Serious Game with Augmented Reality - Programming on Indoor/Outdoor systems: A case study on Galeria da Biodiversidade da Universidade do Porto

Os museus são instituições culturais dedicadas a preservar e interpretar as provas tangíveis primárias da humanidade e do ambiente, como o Museu de História Natural de Londres. Como um dos objetivos principais dos museus é educar a população, envolver os visitantes é fundamental e por isso têm surgido novas formas de captar a atenção dos visitantes. Além disso, os jogos pervasivos oferecem uma forma de melhorar a experiência de um utilizador em qualquer contexto. Ao estender a experiência de jogo para o mundo real, tal como durante um visita num museu, o utilizador torna-se mais do que um observador, tornando-se num jogador que interage com o espaço à sua volta. No entanto, atualmente os museus ainda adotam métodos tradicionais de exibição das suas exposições, que não captam a atenção dos visitantes, especialmente para o público. No caso da Galeria da Biodiversidade, as vitrines com folhas não permitem nenhum tipo de interação, o que não atrai muitos visitantes. Para além disso, a ligação entre as folhas em exposição e as árvores plantadas no exterior, no Jardim Botânico, também passa despercebida, se os visitantes não estiverem numa visita guiada. O objetivo deste projeto é explorar soluções tecnológicas de Realidade Aumentada que estabelecem uma ligação entre espaços interiores e exteriores, que requerem diferentes acessos a Realidade Aumentada (RA) para a localização, tais como GPS e beacons Bluetooth, aplicando também elementos de design de jogos e princípios de desenvolvimento de jogos. Este projeto permite a ludificação da experiência do museu, e simultaneamente estabelecer a ligação entre as folhas em exposição na Galeria da Biodiversidade e as suas respetivas árvores plantadas no exterior, no Jardim Botânico, melhorando tanto a atratividade da exposição como o conhecimento adquirido pelos visitantes. Os resultados irão provavelmente aumentar o envolvimento dos visitantes com a exposição, tornando-a mais memorável. A abordagem proposta será testada na área expositiva das vitrines das folhas na Galeria da Biodiversidade e no exterior na área do Jardim Botânico do Porto.Museums are cultural institutions dedicated to preserving and interpreting the primary tangible evidence of humankind and the environment, such as the Natural History Museum in London. Since one of the main goals for museums is to educate the population, engaging visitors is paramount and so ways to grab the attention of visitors are being invented. Furthermore, pervasive gaming offers a way to enhance the experience of a user in any context. By extending the gaming experience to the real world, such as a museum visit, the visitors become more than observers, they become players who interact with the scene around them. However, museums still adopt traditional methods of displaying exhibits, which fail to catch the attention of some visitors, especially when it comes to younger people. In the case of Galeria da Biodiversidade, the showcases displaying leaves do not allow any kind of interaction, failing to attract many visitors. As a consequence, they are less likely to fully experience the museum. Additionally, the connection between the leaves in display and the trees planted outside, on Jardim Botânico, also goes unnoticed, if visitors are not on a guided tour. The aim of this project is to explore methods that connect indoor and outdoor environments, which require different accesses for localization, such as GPS and Bluetooth beacons, while applying game-design elements and game principles. This project explores the gamification of the museum experience, while also drawing a connection between the leaves in the exhibition and their respective trees planted outside of the Galeria da Biodiversidade, on Jardim Botânico, improving both the attractiveness of the exhibit and the knowledge acquired by the visitors. Results will likely increase the engagement with the exhibit, making it a more memorable visit. The proposed approach will be tested in the exposition area of the leaves vitrines in Galeria da Biodiversidade and on the exterior garden of Jardim Botânico da Universidade do Porto

Senseable Spaces: from a theoretical perspective to the application in augmented environments

openGrazie all’ enorme diffusione di dispositivi senzienti nella vita di tutti i giorni, nell’ ultimo decennio abbiamo assistito ad un cambio definitivo nel modo in cui gli utenti interagiscono con lo spazio circostante. Viene coniato il termine Spazio Sensibile, per descrivere quegli spazi in grado di fornire servizi contestuali agli utenti, misurando e analizzando le dinamiche che in esso avvengono, e di reagire conseguentemente a questo continuo flusso di dati bidirezionale. La ricerca è stata condotta abbracciando diversi domini di applicazione, le cui singole esigenze hanno reso necessario testare il concetto di Spazi Sensibili in diverse declinazioni, mantenendo al centro della ricerca l’utente, con la duplice accezione di end-user e manager. Molteplici sono i contributi rispetto allo stato dell’ arte. Il concetto di Spazio Sensibile è stato calato nel settore dei Beni Culturali, degli Spazi Pubblici, delle Geosciences e del Retail. I casi studio nei musei e nella archeologia dimostrano come l’ utilizzo della Realtà Aumentata possa essere sfruttata di fronte a un dipinto o in outdoor per la visualizzazione di modelli complessi, In ambito urbano, il monitoraggio di dati generati dagli utenti ha consentito di capire le dinamiche di un evento di massa, durante il quale le stesse persone fruivano di servizi contestuali. Una innovativa applicazione di Realtà Aumentata è stata come servizio per facilitare l’ ispezione di fasce tampone lungo i fiumi, standardizzando flussi di dati e modelli provenienti da un Sistema Informativo Territoriale. Infine, un robusto sistema di indoor localization è stato istallato in ambiente retail, per scopi classificazione dei percorsi e per determinare le potenzialità di un punto vendita. La tesi è inoltre una dimostrazione di come Space Sensing e Geomatica siano discipline complementari: la geomatica consente di acquisire e misurare dati geo spaziali e spazio temporali a diversa scala, lo Space Sensing utilizza questi dati per fornire servizi all’ utente precisi e contestuali.Given the tremendous growth of ubiquitous services in our daily lives, during the last few decades we have witnessed a definitive change in the way users' experience their surroundings. At the current state of art, devices are able to sense the environment and users’ location, enabling them to experience improved digital services, creating synergistic loop between the use of the technology, and the use of the space itself. We coined the term Senseable Space, to define the kinds of spaces able to provide users with contextual services, to measure and analyse their dynamics and to react accordingly, in a seamless exchange of information. Following the paradigm of Senseable Spaces as the main thread, we selected a set of experiences carried out in different fields; central to this investigation there is of course the user, placed in the dual roles of end-user and manager. The main contribution of this thesis lies in the definition of this new paradigm, realized in the following domains: Cultural Heritage, Public Open Spaces, Geosciences and Retail. For the Cultural Heritage panorama, different pilot projects have been constructed from creating museum based installations to developing mobile applications for archaeological settings. Dealing with urban areas, app-based services are designed to facilitate the route finding in a urban park and to provide contextual information in a city festival. We also outlined a novel application to facilitate the on-site inspection by risk managers thanks to the use of Augmented Reality services. Finally, a robust indoor localization system has been developed, designed to ease customer profiling in the retail sector. The thesis also demonstrates how Space Sensing and Geomatics are complementary to one another, given the assumption that the branches of Geomatics cover all the different scales of data collection, whilst Space Sensing gives one the possibility to provide the services at the correct location, at the correct time.INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONEembargoed_20181001Pierdicca, RobertoPierdicca, Robert

Senseable Spaces: from a theoretical perspective to the application in augmented environments

Grazie all’ enorme diffusione di dispositivi senzienti nella vita di tutti i giorni, nell’ ultimo decennio abbiamo assistito ad un cambio definitivo nel modo in cui gli utenti interagiscono con lo spazio circostante. Viene coniato il termine Spazio Sensibile, per descrivere quegli spazi in grado di fornire servizi contestuali agli utenti, misurando e analizzando le dinamiche che in esso avvengono, e di reagire conseguentemente a questo continuo flusso di dati bidirezionale. La ricerca è stata condotta abbracciando diversi domini di applicazione, le cui singole esigenze hanno reso necessario testare il concetto di Spazi Sensibili in diverse declinazioni, mantenendo al centro della ricerca l’utente, con la duplice accezione di end-user e manager. Molteplici sono i contributi rispetto allo stato dell’ arte. Il concetto di Spazio Sensibile è stato calato nel settore dei Beni Culturali, degli Spazi Pubblici, delle Geosciences e del Retail. I casi studio nei musei e nella archeologia dimostrano come l’ utilizzo della Realtà Aumentata possa essere sfruttata di fronte a un dipinto o in outdoor per la visualizzazione di modelli complessi, In ambito urbano, il monitoraggio di dati generati dagli utenti ha consentito di capire le dinamiche di un evento di massa, durante il quale le stesse persone fruivano di servizi contestuali. Una innovativa applicazione di Realtà Aumentata è stata come servizio per facilitare l’ ispezione di fasce tampone lungo i fiumi, standardizzando flussi di dati e modelli provenienti da un Sistema Informativo Territoriale. Infine, un robusto sistema di indoor localization è stato istallato in ambiente retail, per scopi classificazione dei percorsi e per determinare le potenzialità di un punto vendita. La tesi è inoltre una dimostrazione di come Space Sensing e Geomatica siano discipline complementari: la geomatica consente di acquisire e misurare dati geo spaziali e spazio temporali a diversa scala, lo Space Sensing utilizza questi dati per fornire servizi all’ utente precisi e contestuali.Given the tremendous growth of ubiquitous services in our daily lives, during the last few decades we have witnessed a definitive change in the way users' experience their surroundings. At the current state of art, devices are able to sense the environment and users’ location, enabling them to experience improved digital services, creating synergistic loop between the use of the technology, and the use of the space itself. We coined the term Senseable Space, to define the kinds of spaces able to provide users with contextual services, to measure and analyse their dynamics and to react accordingly, in a seamless exchange of information. Following the paradigm of Senseable Spaces as the main thread, we selected a set of experiences carried out in different fields; central to this investigation there is of course the user, placed in the dual roles of end-user and manager. The main contribution of this thesis lies in the definition of this new paradigm, realized in the following domains: Cultural Heritage, Public Open Spaces, Geosciences and Retail. For the Cultural Heritage panorama, different pilot projects have been constructed from creating museum based installations to developing mobile applications for archaeological settings. Dealing with urban areas, app-based services are designed to facilitate the route finding in a urban park and to provide contextual information in a city festival. We also outlined a novel application to facilitate the on-site inspection by risk managers thanks to the use of Augmented Reality services. Finally, a robust indoor localization system has been developed, designed to ease customer profiling in the retail sector. The thesis also demonstrates how Space Sensing and Geomatics are complementary to one another, given the assumption that the branches of Geomatics cover all the different scales of data collection, whilst Space Sensing gives one the possibility to provide the services at the correct location, at the correct time

Enhancing Historical Attractions Through Augmented Reality

The thesis set out to enhance the attractiveness of historical attractions through augmented reality with a concrete, executable example of augmented reality application for a set historical attraction. The technological and technical solutions of the application were to be feasible within 1–2 years of the time the thesis was written. The research done for the thesis included outlining the core concepts. The knowledge base was built by familiarisation with prior research about augmented reality, tourist attractions and museums. The current situation of historical attractions was examined with literature and an expert interview. Augmented reality’s current applications and the state of its technical and technological solutions were described based mainly on expert interviews, research, and concrete examples. The ethical, methodical and methodological choices of the research were reflected regarding responsible conduct of research and literature on subject. Salpa, the application innovated, ended up having a more game-like solution for more competitive users as well as an idler mode for less competitive users. In addition to technical choices, distribution possibilities were considered. The process behind the thesis and suggested subjects for further research were introduced at the end of the thesis.Opinnäytetyön tavoite oli parantaa historiallisten kohteiden vetovoimaisuutta lisätyllä todellisuudella esittelemällä konkreettinen, toteutettavissa oleva lisätyn todellisuuden sovellus määrätylle historialliselle kohteelle. Teknisten ja teknologisten valintojen valossa sovelluksen tuli olla mahdollinen toteuttaa 1–2 vuoden sisällä opinnäytetyön kirjoittamisesta. Opinnäytetyötä varten tehtyyn tutkimukseen kuului keskeisten käsitteiden määrittely. Tietopohja rakennettiin tutustumalla aiempiin tutkimuksiin lisätystä todellisuudesta, matkailijakohteista sekä museoista. Historiallisten kohteiden nykytilannetta tutkittiin kirjallisuuden ja asiantuntijahaastattelun avulla. Lisätyn todellisuuden olemassa olevia sovelluksia sekä siihen liittyvän teknologisten ja teknisten ratkaisujen nykytilaa kuvailtiin pääasiallisesti asiantuntijahaastatteluiden, tutkimusten sekä konkreettisten esimerkkien pohjalta. Tutkimuksen eettisiä, metodisia ja metodologisia valintoja pohdittiin suhteessa hyvään tieteelliseen käytäntöön sekä aiheesta tehtyyn kirjallisuuteen. Innovoituun sovellukseen Salpaan sisällytettiin pelinomaisempi ratkaisu kilpailuhenkisemmille käyttäjille sekä rennompi ratkaisun vähemmän kilpailuhenkisille käyttäjille. Teknisten valintojen lisäksi opinnäytetyössä on pohdittu mahdollisia jakelukanavia. Prosessi opinnäytetyön takana sekä aiheita jatkotutkimukselle nostettiin esille opinnäytetyön lopussa