Course Syllabus
Obiettivi
- Conoscenze e capacità di comprensione
Il corso introduce i concetti di base della Realtà Virtuale (VR) e della Realtà Aumentata (AR), sia dal punto di vista teorico che pratico. Verranno affrontati i principi fondamentali che caratterizzano VR e AR, con cenni ai principi di design e alle motivazioni applicative.
Saranno inoltre analizzate le tecnologie abilitanti di base, sia hardware che software, per entrambe le tecnologie.
- Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Gli studenti impareranno a progettare e sviluppare un semplice prototipo di applicazione VR utilizzando Unity.
Verranno realizzati progetti pratici che sfruttano headset VR come dispositivi abilitanti.
- Autonomia di giudizio
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di valutare criticamente l’effettiva utilità delle tecniche di VR e AR e la loro applicabilità in diversi contesti.
- Abilità comunicative
Gli studenti dovranno essere in grado di descrivere e giustificare le scelte progettuali e tecnologiche adottate nello sviluppo del proprio prototipo.
- Capacità di apprendimento
Il corso fornirà le basi per affrontare in autonomia lo studio e la sperimentazione di strumenti e tecnologie emergenti nel campo della VR e AR.
Verranno introdotte metodologie per la valutazione delle applicazioni, inclusi test utente e analisi degli effetti avversi.
Contenuti sintetici
Scopo del corso è introdurre i concetti di base di VR e AR sia dal puto di vista teorico che pratico.
Si affronteranno i principi fondamentali che caratterizzano VR e AR, con cenni su principi di design e motivazioni di applicazioni di VR e AR.
Sia per VR che AR, si studieranno le tecnologie abilitanti base (cenni su HW e SW).
Per VR, si svilupperanno esempi di semplici progetti Unity che usino headset come strumenti abilitanti.
Infine, si vedranno cenni sulla valutazione (test utente, valutazione di effetti avversi) di applicazioni di VR / AR.
Programma esteso
Teoria
- Introduzione ai concetti di base di VR e AR nel “mixed reality continuum” (una linea che parte da ambiente reale, passa per realtà aumentata e arriva a realtà virtuale), differenze e similitudini fra le due tecnologie
- Cenni su principi di design, motivazioni e storia di VR e AR
- Output devices e visione
- Input Devices, Tracking
- Mondi Virtuali, Locomotion, Interaction
- Cenni su valutazione di applicazioni di VR / AR (usabilità, valutazione di effetti avversi, user test), casi di studio concreti
Pratica - Introduzione all'Object Oriented Programming
- Introduzione a Unity
- Intro a VR, tecnologie abilitanti base (fisica, collisioni, interazione con oggetti, eventi, GUI, locomotion) e avanzate (animazione di oggetti e avatar, scripting, movimento autonomo di avatar)
- sviluppo di semplici progetti Unity che usino headset come strumento di VR
Il corso prevede una forte componente pratica ed applicativa, focalizzata soprattutto su VR.
Prerequisiti
Conoscenza basilare di principi e concetti di informatica e programmazione
Modalità didattica
Lezioni frontali (21 ore, modalità erogativa, principalmente in presenza, ed eventualmente da remoto in caso di necessità organizzative, sia online che offline) riguardano gli aspetti teorici relativi sia a VR che AR, e l'introduzione a quelli pratici.
Esercitazioni in aula principalmente in presenza (28 ore, ogni esercitazione prevede una parte iniziale più erogativa, in cui viene mostrata la procedura da seguire e descritti alcuni aspetti pratici, e il resto del tempo in modalità interattiva, in cui gli studenti svolgono l'esercizio) per lo svolgimento guidato di esercizi pratici (su pc personali dove deve essere installato Unity). In caso di necessità organizzativa, alcune ore potranno essere svolte da remoto, online o offline.
Altre 4 ore sono solitamente dedicate a visite organizzate a laboratori di VR/AR dell'università o a seminari di presentazione di tali laboratori (modalità interattiva in presenza).
Tutte le lezioni ed esercitazioni vengono registrate e rese disponibili un paio di giorni dopo il loro svolgimento.
La lingua ufficiale del corso è l'inglese.
Materiale didattico
Slides fornite dal docente.
Documentazione tecnica e tutorial di Unity.
Libri di testo:
Virtual and Augmented Reality (VR/AR), Ralf Doerner, Wolfgang Broll, Paul Grimm, Bernhard Jung Editors. Springer, 2022
Augmented Reality: Principles and Practice (Usability) - Dieter Schmalstieg Tobias Hollerer, 2016
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Prova scritta (svolta in laboratorio su esamionline) sugli argomenti, tecnologie ed esercizi visti a lezione ed esercitazione, e un progetto opzionale di gruppo (2-3 persone) che permette di ottenere alcuni punti aggiuntivi sul voto finale (una singola consegna tenuta poi valida per tutti gli appelli dell’anno accademico).
La prova scritta prevede sia domande chiuse a risposta multipla, sia domande aperte, e copre tutti gli argomenti visti a lezione (la parte di teoria) e quelli sperimentati durante le esercitazioni (Unity). Sulla parte pratica, le domande prevedono sia risposte multiple chiuse, risposte aperte, e domande attinenti l'uso di Unity e la programmazione al suo interno, come visto in aula.
Il progetto ha lo scopo di mostrare quanto lo studente abbia imparato sia lato teorico, e la sua capacità di concretizzarlo in un design di una semplice applicazione di VR, sia lato pratico, implementandolo in Unity. Il progetto deve essere accompagnato da una relazione che lo presenta e lo descrive, e sarà poi consegnato e discusso col docente.
Prova orale su richiesta del professore o dello studente, che può coprire sia argomenti teorici che pratici (quindi con domande oppure piccoli esercizi su Unity)
Orario di ricevimento
su appuntamento
Sustainable Development Goals
Aims
- Knowledge and Understanding
The course introduces the basic concepts of Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR), from both theoretical and practical perspectives.
It covers the fundamental principles distinguishing VR and AR, including design guidelines and the rationale behind their applications.
Both enabling hardware and software technologies are examined for VR and AR.
- Applying Knowledge and Understanding
Students learn to design and develop a simple VR application prototype using Unity.
Practical Unity-based projects will be implemented, leveraging head-mounted displays as enabling devices.
- Making Judgements
By the end of the course, students will be able to critically assess the actual usefulness of VR and AR techniques and their applicability in various contexts.
- Communication Skills
Students must be able to describe and justify the design and technological choices made during the prototype development.
- Learning Skills
The course provides a foundation for independently studying and experimenting with emerging VR and AR technologies.
Students are introduced to evaluation methods for VR/AR applications, including user testing and analysis of adverse effects.
Contents
The aim of the course is to introduce the basic concepts of VR and AR from both a theoretical and a practical point of view.
The fundamental principles that characterize VR and AR will be addressed, with basics of design principles and motivations of VR and AR applications.
For both VR and AR, basic enabling technologies will be studied (hints on HW and SW)
For VR, examples of simple Unity projects that use headsets as enabling tools will be developed.
Finally, we will see basics of the evaluation (user tests, evaluation of adverse effects) of VR / AR applications.
Detailed program
Theory
- Introduction to the basic concepts of VR and AR in the “mixed reality continuum” (a line that starts from a real environment, passes through augmented reality and arrives at virtual reality), differences and similarities between the two technologies
- Notes on design principles, motivations and history of VR and AR
- Output devices and vision
- Input Devices, Tracking
- Virtual Worlds, Locomotion, Interaction
- Notes on the evaluation of VR / AR applications (usability, evaluation of adverse effects, user tests), concrete case studies
Practice - Introduction to the Object Oriented Programming
- Introduction to Unity
- Intro to VR, basic enabling technologies (physics, collisions, interaction with objects, events, GUI, locomotion) and advanced (animation of objects and avatars, scripting, autonomous movement of avatars)
- development of simple Unity projects that use headsets as VR tool
The course has a strong practical and applicative component, especially focused on VR.
Prerequisites
Basic knowledge of IT and programming
Teaching form
Lectures (21 hours, in presence, in erogative modality: If necessary for organizational reasons, some hours may be held remotely, either online or offline.) concerning the theoretical aspects of both VR and AR, and the introduction to the practical ones (including the basic knowledge of Unity).
Exercises in the classroom (28 hours, mainly in presence, with an initial erogative part to explain and show the exercice to be done, and the remaining part in interactive modality) for the guided development of practical exercises (on personal PCs needing Unity to be installed). If necessary for organizational reasons, some hours may be held remotely, either online or offline.
Other 4 hours are usually devoted to visiting VR/AR laboratories of the University, or to seminars (interactive modality, in precence).
All lessons and exercices are recorded and made available one/two days after they were done.
The official language of the course is English.
Textbook and teaching resource
Slides from the teacher.
Technical documentation and tutorials for Unity.
Books:
Virtual and Augmented Reality (VR/AR), Ralf Doerner, Wolfgang Broll, Paul Grimm, Bernhard Jung Editors. Springer, 2022
Augmented Reality: Principles and Practice (Usability) - Dieter Schmalstieg Tobias Hollerer, 2016
Semester
Second semester
Assessment method
Written test (carried out in the laboratory on examonline) on the topics, technologies and exercises seen in lectures and exercises, and an optional group project (2-3 people) which allows you to obtain some additional points on the final grade (a single submission then kept valid for all exam sessions during the academic year).
The written test includes both closed multiple choice questions and open questions, and covers all the topics seen in class (the theory part) and those tested during the exercises (Unity). Regarding the practical part, the questions include both closed multiple answers, open answers, and questions relating to the use of Unity and the programming within it, as seen in the classroom.
The project aims to show how much the student has learned both theoretically, and his ability to realize it in a design of a simple VR application, and practically, implementing it in Unity. The project must be accompanied by a report that presents and describes it, and will then be delivered to and discussed with the teacher.
Oral exam upon request by the professor or the student, which may cover both theoretical and practical topics (including questions or small exercises in Unity).
Office hours
By appointment
Sustainable Development Goals
Staff
-
Daniela Briola
