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ARiPhone Augmented Reality iPhone Ammar Sidhoum 1, El-Hadi Soltani 1 et Haroun Djaghloul 2 1 Universit Ferhat Abbas Stif, UFAS si_amar2000@yahoo.fr 1 Universit Ferhat Abbas Stif, UFAS yclic_web@yahoo.fr 2 Universit Ferhat Abbas Stif, UFAS djaghloul@yahoo.fr RsumCetarticleprsenteledomainedelaralit augmente,danslequeldesobjetsvirtuels3Dsontintgrs dans un environnement rel en temps rel. Lobjectifdenotretravailestledveloppementdunsystme interactifderalitaugmente,pourcelaonaproposun combinaugmentquonadsignparARiPhone AugmentedRealityiPhone quipermetlanumrotation sans utiliser son appareil de tlphone portable. MotsclsRalitaugmente,Marqueurs,ARToolKit,Reconnaissance des formes, Bluetooth. Abstract This paper surveys the field of Augmented Reality, inwhich3Dvirtualobjectsareintegratedintoa3Dreal environment in real time.The objective of our work is the development of an interactive augmentedrealitysystem,wehaveproposedanaugmented handsetphonethatwehavedesignatedbyARiPhone "AugmentedRealityiPhone",itallowsthecompositionof numbers without using the mobile phone. Key words Augmented reality, Patterns, ARToolKit, Pattern recognition, Bluetooth. I.Introduction Laralitaugmenteestunenouvelletechnologiequi suscite de plus en plus dintrt auprs des scientifiques. Sa capacitdenrichirlemonderelparlajoutdentits virtuellesluioffreungrandpotentieletouvreainsiles portes de nouvelles applications. Depuis quelques annes, de nombreux systmes de ralit augmente ont vu le jour. Cependant,dansleurgrandemajorit,cessystmessont destinsdesenvironnementsintrieursrestreintset contrlablesquilimiteslesproblmessouventrencontrs enRA(variationdeluminosit,gestiondesoccultations, alignement 3D, etc.).Les avances enregistres dans le domaine de la vision par ordinateur et dans linformatique mobile, ont rendu possible lamiseenuvredapplicationsdeRAdeplusenplus complexes.Laralitaugmenteapourbutdamliorernotre perceptiondumonderelparajoutdlmentsquinesont pas a priori perceptibles par lil humain. Danssontatdelart,Azuma[1]dfinitlaralit augmentecommeunsystmecapabledecombinerdes imagesrellesetlesimagesvirtuelles,en3Detentemps rel, c'est--dire que nous devons disposer dobjets virtuels modliss en 3D et positionns dans un repre 3D associ a lascne.Ladfinitionconcernedoncprincipalementles applicationsdimmersionolutilisateurperoitdesobjets virtuelsenmmetempsquelenvironnementreldans lequel il volue. Laralitaugmenteestunsystmeayanttrois caractristiques : Combine le monde rel et le monde virtuel. Interactif en temps rel. Calibr en 3D. II. Travaux connexes Desrecherchesantrieuresdanslaralitaugmenteont abords une varit de domaines d'application, par exemple lecockpitdel'aviondecontrle[2],l'assistanceen chirurgie mdicale [3], la construction d'infrastructures [4], l'entretien et la rparation [5], les pices d'assemblage [6] et dautre efforts [7], [8], [9], [10]. Notre travail met l'accent sur la combinaison des nouvelles technologies (PC,tlphoneportable,Bluetooth,webcam, etc.)etlaralitaugmente.Nousdcrivonsune applicationquiutiliseuncombinaugmentpourla compositiondunnumrodetlphoneetfairedesappels sans utiliser le tlphone portable. III.Le suivi dun organe humain (la main) LeplusgrandproblmedansledomainedeRAcestle problme suivi, pour ce la on a utilis des marqueurs carrs, ce qui rend le travail relativement faisable. Fig.1 Le suivi de la main. CNTA 09 Universit A.MIRA BEJAIAIV.ARiPhone Lamultiplicationdesordinateursetlagnralisationde lutilisationdesdispositifsmobiles(Tlphoneportable, PDA)nousaapportlidededveloppementdenotre combinaugmentARiPhonequiapourbutla numrotationdirecteavecledoigtounimportequelobjet sans utilis lappareil de son tlphone portable. Commetoutautresystmederalitaugmentevolue, ARiPhonencessiteuneWebcam,desmarqueurs2D,un PCetuntlphoneportablequipsdunpriphrique Bluetoothpourassurerlaliaisonsansfilsentreeuxet finalementuneoreilletteBluetoothpourfairedes communications.Voicilalistedtailldesexigencesde ARiPhone : Webcam :indispensablepourunsystmede ralit augmente. Marqueurs : ce sont des imprims sous formes de carr. PC :quipdunpriphriqueBluetoothpour grerlesystmeainsiquelacommunicationsans fils avec le tlphone portable. Tlphone portable : nimport quel appareil ddi dun priphrique Bluetooth. OreilletteBluetooth :pourfairedes communications. Fig.2 Les exigences de ARiPhone . V. Le combin Le combin ARiPhone se constitue de onze (11) marqueurs diffrentsdontchacunreprsenteunnumrodetlphone, avecuneinterfaceergonomiquetrslgantetirede liPhonelundesmeilleuresproduitsdisponiblesurle march annonc par Apple. ARiPhone a une dimension de 16.5 cm x 8.7 cm, en plus de a cest une simple image quil faut limprimer sur nimport quelpapieretlamettresouslechampdevueduWebcam pour laisser le programme correspondant faire son travail et fairedescommunicationavecsonoreilletteentoute scurit. Fig.3Le combin ARiPhone. Les marqueurs ont une dimension de 2.0 cm x 2.0 cm comme suivant : Fig.4 Les marqueurs du combin. Pourchaquemarqueur,unboutonvirtuelvaleremplacer une fois le combin est sous le champ de vue de la webcam etcelasefaitdunefaonouonvoitjustelesboutons virtuelssurlecombin,donclesmarqueursnesontplus perceptibles sur lcran. Fig.5 les boutons virtuels. CNTA 09 Universit A.MIRA BEJAIAVI.Fonctionnement de ARiPhone Dabord le chargement des boutons virtuels correspondant a chaquemarqueurseffectuaprslavrificationde lidentificateur de ce dernier, aprs cela on rgle la lumire etlclairagedesboutonsassocisauxdiffrents marqueurs. Ensuite on active le mode de texture et le point devuedelutilisateurparrapportauxobjets,etleplacage duboutonsurleCarraprslappeldunefonctionqui charge nos diffrents objets utiliss. Ensuite on a introduit le son lors du click pour les boutons parlutilisationdunefonctiondelabibliothque dOpenGL,etlacapturedelavidocontinueaprsavoir redessinlesboutonsdinteractions etrcuprlenumro correspondant dans le presse papier qui sera utilis comme intermdiaire pour la numrotation. Finalementonaapportdesmodificationssurletypedu pressepapierpourpasseraumodetexteetrcuprerle numrocomposdanslebufferetlenvoyautlphone portableviaBluetoothpourlanumrotationaprsavoir vider et fermer le presse papier. Pour la numrotation via Bluetooth, il faut que le tlphone portablesoitdjcouplaveclePCetqueliaisonreste toujours sur le profile DUN (Dial Up Network) quon peut le choisir facilement dans les options du programme venant avec le Bluetooth. VII. Implmentation Lapplication a t implment et dvelopp avec Microsoft Visual Studio 2005, avec lintgration de la bibliothque de laralitaugmenteARToolKit AugmentedReality ToolKit [11]. A.ARToolKit ARToolKitestunebibliothquedelogicielscriteen C/C++quipermetauxprogrammeursdedvelopper facilementdesapplicationsderalitaugmentequiestla superpositiondesimagesvirtuellessurdesimagesdu monde rel. Lunedesprincipalesdifficultsdanslamiseaupointdes applicationsderalitaugmenteestleproblmedesuivi. ARToolKit utilise des algorithmes de vision par ordinateur pourrsoudreceproblme,lesuividelabibliothquede ARToolKitcalculelavritablepositiondecameraet lorientationparrapportlintgritphysiquedes marqueursentempsrel,celapermetlafacilitde dveloppement dapplications de ralit augmente. B.Principe de fonctionnement de ARToolKit ARToolKit permet des images virtuelles de se superposer sur la vido en directe du monde rel. Bien que cela semble magique, il ne lest pas. Le secret est dans les carrs noirs utiliss commemarqueurs de suivi, le suivi dARToolKit fonctionne comme suivant : Lappareilcapturelavidodumonderelet lenvoie lordinateur. Lelogicielsurlordinateurcherchenimporte quelle forme de carr. Siuneplaceesttrouve,lelogicielutilisedes mathmatiquespourcalculerlapositiondela camra par rapport au carr noir. Unefoislapositiondecamraestappele,un modledelinfographieesttirdecettemme position. Ce modle est tir au-dessus de la vido du monde rel et semble bloqu sur la place du marqueur. Lersultatfinalestaffichsurlcrande lordinateuretlasuperpositiondegraphiquese voit sur ce dernier. Fig.5 ARToolKit principe de base . VIII.Tests Dabordilfautimprimerlecombinetlemettresousle champ de vu de la Webcam. Fig.6 ARiPhone. EnsuiteactiverlepriphriqueBluetoothdePCetde tlphone portable et lancer lapplication. Fig.7 ARiPhone augment. CNTA 09 Universit A.MIRA BEJAIAEnsuitelappelseffectueparfaitementencliquantsurle bouton virtuel correspondant. Fig.8 Appel en cours. IX.Conclusion Parmiplusieurstechnologiesactuellesdanslavisionpar ordinateur,synthsedimagesetlinterfacehomme-machine, la ralit augmente est vraiment un domaine trs vaste et compliqu mais aussi prometteur. Laralitaugmenteutiliselesimagesdesynthseetles imagestridimensionnellesquiconsistentgnrerdes images dun objet ou dune scne tridimensionnelle laide dunalgorithmederenduappliquunmodle3D construit laide dun logiciel de modlisation. Toutau long de ce travail, on a essay de faire le point sur toutunensembledetechniquesquiserapportdirectement auplan delaralitaugmentetlesdispositifsmobiles.A titredexempleonarussidveloppernotrepropre systmederalitaugmentequicombineplusieurs technologies en mme temps (PC et tlphone portable quipsdunpriphriqueBluetooth,Webcam,oreillette Bluetooth). Laralitaugmenteestundomainepassionnantparce quellepeutfairetoutcequonnepeutpasimaginer auparavant,toutceladevientralisteaveclaralit augmenteolesfrontiresentrelereletlevirtuelsont effaces. X. Rfrences [1]RonaldT.Azuma.ASurveyofAugmentedreality. Hughes Research Laboratories. [2]T.Furness.Thesupercockpitanditshumanfactors challenges.InProc.HumanFactorsSociety30thAnnual Meeting , pages 4852, Santa Monica, CA, 1986. [3]A.State,M.Livingston,W.Garrett,G.Hirota,M. Whitton,E.Pisano,andH.Fuchs.Technologiesfor augmentedrealitysystems:Realizingultrasound-guided needlebiopsies.InProc.SIGGRAPH96,pages439446, New Orleans, LA, August 49 1996. [4] S. Feiner, A. Webster, T. Krueger, B. MacIntyre, and E. Keller.Architecturalanatomy.Presence,4(3):318325, Summer 1995. [5] S. Feiner, B. MacIntyre, and D. Seligmann. Knowledge-basedaugmentedreality.Communic.ACM,36(7):5