CODICE 80459 ANNO ACCADEMICO 2024/2025 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 immersive e soluzioni gamificate non solo utili ma anche piacevoli. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Obiettivo del corso è fornire agli studenti le conoscenze sui fondamenti della realtà virtuale e aumentata. Si studierà come progettare semplici applicazioni in ambito Mixed & Extended Reality (MR/XR) per comprendere come le metodologie di simulazione, rilevamento e implementazione debbano essere adeguatamente integrate con le tecniche di Digital Storytelling. I risultati di apprendimento attesi consentiranno allo studente di progettare e realizzare applicazioni immersive e soluzioni gamificate che saranno non solo efficaci, ma anche divertenti. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte e lo studio individuale consentiranno allo studente di: comprendere che Realtà Virtuale e Realtà Aumentata sono "media"; simulare, attraverso semplici progetti di crescente complessità, il mondo reale in modo talmente realistico da ingannare i nostri organi di senso in maniera estremamente avanzata; utilizzare tecniche di Computer Graphics & Animation all'interno di sistemi immersivi di Realtà Estesa (XR) in cui è possibile connettere sensori e attuatori; inserire elementi digitali artificiali (digital twin) nel percepito reale per aumentare le capacità operative e intellettive di utenti; coniugare VR e AR con le tecniche di Digital Storytelling e di Gamification; progettare semplici applicazioni in ambito Mixed o meglio Extended Reality (MR/XR) per comprendere come le metodologie di simulazione, rilevamento e implementazione debbano essere adeguatamente integrate con le tecniche di Digital Storytelling. I risultati di apprendimento attesi consentiranno allo studente di progettare e realizzare applicazioni e sistemi immersivi basati su game-engine che siano non solo efficaci, ma anche divertenti. 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. 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) ILARIA TORRE GIOVANNI ADORNI (Presidente Supplente) ANTONIO BOCCALATTE (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 partecipazione alle esercitazioni proposte durante il semestre e sulla valutazione delle competenze e conoscenze acquisite nella realizzazione del progetto individuale o di gruppo. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 10/01/2025 14:30 GENOVA Orale 24/01/2025 10:00 GENOVA Orale 06/02/2025 14:30 GENOVA Orale 06/06/2025 14:30 GENOVA Orale 19/06/2025 14:30 GENOVA Orale 11/07/2025 10:00 GENOVA Orale 11/09/2025 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