Creating augmented reality

Abstract

Augmented reality (AR) is used in different occasions in our daily lives. The idea of an electronic display and spectacles that overlays data to people came in 1901. Augmented reality revolution started in 1990, it is a combination of real life and virtual reality. The beginning of AR is being examined from the very beginning of it. In 1999, it gained momentum when Hirokazu Kato published the ARToolkit to the open source community. After this, augmented reality has evolved everywhere, including smart phone applications.

ARToolKit is being used to create augmented reality applications. It is a software library to create augmented reality scenes. The program uses marker detection. When the camera identifies markers, 3D objects will appear on the top of each marker. ARToolKit uses black squared markers when detecting these. The use of these markers gives more accurate marker detection results. The camera has been also calibrated by using ARToolKit programs to produce better tracking results.

The ARToolkit allows video capture tracking of the real world to be combined with the interaction of virtual 3D objects. The equipment used was a Levovo Z500 laptop and OKER 335 HD Web Cam. Microsoft Visual Studio 2010 was being used as a compiler when building ARToolKit solutions. After the AR programs had been built, the testing was carried out in 3 phases.

When creating AR scenes, different 3D modelling software were being used. Demonstrations and the testing shows how the marker detection works. It also shows how to build ARToolKit code, and how to make working AR scenes with animated 3D characters. The final testing shows how the camera’s and markers interaction works. The results were animated 3D characters on the top each created marker.

Nykyään lisättyä todellisuutta käytetään monessa eri yhteydessä. Idea elektronisesta näytöstä ja virtuaalilaseista, jotka toisivat datan ihmisten tietoisuuteen, tuli vuonna 1901. AR:n (engl. augmented reality) vallankumous alkoi 1990. Se on yhdistelmä todellista maailmaa ja virtuaalitodellisuutta. Laajennettua todellisuutta tarkastellaan sen alkuajasta lähtien. Vuonna 1999 AR sai uutta näkyvyytä, kun Hirokazu Kato julkaisi ARToolKitin avoimen lähdekoodin kaikkien saataville. Tämän jälkeen AR on levinnyt kaikkialle, mukaan lukien älypuhelimien sovelluksiin.

ARToolKit on ohjelmistokirjasto, jota käytetään lisätyn todellisuuden tekemiseen ja kohtauksien luomiseen AR:n maailmaan. Ohjelma käyttää merkkipohjaista tunnistusta. Kameran tunnistaessaan merkkejä, 3D-objekteja ilmestyy niiden päälle. ARToolKit käyttää tunnistamiseen mustia neliskulmaisia merkkejä. Näitä merkkejä käytettäessä saadaan tarkempia merkkitunnistustuloksia. ARToolkitin ohjelmakoodia käytetään myös kameran kalibrointiin, jotta saataisiin tarkempia merkkien seurantatuloksia.

ARToolKit välittää reaaliaikaista videokuvaa seuraamalla ympäristöä liittäen siihen virtuaalisia 3D-objekteja. Laitteet, joita käytetään testaamiseen ovat kannettava Lenovo Z500 tietokone ja OKER 335 HD-nettikamera. Microsoftin Visual Studio 2010:tä käytetään ARToolKitin ohjelmakoodin rakentamiseen. Koodin rakentamisen jälkeen, se testattiin 3:ssa eri vaiheessa.

AR-kohtauksien rakentamiseen käytettiin eri 3D-mallinnusohjelmia. Tarkoituksena on näyttää kuinka ARToolKitin merkkien tunnistus toteutetaan. Samalla ohjeistetaan kuinka ARToolKit-ohjelmakoodi rakennetaan ja miten saadaan tuotettua toimivia AR-kohtauksia, jotka sisältävät animoituja 3D-hahmoja. Lopputestauksessa voidaan nähdä, että kameran ja merkkien välinen yhteys toimii. ARToolKittiä testattaessa, tuloksena saatiin animoituja 3D-virtuaalihahmoja, jotka liikkuivat merkkien päällä.