Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας θα ασχοληθούμε με παθητικές μεθόδους τρισδιάσατης ανακατασκευής του χώρου και συγκεκριμένα με την επεξεργασία δεδομένων εικόνων που λαμβάνονται από μια φωτογραφική μηχανή. / In this paper we will analyse pathetic methods of 3D reconstruction and especially data proccess of pictures received from a digital camera.

Τα περιβάλλοντα εικονικής παραγματικότητας είναι ένα κατάλληλο μέσο προκειμένου κάποιος να μπορέσει να εκπαιδευτεί και να εξασκηθεί εκ του ασφαλούς σε καταστάσεις που στον πραγματικό κόσμο θα ήταν δύσκολο και ίσως επικίνδυνο για αυτόν που εκπαιδεύεται αλλά και για όσους άλλους εμπλέκονται στην εκπαιδευτική διαδικασία. Μία τέτοια κατάσταση είναι και η εκδήλωση σεισμικής δραστηριότητας σε μία σχολική τάξη. Στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία ενός εκπαιδευτικού εικονικού περιβάλλοντος για την προσομοίωση του φαινομένου του σεισμού και η χρήση εικονικών χαρακτήρων (avatars) για την δημιουργία ενός ρεαλιστικού σεναρίου που θα λάβει χώρα μέσα στο εικονικό περιβάλλον. Στα πλαίσια της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας ορίζεται η έννοια της εικονικής πραγματικότητας, περιγράφονται τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας καθώς και ο εξοπλισμός hardware ο οποίος είναι απαραίτητος για τη δημιουργία και χρήση εφαρμογών εικονικής πραγματικότητας. Επίσης περιγράφονται οι εφαρμογές της σε όλες της φάσεις και τους τομείς της ζωής μας καθώς και η υπάρχουσα κατάσταση στον Ελλαδικό χώρο. Για το εικονικό περιβάλλον που έχει δημιουργηθεί με τη χρήστη του 3D Studio Max, που είναι μια εικονική τάξη, περιγράφονται τα αντικείμενα που υπάρχουν σε αυτή καθώς και ο τρόπος εξαγωγής αυτής και των αντικειμένων της σε κατάλληλο λογισμικό εικονικής πραγματικότητας Virtools προκειμένου να καθοριστεί η περαιτέρω συμπεριφορά τους. Επιπλέον δίνεται έμφαση στην εισαγωγή εικονικών χαρακτήρων (avatars), στο εικονικό περιβάλλον που έχει δημιουργηθεί. Περιγράφεται αναλυτικά η εισαγωγή του εικονικού χαρακτήρα στο περιβάλλον της εικονικής τάξης καθώς και τρόποι και τεχνικές όσον αφορά τη συμπεριφορά των εικονικών χαρακτήρων με τη βοήθεια των animations. Δίνεται η δυνατότητα στο χρήστη να ελέγξει ο ίδιος και να καθορίσει της κινήσεις του εικονικού χαρακτήρα μέσα στο εικονικό περιβάλλον και να τον κινεί μέσα στον εικονικό χώρο όπως θα συνέβαινε στην πραγματικότητα. Ακόμα, έχει δημιουργηθεί ένα συμβάν σεισμού όπου συγκεκριμένος εικονικός χαρακτήρας αντιδρά λάθος κατά τη διάρκεια του φυσικού φαινομένου με στόχο η συγκεκριμένη αντίδραση να είναι παράδειγμα προς αποφυγή σε αυτούς που το παρακολουθούν (μαθητές) και να εξοικιωθούν με το ενδεχόμενο εκδήλωσης σεισμού στην τάξη. Γίνεται προσπάθεια απομυθοποίησης του φαινομένου του σεισμού με ευχάριστο και ασφαλή τρόπο. / Environments of virtual reality are a suitable means in order that somebody it can be educated and practiced from sure in situations that in the real world would be difficult and perhaps dangerous for the one that is educated but also for those who other they are involved in the educational process. A such situation is also the event of seismic activity in a school order. Objective of particular diplomatic work is the creation of educational virtual environment for the simulation of this phenomenon of earthquake and the use of virtual characters (avatars) for the creation of realistic script that will take place in the virtual environment. In the frames of particular diplomatic work is fixed the significance of s virtual reality, is described the systems of virtual reality as well as the equipment hardware which is essential for the creation and use of applications of virtual reality. Also are described her applications in all phases and the sectors of our life as well as the existing situation in the Hellenic space. For the virtual environment that has been created with the user of the 3 D Studio Max, that is a virtual order, are described the objects that exist in this as well as the way of export of this and her objects in suitable software of virtual reality Virtools so that is determined their further behavior. Moreover is given accent in the import of virtual characters (avatars), in the virtual environment that has been created. Are analytically described the import of virtual character in the environment of virtual order as well as ways and techniques with regard to the behavior of virtual characters with the help animations. Is given the possibility in the user checks himself and of determining her movements of virtual character in the virtual environment and him of moving in the virtual space as it would happen actually. Still, has been created a incident of earthquake where concrete virtual character reacts error at the duration of natural phenomenon in order the particular reaction is example to reject in those where watching (students) and familiarize with the possibility of event of earthquake in the order. Becomes effort of demystification of phenomenon of earthquake with pleasant and sure way.

Πολλές διαδικτυακές πλατφόρμες παρουσιάζουν τεχνητές ελλείψεις, όπου και δημιουργείται μια εικονική οικονομία με προσφορά και ζήτηση. Η δημιουργία νέων ψηφιακών υπηρεσιών και τεχνολογιών για τη παγκόσμια αγορά απαιτεί υποδομές και ανεπτυγμένες δεξιότητες που δεν μπορούν να προσεγγιστούν. Στόχος αυτής της εργασίας είναι να δημιουργήσουμε ένα χάρτη γνώσης του κλάδου. Στην εικονική οικονομία υφίστανται αρκετές μεγάλες επιχειρηματικές ευκαιρίες μέσω των ψηφιακών ελλείψεων, που χαρακτηρίζονται από μεγάλη επιτυχία ακόμη και με αξιοποίηση περιορισμένων δεξιοτήτων και υποδομών, χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί o κλάδος παροχής υπηρεσιών στα διαδικτυακά παιχνίδια και η εξωτερική ανάθεση καθηκόντων στο πλήθος. Έχει εκτιμηθεί ότι 100 000 νέοι, χαμηλών δεξιοτήτων εργαζόμενοι σε χώρες όπως τη Κίνα και το Βιετνάμ κερδίζουν το βασικό τους εισόδημα συλλέγοντας εικονικό πλούτο και παρέχοντας υπηρεσίες σε παίκτες σε δημοφιλή διαδικτυακά παιχνίδια όπως το World of Warcraft. Η ζήτηση για αυτές τις υπηρεσίες προέρχεται από εκατομμύρια παίκτες με χρήματα τους οποίους ενδιαφέρει ο κόσμος των παιχνιδιών και οι κοινωνικές διασυνδέσεις , αλλά η έλλειψη χρόνου και υπομονής να φτάσουν το παιχνίδι σε ανεβασμένο επίπεδο, αρκετές φορές δεν φαντάζει εφικτό. Επίσης, το 2000 εμφανίσθηκε η εξωτερική ανάθεση καθηκόντων σε πλήθος, μέσω ενός ανοικτού καλέσματος μια μεγάλη ομάδα ανθρώπων ή πλήθος αναλαμβάνουν να κάνουν κάποιες εργασίες. Τα πρώτα παραδείγματα έχουν να κάνουν με διαφημιστικές καμπάνιες. Έχει δημιουργηθεί μια αύξηση στην αγορά για τηn εξωτερική ανάθεση καθηκόντων στο πλήθος έναντι αμοιβής. Μια μελέτη αναφέρει ότι τα τελευταία 10 έτη πάνω από ένα εκατομμύριο εργαζόμενοι έχουν κερδίσει $1-2 δισεκατομμύρια. Η πρώτη αγορά στο κυβερνοχώρο με τέτοιου είδους εργασία ήταν το AMT(Amazon Mechanical Turk). / The widespread adoption of information and communication technologies (ICTs) in everyday life and commerce has given rise to new digital problems and challenges. Although information provided by networks is abundant, the human attention required to process it is limited. And although digital resources in principle are unlimited, many online platforms have artificial scarcities built into them as part of their design. The demand for these scarce resources, their supply, and the markets where the supply and the demand meet, constitute a computer-mediated virtual economy. Entrepreneurial opportunities in the virtual economy of digital scarcities have sometimes been successfully exploited, even with limited skills and infrastructure. A prominent example of this is the third-party gaming services industry. An estimated 100,000 young, low-skilled workers in countries such as China and Vietnam earn their primary income by harvesting virtual resources and providing player-for-hire services in popular online games such as World of Warcraft. The demand for these services comes from millions of wealthier players who have a serious interest in the game world and the social connections it facilitates, but lack the time (and patience) to reach far into the game alone. Since early 2000s, a new model called “crowdsourcing” has emerged alongside the traditional BPO (Business Process Outsourcing) model. It entails outsourcing tasks traditionally performed by employees or contractors to a large group of people (i.e. a crowd) through the Internet (Howe 2008).Typically this is done by issuing an open call for contributions on a website. Most early examples of crowdsourcing are extensions of marketing campaigns. A market study estimated that over the past ten years, over one million workers have earned $1-2 billion via crowdsourced work allocation (Frei 2009). The first market in cyberspace with this kind of work is AMT (Amazon Mechanical Market).

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι ο σχεδιασμός και η πιλοτική υλοποίηση μιας μεθοδολογίας προσομοίωσης διαδικασιών συναρμολόγησης, για τον έλεγχο εργονομικών αποτελεσμάτων, με χρήση τεχνικών Εικονικής Πραγματικότητας. Το σύστημα που αναπτύχθηκε επιτρέπει: • Την εκτέλεση διαδικασιών συναρμολόγησης σε εικονικό περιβάλλον, υπό συνθήκες που επιτρέπουν μια ρεαλιστική εποπτεία του περιβάλλοντος και της διαδικασίας, ανάλογες των πραγματικών • Την ποιοτική εκτίμηση παραμέτρων που αφορούν στον ανθρώπινο παράγοντα, όπως η αντίληψη του περιβάλλοντος εργασίας, η δυνατότητα πρόσβασης και χειρισμού των εξαρτημάτων και εργαλείων • Την ποσοτική εκτίμηση χαρακτηριστικών που έχουν σχέση με τον ανθρώπινο παράγοντα, και θεωρούνται κρίσιμα για την εκτέλεση της διαδικασίας, όπως η ικανότητα ανύψωσης φορτίων, η καταναλισκόμενη ενέργεια και ο συνολικός χρόνος της διαδικασίας. Αρχικά, γίνεται μία εισαγωγή στα προβλήματα και τη σπουδαιότητα του εργονομικού σχεδιασμού και ελέγχου παραγωγικών διαδικασιών, στον οποίο εστιάζει η εργασία, και περιγράφεται το αντικείμενό της και η ερευνητική συμβολή της στην αντιμετώπιση των προβλημάτων αυτών. Στη συνέχεια, γίνεται η ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας, με αναφορά στην τεχνολογία Εικονικής Πραγματικότητας, τις μεθόδους, τα λογισμικά συστήματα και τις εφαρμογές που έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιούνται τα τελευταία χρόνια για την προσομοίωση και τον εργονομικό έλεγχο παραγωγικών διαδικασιών. Ακολουθεί η παρουσίαση της προτεινόμενης μεθοδολογίας με την οποία προσεγγίζεται το πρόβλημα σχεδιασμού και ελέγχου εργονομίας σε διαδικασίες συναρμολόγησης. Γίνεται η ανάλυση των επιμέρους χαρακτηριστικών της, που περιλαμβάνουν τα χαρακτηριστικά αναπαράστασης, αλληλεπίδρασης και προσομοίωσης. Στη συνέχεια περιγράφονται τα εργαλεία ανάπτυξης και η λογική υλοποίησης του περιβάλλοντος προσομοίωσης, το οποίο αποτελεί την πιλοτική υλοποίηση της προτεινόμενης μεθοδολογίας. Η χρήση της νέας προσέγγισης, η παρουσίαση και η αξιολόγηση των εργονομικών αποτελεσμάτων παρουσιάζεται μέσα από μια σειρά πειραμάτων εκτέλεσης της πιλοτικής εφαρμογής. Τέλος, εξάγονται βασικά συμπεράσματα από τα αποτελέσματα της εργασίας, παρουσιάζονται τα πεδία εφαρμογής της προτεινόμενης προσέγγισης, καθώς και οι προοπτικές μελλοντικής εξέλιξής της. / The objective of the thesis is the development and the pilot implementation of a methodology for the simulation of assembly processes, in order to support the verification of human related factors, using Virtual Reality techniques. The developed system enables: • The virtual execution of assembly processes, under conditions that allow a realistic monitoring of environment and process, • The qualitative evaluation of human-process related factors, such as the perception of the working environment, the reachability of mounting locations, and the handlability of product components and tools, • The quantitative estimation of human-process characteristics related to critical performance issues, such as lifting capacity, energy expenditure and process cycle time. As an introduction, the industrial problems and the importance of confrontation of ergonomic design and verification of manufacturing processes, on which this work focuses, are presented. The objectives of the research work and the innovation aspects of the proposed approach are then described. In the sequel, state-of-the-art VR technology is reporting, including presentation of the basic methods, software tools and applications that have been developed and used during the last years for the simulation and the ergonomic control of manufacturing processes. The presentation of the proposed methodology, with which the problem of ergonomic design and verification of assembly processes is approached, follows. The proposed methodology is described through its Virtual Reality based features, namely representation, simulation, immersion and interaction. The development tools and the simulation concept of the virtual environment are then described. The assembly/ergonomic virtual environment is an integrated simulation environment developed in the context of this research work, as the pilot implementation of the proposed methodology. The use of the new approach, the presentation and the evaluation of the ergonomic results are illustrated through a set of experiments based on the pilot application. Finally, important conclusions are exported from the above results, while application fields and future work prospects are presented.

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την κατασκευή ενός εικονικού περιβάλλοντος που αναπαριστά μια σχολική τάξη. Στην εικονική τάξη προστίθενται εικονικοί χαρακτήρες που αποτελούν τους μαθητές της τάξης καθώς επίσης και τη δασκάλα τους. Το σενάριο που ακολουθεί είναι η ενημέρωση των εικονικών μαθητών από τη διδάσκουσα για τους τρόπους αντίδρασης των μαθητών σε περίπτωση σεισμού. / -

- / -

- / -

- / -

- / -

Η αίσθηση παρουσίας όπως και η αλληλεπίδραση θεωρούνται βασικά χαρακτηριστικά των συστημάτων εικονικής πραγματικότητας. Στην παρούσα εργασία έγινε η διερεύνηση αυτής της σχέσης της αίσθησης παρουσίας και της αλληλεπίδρασης σε εκπαιδευτικά εικονικά περιβάλλοντα, μέσα από ερευνητικές εργασίες, και η καταγραφή των συμπερασμάτων που προέκυψαν από αυτές. Δηλαδή, μελετήθηκε κατά πόσο ο συμμετέχων μπορεί να αισθανθεί παρών στην εικονική πραγματικότητα μέσα από την περιπλάνηση του σε χώρους, την αντιμετώπιση φαινομένων και την αλληλεπίδραση με αντικείμενα, που στην πραγματικότητα πιθανόν να μην ήταν εφικτά, και επίσης κατά πόσο μέσω της αλληλεπίδρασης και της αίσθησης παρουσίας του δίνεται η δυνατότητα να οικοδομήσει τη γνώση. / -