Artoolkit: Introducción

Artoolkit: Introducción

Tras explicar el fundamento teórico de ARToolkit, en este apartado se comentará brevemente el funcionamiento normal de esta librería, así como las limitaciones que presenta.

Como se ha comentado, ARToolkit se apoya sobre unos marcadores cuadrados cuya marca distintiva es un marco negro, y tras detectar éstos, permite superponer a la realidad información virtual de forma realista. Para esto, cualquier aplicación de ARToolkit realiza los siguientes pasos:

  1. La cámara captura una imagen del mundo real y la envía al ordenador.
  2. La imagen se pasa a ARToolkit que busca cualquier forma cuadrada.
  3. Si se encuentra un cuadrado se calcula la posición de la cámara relativa al cuadrado detectado.
  4. Una vez la posición de la cámara es conocida, se dibuja un objeto 3d sobre esa posición desde la perspectiva correcta. Este objeto se dibuja sobre la imagen capturada de forma que parezca pegado a la marca de ARToolkit (el cuadrado).
  5. El resultado es mostrado mediante algún dispositivo de visualización.

Como se podrá observar en la práctica, estos mismos pasos son los que se realizan en los programas de ejemplo. Unos pasos muy simples y lógicos. Sin embargo, y a pesar del buen funcionamiento de la librería en general, esta librería tiene una serie de limitaciones (muchas de ellas inherentes a cualquier sistema basado en visión) que hay que tener en cuenta, como son:

  1. Limitación de movimiento. Los objetos virtuales solo aparecen si hay una marca en la imagen, lo cual limita el movimiento del objeto virtual ya que al acercar la marca a los bordes de la imagen se aumenta la probabilidad de que se pierda por efecto de la distorsión de la cámara o de que se salga la marca de la imagen.
  2. Oclusiones. Si parte de la marca se ocluye o tapa el objeto virtual desaparece porque se deja de reconocer la marca.
  3. Problemas de luminosidad. Aunque existe un parámetro que permite ajustar el umbral de binarización y que reduce el problema de la luminosidad, pero aún así la luminosidad puede hacer que el sistema deje de funcionar. Así pues, cambios bruscos de luminosidad puede hacer que deje de detectarse el marcador y, por lo tanto, que deje de mostrarse la información virtual. Igualmente, si se orienta la marca hacia la luz de forma que se produzca un reflejo en la marca, alguna de las partes negras podría ser detectada como blanca, y por lo tanto dejar de detectarse la marca y dejar de funcionar el sistema.
  4. Limitaciones técnicas. Además de los factores indicados, hay limitaciones técnicas, como el tamaño físico de la marca, que limita tambien la distancia a la que puede ser detectada de una forma efectiva. Así por ejemplo, si la marca usada tiene un tamaño de 7 cm, la distancia máxima a la que se podrá detectar con un error mínimo será de 40 cm, mientras que con una marca de 18.5cm se podrá alcanzar hasta 127 cm. Estos rangos son heurísticos, y dependen también de la complejidad del patron usado (a más complejo sea el patrón, menor será la distancia a la que se podrá detectar).
  5. Errores por la orientación de la marca. El seguimiento de la marca también se ve gravemente afectado por la orientación de la marca respecto a la cámara. Así pues, si la marca está orientada perpendicularmente a la cámara, será más fácil de detectarla que si está girada de forma que apenas se vea uno de los lados de la marca y no se pueda estimar ni detectar el cuadrado completo, al igual que el patrón de la marca se hace menos visible.

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