification, affinché lo studente possa progettare applicazioni di infomobilità e sistemi immersivi non solo utili ma anche piacevoli. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI In questo corso gli studenti diventeranno consapevoli della necessaria interdisciplinarità delle tecnologie di Realtà Aumentata e Realtà Virtuale per l'Ingegneria Informatica: partendo dalla conoscenza dei fondamenti della computer grafica, della modellazione e dell'animazione di oggetti digitali 3D, l'obiettivo del corso è quello di arrivare alle competenze di programmazione necessarie per realizzare applicazioni e sistemi in realtà virtuale/mista/aumentata/estesa (VR/AR/MR/XR). Considerando i recenti approcci dalla programmazione mobile alla biomeccanica, alla percezione sensoriale e all'intelligenza artificiale generativa, alla robotica umanoide e ai videogiochi, gli studenti affronteranno compiti impegnativi al fine di gestire interazioni complesse tra oggetti e attori simulati e/o fisici (sia first-person view che TPV third-person view). OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Comprendere che Realtà Virtuale e Realtà Aumentata sono "media" è il punto di partenza di questo corso. Da un lato, tramite le tecniche di Computer Graphics & Animation e l'introduzione di sistemi immersivi (sensori e attuatori), siamo oggi in grado di simulare il mondo reale in modo così realistico da ingannare in modo estremamente sofistico i nostri sensi; dall'altro, tramite l'inserimento di elementi artificiali nel percepito reale siamo in grado di aumentare le nostre capacità operative e intellettive. Coniugare infine VR e AR con le tecniche di Digital Storytelling e di Gamification, permetterà allo studente di progettare applicazioni di infomobilità e sistemi immersivi non solo utili ma anche piacevoli. PREREQUISITI Non ci sono prerequisiti specifici, sebbene una conoscenza di programmazione OOP e delle basi di Computer Graphics / Computer Vision siano certamente utili. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni e attività di laboratorio, corredate da approfondimenti tramite video ed esercitazioni. Seminari di approfondimento (opzionali, in orari extra-curricolari). La metodologia didattica usata nel corso sarà di tipo misto tra Flipped Classroom e Active Learning, con una valutazione degli esercizi assegnati in laboratorio e letture assegnate a cadenza quindicinale. PROGRAMMA/CONTENUTO Il corso parte dalle basi dell'interazione uomo macchina, con particolare riguardo alle interfacce utente naturali (NUI) e touch, per affrontare le teorie e le tecnologie della Realtà Virtuale (VR), della stereoscopia (3D), dei video a 360° (Cinematic VR) e della Realtà Aumentata (AR). Una parte del corso è dedicata alla analisi di dispositivi, sensori, interfacce naturali, e ai Sistemi Immersivi. Infine verranno presentate le teorie e metodologie di Gamification e Digital Storytelling. PARTE PRIMA: Realtà Virtuale – dalla Modellazione 3D alla Animazione/Tracking di oggetti 3D Introduzione alla Realtà Virtuale (VR); differenze tra VR, Cinematic VR, Augmented Virtuality, Mixed reality, Realtà Aumentata (AR) ed Extended Reality. Richiamo dalla Percezione e dalla Biomeccanica: principi di Computer Graphics 3D e di Stereoscopia. Sistemi di riferimento e trasformazioni in 3D. Linguaggi, ambienti di programmazione e tools per VR. Modellazione 3D (Blender); Tools per Photogrammetry-based Capture. VR/AR programming, anche mediante Blueprint (Unreal). Animazione 3D: Tracking, Collision, Interaction PARTE SECONDA: VR/AR Design e Gamification Teorie e metodologie di Game Design e Game-based Learning. Costruzione di un Game Design Document a partire da un Pitch. Storytelling e MDA framework: teorie e metodi per la Gamification. Dalla VR alla AR: algoritmi e strumenti per marker-based AR, markerless AR, Augmented Vision. Use case di applicazioni Mobile AR: controllo di droni e aerial photogrammetry. PARTE TERZA: Dalla Realtà Aumentata alla Extended Reality La Extended Reality e il rapporto con IoT, Robotica ed AI I dispositivi: sensori, visori, attuatori per la XR Future trends: rapporto tra XR, Metaverse e Generative-AI TESTI/BIBLIOGRAFIA Steven M. La Valle, Virtual Reality, 2023, Cambridge Univ. Press, disponibile gratuitamente su http://lavalle.pl/vr/ Jason Jerald, The VR Book: Human-Centered Design for Virtual Reality , ACM Press, 2016 Marius Preda, Getting Started with Augmented Reality, Corso MOOC disponibile su https://www.coursera.org/learn/augmented-reality Epic Games, Tutorial su Unreal Engine, disponibili su https://dev.epicgames.com/community/unreal-engine/learning DOCENTI E COMMISSIONI GIANNI VIARDO VERCELLI Ricevimento: In presenza: su appuntamento via e-mail presso il DIBRIS (ufficio TA.10, Villa Bonino - Piano Ammezzato) in Viale Francesco Causa 13, Genova o presso il 3DLabFactory (stanza T.008, Palazzina Lagorio, piano terra), Campus di Savona, Via A. Magliotto 2, Savona A distanza: su appuntamento via e-mail all'indirizzo gianni.vercelli@unige.it Durante il periodo del corso verrà concordato un orario di ricevimento, a seconda della modalità di erogazione (in presenza e/o a distanza) previo appuntamento con il docente via e-mail, salvo impedimenti. Commissione d'esame GIANNI VIARDO VERCELLI (Presidente) ANTONIO BOCCALATTE ILARIA TORRE GIOVANNI ADORNI (Presidente Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI https://courses.unige.it/11160/p/students-timetable Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME La modalità d'esame è basata su un progetto individuale o di gruppo, seguito da una discussione orale. MODALITA' DI ACCERTAMENTO La modalità di accertamento è basata sulla valutazione delle esercitazioni e del progetto individuale o di gruppo, seguito da una discussione orale. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 12/01/2024 14:30 GENOVA Orale 26/01/2024 10:00 GENOVA Orale 08/02/2024 14:30 GENOVA Orale 07/06/2024 14:30 GENOVA Orale 12/07/2024 10:00 GENOVA Orale 12/09/2024 10:00 GENOVA Orale ALTRE INFORMAZIONI Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA, prof. Francesco Curatelli. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente mettendo in copia il Referente (francesco.curatelli@unige.it). Agenda 2030 Istruzione di qualità Imprese, innovazione e infrastrutture