subject: INTERNET 3D E VRML [print this page] Navegue pela faculdade virtual em http://www.cleiam.xpg.com.br/portifolio.htm
INTRODUO
A Realidade Virtual em conjunto com outras tecnologias e cincias vem proporcionando desde a dcada de 50; ano em que comeou a ser estudada, diversas aplicaes, como por exemplo nas reas mdicas, na astrologia, na arquitetura, na educao etc. A RV, j um produto de consumo, que traz alm dos benefcios, muita diverso presentes nos jogos, parques, cinemas etc. Atualmente, alm de estar presente em diversas reas do conhecimento, a RV ganha espao tambm na Internet, onde e possvel encontrar diversas modelagens de objetos e cenrios. Estes objetos e cenrios compe o ambiente a ser modelado.
Para a criao de tais ambientes so necessrias linguagens e softwares (alguns disponveis gratuitamente na Internet). Em questo de linguagens para modelagem, tem-se como exemplo a VRML (Virtual Reality Modeling Language), que vem sendo desenvolvida desde seus primeiros esforos em 1994 e hoje encontra-se na verso VRML'97. Tambm ha o X3D (Extensible 3D), uma melhoria da VRML baseada em XML. Ambos, VRML e X3D, so padres desenvolvidos sob responsabilidade do W3C (World Wide Web Consortium) e do Web3D (Web3D Consortium). Existem tambm as APIs Java3D, DirectX e OpenGL desenvolvidas pela Sun Microsystems, Microsoft e Silicon Graphics, respectivamente. Quanto aos softwares disponveis, alm dos editores voltados a cdigo para as linguagens citadas acima, existem tambm ferramentas grficas para a autoria de ambientes virtuais, entre eles o Cosmo Worlds, na qual ser utilizado para a construo deste ambiente virtual em questo.
O principal objetivo da "Fatec Virtual" oferecer um modo de visualizao do espao fsico do campus que seja disponvel pela Internet. Isto permitir que internautas, quer sejam candidatos do concurso vestibular ou mesmo interessados em vagas no corpo docente, possam conhecer um pouco da estrutura do Fatec _ Ourinhos.
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Construo de um modelo virtual de objetos e/ou cenrios.
Aplication Programming Interface. Conjunto de bibliotecas de programao disponvel para uma determinada linguagem.
Para atingir este objetivo foi desenvolvido um ambiente virtual independente de dispositivos fsicos ou plataformas, caractersticas estas que conferem uma portabilidade adequada para a disponibilizao na Internet e tambm para uma possvel utilizao do ambiente em trabalhos futuros que necessitem do uso da modelagem do campus. A construo de tal ambiente, assim como assuntos relacionados a Realidade Virtual, formam o escopo deste trabalho.
A seguir apresentada uma breve descrio de cada captulo para enfatizar os principais tpicos e fornecer ao leitor uma viso mais ampla dos assuntos abordados nesta monografia:
O Captulo 2 mostra um histrico sobre a Realidade Virtual. Apresenta tambm as principais definies, conceitos e trabalhos relacionados ao assunto. Possui ainda uma seo acerca do VRML.
O Captulo 3 discorre acerca da construo da "Fatec Virtual" , alm de fazer uma breve descrio da linguagem e ferramentas utilizadas. Tambm so citados alguns trabalhos semelhantes realizados por equipes de outras universidades brasileiras.
No captulo 4 so expostas as concluses a que se chegou ao final deste trabalho e alguns trabalhos futuros sugeridos.
No apndice A, descrita a especificao de requisitos correspondente ao sistema " "Fatec Virtual" ".
O apndice B traz ao leitor a relao das salas de aula, unidades administrativas, laboratrio, etc., presentes na Fatec _ Ourinhos.
CAPTULO 1 A REALIDADE VIRTUAL
1.1 INTRODUO
importante expor primeiramente a diferenas entre o que realidade e o que virtual, dentro das circunstncias a que esse estudo se prope a investigar.
Realidade Virtual (RV) pode ser definida de uma maneira simplificada como sendo a forma mais avanada de interface do usurio de computador at agora disponvel (HANCOCK, D., 1995).
Uma definio um pouco mais refinada de realidade virtual a seguinte: "realidade virtual uma forma das pessoas visualizarem, manipularem e interagirem com computadores e dados extremamente complexos" [AUKSTAKALNIS,S. & BLATNER,D., 1992].
Agrupando algumas outras definies de realidade virtual, pode-se dizer que realidade virtual uma tcnica avanada de interface, onde o usurio pode realizar imerso, navegao e interao em um ambiente sinttico tridimensional gerado por computador, utilizando canais multi-sensoriais [BURDEA,G. & [COIFFET P.,1994][ JACOBSON, L.,1991][ KRUEGER, M.W.,1991].
O termo "Realidade Virtual" teve sua origem na dcada de 1980, citado primeiramente por Jaron Lanier, fundador da VPL Research Inc, com o objetivo de distinguir as tradicionais simulaes por computador dos mundos digitais que o estudioso criava. O termo se tornou bastante abrangente de modo a surgirem diversas definies, algumas delas segundo o ponto de vista comercial, outras sob a viso de pesquisadores ou de desenvolvedores de software [Silvano et al., 2000].
A interface com realidade virtual envolve um controle tridimensional altamente interativo de processos computacionais. O usurio entra no espao virtual das aplicaes e visualiza, manipula e explora os dados da aplicao em tempo real, usando seus sentidos, particularmente os movimentos naturais tridimensionais do corpo. A grande vantagem desse tipo de interface que o conhecimento intuitivo do usurio a respeito do mundo fsico pode ser transferido para manipular o mundo virtual. Para suportar esse tipo de interao, o usurio utiliza dispositivos no convencionais como capacete de visualizao e controle, luva, e outros. Estes dispositivos do ao usurio a impresso de que a aplicao est funcionando no ambiente tridimensional real, permitindo a explorao do ambiente e a manipulao natural dos objetos com o uso das mos, por exemplo, para apontar, pegar, e realizar outras aes. [Claudio Kirner, 1999]
Na prxima seo apresentado um histrico sobre a Realidade Virtual e, logo aps, os diversos tipos de sistemas de realidade virtual e suas principais caractersticas so discutidos.
A seguir, brevemente apresentada uma descrio da linguagem VRML para Realidade Virtual. Por fim, so citadas algumas das vrias aplicaes onde a RV utilizada.
1.2 HISTRICO
A introduo do Cinerama e Cinemascope, em meados da dcada de 50 considerada uma das primeiras experincias em obteno de realismo artificial [Kirner, 1999].
O Cinerama dava ao usurio, ou a um grupo de usurios, uma sensao, embora pequena, de estar dentro da cena. O Cinemascope, atravs de lentes anamrficas obtiam uma imagem de filmes em proporo de 2,66:1 (atualmente a proporo utilizada em projees de cinema de 2,35:1).
Logo em seguida, em 1956; Morton Heilig (um cineasta) desenvolveu um simulador baseado em vdeo denominado Sensorama que permitia ao usurio expor-se a uma combinao de viso tridimensional, som estreo, vibraes, sensaes de vento e de aromas num passeio simulado de motocicleta por Nova York. Embora o invento no tenha tido sucesso comercial, ele foi o precursor da imerso do usurio num ambiente sinttico [Kirner, 1999].
Em 1961, Comeau e Bryan descreveram o primeiro sistema de circuito fechado de televiso com o visor montado num capacete, produzido pela Philco. O sistema tinha um rastreador de posio no capacete e permitia ao usurio controlar remotamente uma cmera de televiso a partir dos seus movimentos da cabea [KALAWSKY, R.S.,1993].
Em 1968, Ivan Sutherland construiu, na Universidade de Harvard, criou o primeiro capacete de visualizao com imagens geradas por computador, incorporando um sistema de rastreamento da posio da cabea. Esse trabalho considerado por muitos como o marco inicial da imerso em ambiente virtual e incio da realidade virtual [Kirner, 1999].
Em 1977 e 1982 surgiram as primeiras luvas digitais desenvolvidas pelo grupo da Universidade de Illinois grupo levado por Dan Sandin, Richard Soyre, Thomas Defanti e por Thomas Zimmerman.
Em 1987, a VPL Research Inc., empresa em que Zimmerman trabalhava, passa a comercializar a luva comeou a vender capacetes e luvas digitais.
Na dcada de 1990, militares e industrias comearam investir maciamente no desenvolvimento de simuladores de vo e, com isso, tornaram o treinamento de pilotos mais barato e seguro em relao aos problemas de um vo real. Estes simuladores se limitavam a uma cabine construda sobre uma plataforma mvel e possuam caractersticas como mudana de nvel e movimentos. Mais tarde tambm foram criados simuladores para tanques e navios de guerra.
Os simuladores de vo foram as aplicaes mais influentes na historia da Realidade Virtual e hoje possvel, ate mesmo para usurios domsticos, pilotar, pousar ou at mesmo participar de um combate virtual em um simulador de vo [Caf Orbital, 2004].
1.3 TIPOS DE REALIDADE VIRTUAL
Os sistemas de RV se diferenciam conforme os nveis de imerso e interao com o usurio. Os nveis so determinados pelos dispositivos de E/S de dados e da velocidade e potncia do computador.
Tele-presena um ambiente comum que ser compartilhado por vrios usurios em vrios lugares diferentes se encontrando em um mesmo ambiente virtual.
Tele-operao uma ao a distncia, por exemplo, a tele-conferncia ou a utilizao de robs virtuais para trabalhos inumanos.
1.4 CARACTERSTICA
Podemos classificar as caractersticas dos sistemas de realidade virtual de acordo com o nvel de imerso. A idia de imerso esta relacionada ao sentimento, por parte do usurio, de estar dentro do mundo virtual. Tem-se ento a Realidade Virtual Imersiva e a Realidade Virtual No Imersiva [Kirner, 1999].
A RV Imersiva obtida com o uso de hardwares especficos, como capacete e luvas. O rastreamento dos movimentos do usurio, feito pelos dispositivos, permite que o mesmo possa interagir com o ambiente e com os objetos da cena virtual, quer seja apontando, pegando ou realizando outras aes. Porm, um sistema de RV Imersiva no se limita ao uso destes dois dispositivos. Tambm podem ser construdas salas onde h a projeo do ambiente nas paredes, teto e piso.
J a RV No - Imersiva baseada em um computador pessoal. O usurio poder interagir com o ambiente atravs do mouse e teclado, enquanto visualiza a aplicao em um monitor de vdeo. Ambientes para plataforma PlayStation4, ou equivalente, tambm so exemplos de RV.
H tambm a sensao de interao e envolvimento como caractersticas de Realidade Virtual. Na Interao o utilizador manipula objetos virtuais. Dispositivos que provocam esta sensao: Luvas digitais.
A sensao de Envolvimento se d na explorao de um ambiente virtual. As possibilidades de uma internet imersiva com a utilizao de capacetes e luvas sensoriais ainda esto longe do publico usurio, mesmo porque os estudos e as possibilidades de se tornar vivel economicamente, e principalmente a construo de um ambiente fcil de ser navegado como na internet tradicional vm sendo discutidos e analisadas. J existe um discusso e estudos sobre a internet2, que facilitar principalmente a interao de usurios e a comunicao de informaes em tempo real em ambientes virtuais distribudas em rede na internet.
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Internet2 um consortium que est sendo conduzido por 207 universidades que trabalham na parceria com indstria e governo para desenvolver e desdobrar aplicaes avanadas e as tecnologias da rede, acelerando a criao da Internet2.
1.5 Tipos De Sistemas De RV
Existem 4 Tipos de sistemas de Realidade Virtual. Entretanto, neste trabalho, os sistemas de Realidade Aumentada e Realidade Melhorada sero mais abrangentemente esclarecidos.
Sistema de Telepresena
Sistema de Realidade Virtual
Sistema de Realidade Aumentada
Sistema de Realidade Melhorada
1.5.1 Sistema de Telepresena
uma situao onde uma pessoa est objetivamente presente num ambiente real que est separado fisicamente da pessoa no espao. O controle de um telerob um exemplo sistema de tele presena.
1.5.2 Sistema de Realidade virtual
Usurio participa ativamente de um mundo gerado artificialmente pelo computador, atuando sobre ele. Este ambiente virtual pode simular tanto um mundo imaginrio quanto o ambiente real.
1.5.3 Sistema de Realidade Aumentada (RA)
Realidade Aumentada uma tecnologia atravs da qual se pretende melhorar ou aumentar a viso que um utilizador tem do mundo real com imagens virtuais. A RA pode ser obtida tambm atravs de um computador pessoal com uma cmera digital ou webcam para captar a imagem real, dispensando o uso do capacete, uma vez que o resultado e exibido no monitor de vdeo.
Na RA, cenrios reais so complementados, criando-se objetos ou at mesmo Avatares.
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Representao geomtrica do usurio no ambiente virtual. Personagem virtual.
A RA permite combinar imagens geradas no mundo virtual com imagens do mundo real por meio de um capacete parcialmente transparente provido de sensores. Segundo Bajura [1995] Os sistemas de RA devem registrar as imagens com preciso de forma a levar o usurio a crer que os mundos real e virtual ocupam o mesmo espao.
"Acreditamos que um dos pontos mais importantes do usos de mundos virtuais no para substituir o mundo real, mas sim completar a viso do usurio no mundo real" [Albuquerque, 1999]. Esta idia, introduzida no trabalho pioneiro de Ivan Sutherland [Sutherland, 1968] sobre head-mounted displays(HMD), hoje referenciada como Realidade Aumentada. Um sistema de RA gera uma imagem resultante de uma combinao de uma cena real com uma cena virtual, gerada por computador, para enriquecer a cena final com informao adicional.
Nas diferentes aplicaes possveis, a RA apresentada ao usurio pode melhorar seu desempenho na execuo de tarefas por estender sua percepo do mundo que observa [Albuquerque, 1999].
Figura 1:Timescope
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Capacete de visualizao
Figura 2: Realidade Aumentada para rea Mdica
1.5.4 Sistema de Realidade Melhorada (RM)
J na Realidade Melhorada so geradas informaes adicionais para serem sobrepostas imagem real, tais como a ampliao do espectro visvel ao olho humano, ou at mesmo anotaes como a distncia entre objetos da cena [Kirner, 1999]. Ou seja, a RM mistura imagens virtuais com imagens reais visando melhorar a visualizao de objetos reais da cena.
As informaes virtuais so inseridas como forma de aprimorar objetos da cena real.
Com o uso da RM ser possvel, num futuro prximo, que automveis projetem informaes no pra-brisa. Estas informaes podem ser desde o mapa e a distncia do destino desejado pelo motorista, ate informaes metereolgicas ou sobre o trnsito. A idia pode ser visualizada na Figura 3 .
Figura 3: Pra-brisa de um carro com informaes geradas com Realidade Melhorada
H tambm sistemas mistos. Eles podem ser construdos com o uso de um capacete com visor semitransparente, de modo que as imagens virtuais exibidas possam se sobrepor a um cenrio real. Tambm e possvel captar a imagem real atravs de uma cmera de vdeo, que pode ser acoplada ao prprio capacete, para que possa ser misturada com a imagem virtual e, finalmente, exibida ao usurio atravs do capacete de visualizao. Em ambos os casos necessrio um rastreador para verificar a posio do capacete e captar os movimentos do usurio [Morgadinho et al., 2003].
Concluindo, na RV tenta gerar um ambiente totalmente imersvel. Os sentidos visual, ttil e, em alguns sistemas, auditivo, ficam sob o controle do sistema. Esta uma visvel diferena quanto a forma de imerso para um sistema de RA ou RM, pois deseja-se enriquecer a cena do mundo real, o que requer que o usurio mantenha o sentimento de presena no mundo real e, portanto, ele no pode ficar totalmente imerso.
1.6 TIPOS DE SISTEMAS COMPARTILHADOS DE RV
Para Interao com outros usurios, existem os sistemas centralizados e os distribudos.
A RV Centralizada, embora permita que vrias pessoas naveguem simultaneamente no mesmo ambiente (caso em que o ambiente se encontra em um servidor web), no aceita a interao entre os usurios. Neste sistema cada usurio utiliza o ambiente independentemente de qualquer outro, sendo o nico no ambiente tridimensional.
J na utilizao de ambientes virtuais distribudos h uma comunicao e interao entre seus usurios, e isto seria impossvel sem um sistema distribudo e eficaz em rede.
O VRML, linguagem para modelagem de ambientes virtuais na internet, que ser melhor apresentado na prxima seo, vem se tornando cada vez mais comum em ambientes virtuais distribudos em rede Diversas aplicaes permitem que vrios usurios, fisicamente dispersos, interajam em tempo real e buscam oferecer sensao de realismo e imerso, incorporam tcnicas de computao grfica 3D e som estreo.
Estas aplicaes vem sendo usados para treinamento de equipes (militar, industrial), engenharia, design colaborativos e Jogos multiplayer.
"Aplicaes comerciais tem demonstrado grande interesse nessa rea incluindo, Showrooms, Shopping centers virtuais, Conferncias on-line, Suporte remoto ao cliente, Ensino distncia." Luciana Porcher Nedel (2005).
Segundo Luciana Porcher Nedel (2005), para a implantao de um sistema virtual distribudo em rede necessrio ter o conhecimento de design e implementao de protocolos de rede, sistemas paralelos e distribudos, computao grfica(incluindo tcnicas de realismo), sistemas assncronos e multitarefa, desenvolvimento de bases de dados, design de interfaces grficas com o usurio. Alguns problemas envolvidos est na manuteno das informaes distribudas serem consistentes, garantir a interatividade em tempo real, gerenciar adequadamente os recursos (sempre limitados) de rede, processamento e rendering.
De acordo com Luciana Porcher Nedel (2005), as principais caractersticas dos Ambientes Virtuais Distribuidos em Rede ou Net-Ves so:
1. Compartilhamento da sensao de espao: Todos os participantes devem ter a iluso de estar no mesmo local. O espao compartilhado deve parecer igual para todos os participantes
2. Compartilhamento da sensao de presena: Ao "entrar" em um espao compartilhado, cada participante adquire uma forma prpria no necessariamente humana (avatar). Cada participante pode ver outros avatares no ambiente. Nem todos os atores de um mundo virtual precisam ser controlados por seres humanos. Quando isso no acontece, ento chamamos este ator de agente.
3. Compartilhamento da sensao de tempo: Real-time FUNDAMENTAL (Nedel, (2005),grifo do autor).
4. Forma de se comunicar: Por gestos, texto ou voz.
5. Forma de compartilhar: Interao com outros participantes e com o ambiente.
Um sistema de Realidade Virtual pode ser construdo utilizando-se mais de um dos conceitos apresentados anteriormente, combinando caractersticas quanto a imerso, detalhamento e paginao. Por exemplo, possvel ter um sistema de realidade virtual imersiva, aumentada e centralizada.
CAPTULO 2
VRML
2.1 INTRODUO
Tecnicamente, VRML um formato de arquivo. Isto significa que o padro VRML especifica o formato e o contedo de um arquivo que descreve um cenrio 3D. Esses cenrios so chamados "mundos" (worlds). Um mundo VRML descrito num arquivo texto com terminao .wrl, o browser l este arquivo e exibe os objetos descritos nesse mundo.
A Linguagem VRML simples e de fcil compreenso podendo ser utilizada em diversos aplicativos e softwares de modelao tridimensinal, conforme diz Reginaldo Arajo Falco(2001):
"Para criar um ambiente com a VRML, pode-se utilizar um simples editor de texto ou ferramentas de modelao 3D. Essas ferramentas podem ser modeladores especficos de VRML ou simplesmente modeladores genricos 3D. Nesse ltimo caso ser necessrio converter a informao do modelo para o formato VRML.
A forma de criar um ambiente em VRML est condicionada complexidade do modelo que se pretende construir. Nos processos de construo de ambientes virtuais, que basicamente so: Edio de Texto e utilizao de Modeladores.
H vantagens e desvantagens, como por exemplo, na Edio de Texto para a programao, uma vantagem que esse processo nos proporciona a no obrigatoriedade de se utilizar um software especfico e ainda podermos trabalhar com todas as caractersticas da VRML. Como desvantagem, existe a dificuldade de quando se quer modelar objetos 3D com alguma complexidade. Em relao ao item utilizao dos modeladores, a maior vantagem a existncia de uma interface bastante "amigvel" para modelar e animar os objetos quando usamos um modelador no-destinado ao uso da VRML, surge a 3D, e, a desvantagem est no fato de que, possibilidade de o modelador no suportar todas as caractersticas da linguagem.
Segundo Reginaldo Arajo Falco(2001), um modelador de VRML uma aplicao de modelagem 3D usada para criar cenas no formato da VRML. O cdigo VRML gerado pelo prprio modelador.
Uma das caractersticas principais de um arquivo escrito em VRML o reduzido tamanho. Alm disso, a disponibilizao na Internet de forma compactada, melhorando o desempenho da transmisso na rede.
Os elementos constituintes so chamados "nodes". O VRML no uma linguagem de programao como o Java ou C++, mas uma linguagem de definio de objetos. A modelagem, a renderizao, enfim, a Computao Grfica realizada por programas especialistas chamados Visualizadores ou "Browsers". No entanto, linguagens de programao como o Java ou JavaScript, podem ser usadas internamente para executar procedimentos complexos.
Os browsers existentes atualmente no oferecem o recurso de navegao dentro dos ambientes criados em VRML, por isso faz-se necessria instalao de um plug-in, a fim de tornar possvel a navegao por esses ambientes virtuais
Os plug-ins so programas que adicionam capacidades originalmente no existentes ao browser (assim como a outros aplicativos), dentre elas a de visualizar informao no-HTML. Por definio; plug-in um arquivo contendo dados e ferramentas usadas para alterar, melhorar ou estender a operao de um programa principal. Normalmente so obtidos na Internet por "download" gratuito e armazenados localmente (no disco cliente).
Exemplos de browsers VRML so:
CosmoPlayer (SGI)
Community Place (Sony)
World View (Intervista)
Liquid Reality (Dimension X)
Wirl (VREAM)
Community Place da Sony;
RVE browser.
Cartona: O tamanho do arquivo de aproximadamente 1.2 Mb e o tempo de download e instalao varia de 3 a 8 minutos. Uma vez instalado, voc simplesmente carrega e acessa um cenrio VRML como se fosse uma pgina comum da Web. Este ser o plugin utilizado neste projeto.
Exemplos de modeladores so:
CosmoTM Worlds
Vizx3d
De acordo com Reginaldo Arajo Falco(2001), novas caractersticas, como animao, interao e suporte programao externa, possibilitaram a adio de comportamentos aos objetos de uma cena, fazendo com que os Ambientes Virtuais em 3D sejam bastante dinmicos. A Tabela 1 apresenta as caractersticas mais relevantes desses ambientes.
Tabela 1 - Caractersticas de um Ambiente VRML
Interatividade
Os ambientes VRML respondem s aes do usurio:Portas que se abrem quando so tocadas; campainhas que tocam quando so acionadas; luzes que se acendem quando o usurio entra em um novo ambiente etc.
Animao
Objetos e criaturas que se movem; bolas que saltam; aves que voam; avatarsque passeiam, correm ou saltam etc.
Scripts
Incluso de programao externa, normalmente JAVA ou javascript, para adicionar comportamentos mais complexos aos objetos.
udio
Msica de fundo, rudos ambientes e efeitos sonoros em geral.
Prottipos
Criao de novos objetos que podem ser reutilizados
Fonte: VRML 2.0 Sourcebook, 1997
Segundo sua funcionalidade, pode-se dizer que o VRML representa o anlogo 3D do HTML. Isto significa que o VRML funciona simplesmente como uma linguagem, multiplataforma, para publicao de pginas Web 3D. Seria uma evoluo, motivada pelo fato de que alguns tipos de informao so melhor apreendidas quando inseridas em cenrios 3D, como o caso dos jogos, visualizao cientfica e de engenharia, experimentos educacionais e na arquitetura. Esses projetos normalmente requerem um maior nvel de interao, animao e participao do usurio, muito alm do que possvel atravs das pginas baseadas em texto e imagem, atravs do HTML.
Numa viso mais ampla, o VRML fornece a tecnologia que permite integrar objetos tridimensionais, bidimensionais, texto e multimdia em um nico e consistente modelo. Quando se acresce a isto a combinao com linguagens Script e recursos de Internet, um novo gnero de aplicaes interativas torna-se possvel.
2.2 APLICAES
De acordo com Rosemary Barros Rodrigues(2001), h diversos usos para realidade virtual em conjunto com a linguagem Vrml.
i) Em Medicina pode-se citar:
Simulao Cirrgica: o uso de "cadver virtual" uma ferramenta de muita utilidade no aprendizado sobre o corpo humano e seu funcionamento.
Uso da Realidade Aumentada em Medicina: a idia colocar no mdico um culos com lentes de cristal lquido e atravs destas lentes o mdico v o resultado de exame ao mesmo tempo em que examina como se as informaes do exame estivesse sobrepostas ao corpo do paciente.
Planejamento de Radioterapia: Usando um SRV baseado em HMD(Head-Mounted Display), o mdico pode posicionar-se em qualquer lugar, inclusive na posio de onde os raios partem, e assim "ver" de fato por onde eles iro passar e assim melhorar a eficincia do tratamento.
Ensino de Anatomia: o ensino da anatomia basicamente ilustrativo e assim tem uma aplicao direta de RV.
ii) Em Educao pode-se citar:
Laboratrios Virtuais de Fsica: a fsica , sem dvida alguma, uma das reas que mais se presta ao aprendizado por experimentao e observao de fenmenos. Nestes projetos esto sendo criados ou usados ambientes virtuais nos quais os estudantes, usando um HMD(Head-Mounted Display) e imersos na experincia, podem interagir com os objetos, mudar suas propriedades e observar suas reaes.
iii) Em Arqueologia: possvel dar aos estudantes a oportunidade de navegar por runas reconstitudas virtualmente.
iv) Em Entretenimento pode-se citar:
Tnis Virtual: foi um dos primeiros jogos de RV a surgir no mercado.
Legend Quest: uma espcie de batalha virtual onde quatro jogadores se unem para vencer um inimigo comum e achar um tesouro.
Passeio Ciclistico Virtual: a idia colocar no atleta um HMD(Head-Mounted Display), acomod-lo em uma bicicleta ergomtrica, e medida que este vai pedalando vo sendo mostradas nas telas do HMD, imagens simulando uma estrada virtual que vai sendo percorrida.
v) Em Treinamentos pode-se citar:
Simuladores de Vo: um caso clssico desta situao o treinamento de pilotos de avio para situaes de perigo como perda sbita de combustvel ou um violento deslocamento de ar.
Planejamento de Operaes Militares: uma operao militar que envolve o envio de tropas a um local desconhecido dos soldados, pode-se criar o ambiente do local e familiarizar os soldados com o mesmo
Lanador Virtual de Msseis: o Vitual Stinger Trainer consiste em uma rplica plstica do lanador original, produzindo imagens do cu e terreno (HMD), som e impactos de acordo com as aes do usurio.
Treinamento de Astronautas: foi desenvolvido com a finalidade de treinar os astronautas um SRV que simula as condies encontradas pelos astronautas no espao.
vi)Em Visualizao de Informao pode-se citar:
Visualizao Cientfica: o grande benefcio da SRV na visualizao cientfica a imerso, possibilitando ao usurio uma anlise mais detalhada do experimento ou de dados disponveis.
Visualizao em Negcios: com o acelerado crescimento dos tipos, das fontes e do volume das informaes que esto sendo produzidas atualmente por cientistas, economistas, engenheiros ou executivos, existe uma grande demanda por novas formas de apresentao destes dados. A idia permitir ao usurio a visualizao de um conjunto de dados multivariados em grficos aninhados a um outro sistema de coordenadas, que representa outra varivel. Com uma luva, o usurio pode mover os sistemas de forma que desejar, para uma melhor anlise.
vii)Em Artes pode-se citar:
Do ponto de vista do artista, a RV pode auxiliar no processo de criao, manipulao e visualizao do objeto de estudo. Por exemplo, um escultor pode manipular uma espcie de "argila virtual" para criar suas peas.
viii) Em Telepresena e Telerobtica pode-se citar:
GreenSpace - an immersive communication medium: pretende permitir que pessoas localizadas fisicamente distantes possam compartilhar experincias em ambientes virtuais comuns.
Green Man um rob com dois braos, garras, tronco, pescoo, cabea e dois olhos (cmeras de vdeo), controlado pelos movimentos do corpo de uma pessoa. Os movimentos so medidos por uma espcie de esqueleto externo colocado no usurio e os ngulos formados nas articulaes deste so usados para controlar o rob.
ix) Em anncio Experimental pode-se citar:
Surgindo como uma nova forma de publicidade, os Anncios Experimentais so um tipo de publicidade onde as mensagens de marketing so embutidas em um mundo virtual. Nestes mundos, os consumidores em potencial podem interagir com o produto que est sendo vendido e convencerem-se de suas vantagens.
x)Em Sistemas de Manuteno usando Realidade Aumentada pode-se citar:
A idia que pessoas que trabalham com manuteno de equipamentos sofisticados, possam visualizar informaes tcnicas necessrias ao mesmo tempo em que fazem a manuteno nesses equipamentos, usando um HMD.
2.2.1 ALGUMAS APLICAES NO BRASIL
Aqui neste capitulo, ser apresentada algumas aplicaes que foram desenvolvidas por brasileiros, que esto principalmente muito desenvolvidos no sitemas de E-learning e EAD.
i) EM EDUCAO
A Web pode ser usada para proporcionar as oportunidades para se desenvolver experincias de aprendizado ativo e customizado. Evidncias empricas demonstram o valor do aprendizado cooperativo quando comparado com o aprendizado individual (Carlos J. P. de Lucena).
PROJETO PROFESSOR VIRTUAL
O Projeto Professor Virtual, desenvolvido pela UFSCAR um projeto que visa disponibilizar o acesso ao conhecimento, atravs da EAD. O projeto baseia-se no uso de RV, oferecendo, aos seus usurios (professores e alunos), interfaces virtuais tridimensionais. Esse ambiente permite ao professor ser transportado para uma sala de aula remota e receber as informaes da classe, podendo interagir com os alunos como se estivesse presente (Rosemary Barros Rodrigues, 2001) apud (GRV, 1998; Dizer, 1998).
Ao conectar-se no sistema, o aluno representado na sala de aula virtual por um avatar ( entidade grfica que representa o usurio no ambiente virtual), o qual reflete suas aes, podendo tambm identifica-lo. Ele tem uma viso tridimensional da classe, podendo observar seus colegas, o professor (que possui um grande controle da sala de aula, por exemplo, na restrio de comunicao entre alunos, etc.)
A principal vantagem, de acordo com Dizer (Rosemary Barros Rodrigues,2001) apud (Dizer, 1998), permitir que os alunos possam participar da aula, sem a necessidade de deslocamento geogrfico. Alm disso, entre outros fatores, este sistema caracteriza-se pela necessidade de dispositivos fsicos convencionais, exigindo apenas uma rede de microcomputadores.
AULANET E_LEARNING
Dentre alguns exemplos, est o Aulanet, que consiste em um site de e_learning, que tem como principais diretrizes a coleta de dados estatsticos dos cursos; a criao de uma estrutura flexvel de workflow; o desenvolvimento de um suporte de biblioteca, para reutilizao de contedos; e, finalmente, o suporte ao engajamento com simulao e imerso.
De acordo com Carlos J. P. de Lucena et al, a Educao Baseada na Web (EBW) que o que traz o aprendiz face a face com um universo de informao digital em constante expanso.
O fator principal para o emprego do aprendizado baseado na Web a necessidade de se trazer o treinamento diretamente para o desktop, em uma forma just-in-time contnua(Carlos J. P. de Lucena et al).
O Aulanet, um ambiente de EBW com uma abordagem cooperativa(abordagem de groupware). As abordagens que fazem parte do projeto so abordagem so comunicao, coordenao e cooperao.
De acordo com Carlos J. P. de Lucena et al, o AulaNet um ambiente cooperativo de aprendizado baseado na Web, desenvolvido no Laboratrio de Engenharia de Software (LES) do (PUC-Rio), para a criao e assistncia de cursos a distncia. Os objetivos do AulaNet so: promover a adoo da Web como um ambiente educacional; contribuir com mudanas pedaggicas, dando suporte recriao; encorajar a evoluo do conhecimento; e criar comunidades de conhecimento.
Segundo Carlos J. P. de Lucena et al, com o AulaNet o professor no precisa saber qualquer linguagem de programao para a Internet a fim de criar, alterar e ministrar cursos a distncia.
Carlos J. P. de Lucena et al esclaree que:
"Atualmente, o AulaNet verso 1.9 est disponvel tanto em lngua portuguesa quanto em lngua inglesa . H mais de 1800 participantes registrados (dos quais 3% possuem privilgio de docncia) e ele j est sendo utilizado para oferecer mais de 40 cursos atravs da Web".
figura 4.Portal Aula net.
REALIDADE VIRTUAL APLICADA AO ENSINO DE COMPUTAO E ENGENHARIA
Outro projeto desenvolvido na Universidade Federal do Par o Projeto de Realidade Virtual Aplicada ao Ensino de Computao e Engenharia. J foram desenvolvidas as seguintes aplicaes:
LVEE - Laboratrio Virtual de Experincias de Eletrnica
uma proposta de uso educacional da RV aplicado a Engenharia Eltrica para realizar experincias de circuitos eltricos com componentes passivos (resistor, capacitor e indutor).
Ambientes Virtuais para Simulao de Algoritmos de Roteamento
Em um dos seus mdulos, est voltado para ensino de mecanismos de roteamento de pacotes em redes de computadores. Este, um ambiente virtual tridimensional que propicia ao aluno analisar e simular uma malha de roteadores baseados no algoritmo de menor custo de Dijkstra.
O PROJETO LANTEG - LABORATRIO DE NOVAS TECNOLOGIAS PARA O ENSINO DA ENGENHARIA ELTRICA
O Projeto LANTEG vem sendo desenvolvido no Departamento de Eletrotcnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Ele objetiva a pesquisa, teste e produo de novas tecnologias da informao e comunicao. Atualmente, as suas principais atividades esto direcionadas para:
O uso da tecnologia da Realidade Virtual como ferramenta de modelagem e visualizao no ensino da Engenharia Eltrica e;
A implementao de um portal educacional, via Internet, com recursos complementares para o aprendizado a distncia dos alunos do Departamento de Eletrotcnica.
Este projeto consiste em dois ambientes, um virtual e outro real:
Ambiente Virtual:
Textos eletrnicos bsicos das disciplinas da graduao e tutoriais sobre tpicos fundamentais para a formao do engenheiro eletricista;
Conjuntos de experincias de laboratrio desenvolvidas em ambientes virtuais (laboratrios virtuais). Esses laboratrios virtuais consistem de colees de visualizaes, simulaes e modelagens de fenmenos bsicos da engenharia eltrica via o uso de recursos da computao grfica. Um laboratrio virtual disponibiliza animaes, applets, simulaes alm de modelagens e visualizaes interativas desenvolvidas em VRML (Virtual Reality Modeling Language);
Bibliotecas de recursos audiovisuais englobando bancos de imagens, arquivos de vdeo, grficos, tabelas e seqncias de slides em sistemas de apresentao;
Colees de visitas virtuais a lugares onde aspectos relacionados engenharia eltrica possam ser aprendidos por visualizao. Essas visitas esto sendo, em sua maioria, desenvolvidas em VRML; simulaes e modelagens de fenmenos bsicos da engenharia eltrica via o uso de recursos da computao grfica.
Ambiente Real
Ele um espao a ser equipado com recursos de hardware, software, vdeo, som, imagem, comunicao e instrumental para realizao de sesses de "Realidade Virtual Imersiva".
Sala de aula moderna equipada com recursos de hardware, software e comunicao para a realizao de instruo presencial;
Sede para a implementao dos programas de ensino a distncia, apoio profissional e educao continuada do Departamento de Eletrotcnica da UFRJ;
Centro de pesquisa e desenvolvimento de recursos educacionais em multimdia para o Projeto LANTEG
Centro de estudo e treinamento em Engenharia Eltrica via uso de Realidade Virtual.
ii)DESERTESEJO: um projeto de ambiente virtual multiusurio na Web
De acordo com Gilbertto Prado(2000), Desertesejo um campo vasto para experimentaes e produes artsticas que se encontram em pleno desenvolvimento. Isso faz parte da inteno de alguns artistas contemporneos, tambm inseridos neste contexto da Web, de criarem espaos interativos que revelem as relaes das pessoas diante destas tcnicas que elas mesmo inventam, produzem, experimentam, incorporam e compreendem de diferentes maneiras No caso do projeto Desertesejo, na rea de chat 3D, pode se ter at 50 participantes simultaneamente partilhando o mesmo espao, conversando, vendo os outros avatares e se deixando ver e se deslocando entre eles Desertesejo um ambiente virtual interativo multiusuario para Web que explora poeticamente a extenso geogrfica, rupturas temporais, a solido, a reinveno constante e a proliferao de pontos de encontro e partilha.
2.2.2 ALGUMAS APLICAES FORA DO BRASIL
Existem muitas aplicaes relevantes de Realidade virtual utilizando, entre outras a Linguagem VRML como padro de desenvolvimento que foram desenvolvidas fora Brasil. Abaixo estaro apresentadas algumas aplicaes em diversas reas diferentes.
i) EM EDUCAO
Fora do Brasil h muitas aplicaes nas reas de pesquisa e implantao de laboratrios virtuais para a melhoria das aulas dentro de classe. Abaixo esto detalhadas algumas aplicaes na educao de forma geral.
ScienceSpace - Laboratrios Virtuais de Fsica
O projeto ScienceSpace uma srie de experimentos de controle para avaliar o potencial da RV na educao em cincias (PSS, 1997). O foco primrio do projeto determinar quando os estudantes podem demonstrar um melhor entendimento dos conceitos cientficos tendo uma experincia de RV direta e interativa com os fenmenos em questo.
VREL - Laboratrio de Realidade Virtual e Educao
VREL (Virtual Reality and Education Laboratory), na East Carolina University, possui pesquisas relacionadas aplicao de RV na educao (VREL, 1995). Esse laboratrio trabalha para o desenvolvimento de softwares voltados a educao de crianas.
Virtual Physics Lab
O Virtual Physics Lab uma sala na qual existe uma mesa, pndulos, duas bolas, dispositivos de controle (para configurar parmetros) e dispositivos para visualizao dos resultados da experincia. Cada um desses elementos serve para um propsito especfico, por exemplo, a mesa a superfcie na qual so executadas as experincias, as bolas vermelha e azul e o pndulo so os trs objetos na sala que obedecem as lei da fsica, e so os objetos da experimentao. O estudante pode acionar os objetos diretamente, ou pode usar controles para alterar e monitorar os parmetros do ambiente. Com isso podem ser estudados a acelerao gravitacional, coeficientes de atrito entre superfcies, coeficientes de restituio para cada bola, o tamanho de um pndulo simples, etc.
NewtonWorld - Explorao das Leis de Newton
O nome NewtonWorld intencional para explorao das Leis de Newton de movimento como tambm a conservao de energia cintica e impulso linear. Em NewtonWorld, estudantes passam tempo ao redor de uma rea de atividade que um corredor aberto. Em uma dimenso ao longo do eixo do corredor, duas bolas se movem e ricocheteiam umas na outra ou nas paredes, o espaamento igual das colunas e linhas no cho do corredor ajudam os estudantes a avaliar a distncia e velocidade. Estudantes interagem no NewtonWorld com uma "mo virtual" e um sistema de menu virtual.
PaullingWorld
O mundo virtual desenvolvido mais recentemente no projeto ScienceSpace pessoa examinar a estrutura de molculas pequenas e grandes de qualquer ponto de vista, em uma nica ou vrias representaes.
Ensino de Anatomia
O ensino da anatomia basicamente ilustrativo. Usualmente, alm dos cadveres, a ferramenta mais utilizada pelos estudantes so livros com folhas transparentes superpostas, os chamados Atlas de Anatomia, onde cada uma delas contm a imagem de uma parte do corpo humano, que pode ser estudada em relao as demais.
Literatura
A idia principal desenvolver um ambiente virtual com o mximo de caracterstica da obra lida, incluindo personagens, lugares, etc., uma espcie de obra literria virtual, e assim incentivar os alunos a interagir com o ambiente, para posteriormente procurar informaes mais detalhadas na obra literria.
Um bom exemplo pode ser encontrado em (Stock, 1996), a professora Juanita Keller Stock, da escola Haywood Community College, buscava formas de criar em sala de aula uma espcie de debate sobre cada obra lida surgiu a idia de criar um "livro virtual" na esperana de que imerso na histria o aluno tivesse mais interesse em observar os detalhes do livro.
Um exemplo de livro virtual uma cena do livro "A good man is hard to find" de Flennery O'Conner. Usando culos de RV, os alunos eram imersos na cena e podiam como que "caminhar pela histria".
ii) EM ARQUEOLOGIA
O Centro de Estudos de Arquitetura em Bryn Mawr est criando arquivos dos principais monumentos arqueolgicos ao redor do mundo usando programas de CAD. A partir destes modelos, com SRV ser possvel dar a estudantes a oportunidade de navegar por estas runas reconstitudas. Futuramente, poder ser possvel a uma turma de alunos, realizar uma viagem, por exemplo, por dentro das pirmides do Egito ou pelas ruas da cidade de Pompia (Pinho, 1996).
iii) EM REALIDADE VIRTUAL E O TRABALHO COM PORTADORES DE DEFICINCIA
Um sistema desenvolvido na Universidade da Tasmnia possibilita a interpretao da linguagem de sinais (Vamplew, 1994). Neste sistema (SLARTI Sign Language Recognition System), o usurio veste uma luva de RV e os movimentos de seus dedos so lidos e interpretados por uma rede neural que converte os movimentos em texto, permitindo que dois surdos possam comunicar-se, por exemplo, em um sistema de teleconferncia via Internet.
Outro projeto interessante, referenciado em (Dizer, 1999), foi proposto pela empresa Praire Company, que ganhou o prmio Virtual Reality Software and Application Product of the Year com a sua Cadeira de Rodas Virtual. O propsito do produto foi criar uma ferramenta para projetar e testar a construo de equipamentos e prdios e avaliar se estes adaptam-se ou no ao uso por portadores de deficincia em cadeiras de rodas.
iv) TERRA DIGITAL GOOGLE EARTH
O Terra Digital uma aplicao tridimensional da terra com imagens geradas por satlites de pelo menos trs anos atrs. Para utilizar o software v at esse endereo http://www.earthviewer.com onde disponibiliza uma verso gratuita para download. As imagens s podero ser processadas com a utilizao da internet.
Conforme esclarece David Lorenzini(2005), as promessas da terra digital alcanam a uma riqueza da informao da terra em uma maneira que qualquer um pode compreender. Imagine se voc poderia viajar em qualquer lugar e ver o lugar enquanto ele existe realmente. Voc pode ver mapas de rua, listas do negcio, census e dados estatsticos, relatrios do tempo e do trfego, e informao especfica de indstrias so adicionadas para aumentar a compreenso e permitir aplicaes do comrcio eletrnico dentro deste mundo virtual, tudo isso em seu computador pessoal conectado a Internet, usando a terra digital.
Figura 5: Google Earth
Fonte:www.google.com
v)VLNET - REDE VIRTUAL DA VIDA
Para acentuar o sentido de presena dentro Ambientes Virtuais em rede importante aumentar a qualidade de interao social ou fsica de participantes mutuamente e com o ambiente. Este aumento de qualidade pode ser alcanada modelando e animando realsticamente o corpo humano que representa o participante, juntamente com a comportamento natural dos objetos no ambiente.
O processo de interao em um ambiente virtual, seja ele imersivo ou no, considerado atualmente como sendo um sistema contnuo onde cada ao do usurio deve ser respondida com uma ao do controlador do sistema de ambiente virtual. A idia de interfaces entre seres humanos e sistemas deste tipo bastante antiga. Entretanto, algumas premissas bsicas aplicam-se totalmente interao em ambientes virtuais, Marcio Serolli Pinho.
De acordo com Igor-domingo Pandzic, Tolga K. Capin, Et all, um ambiente virtual deveria dar aos usurios um sentimento de presena dentro deste ambiente, desde que a interao seja melhor e uma interface intuitiva. Presena requer que o participante torne-se parte do ambiente, e interaja com o ambiente usando caminhos naturais. O grau de presena aumenta com um nvel aumentado de fsica ou interao social com reaes apropriadas do ambiente. Portanto, um sistema multi-usurio de ambiente virtual deveria fornecer representao precisa e eficiente e interao dos objetos com animao realstica, assim como administrao eficiente de comunicao.
Diversos tipos de motores impulsionam a Rede virtual da vida. Dentro os diversos motores do VLNET est o Motor De Emoo que atualiza a entrada do usurio juntando as partes superiores do corpo. Algumas das representaes de emoo possveis: a) prestando ateno, b) cansado, c)surpreendido.
A representao do usurio no VLNET baseado no HUMANOID articulado modelo de corpo (Igor-domingo Pandzic, Tolga K. Capin, Et all ) apud [Boulic95], As expresses Faciais esto dentre os meios mais importantes de comunicao humana, expressando intenes, pensadas e sentimentos [Pandzic 94] (Igor-domingo Pandzic, Tolga K. Capin, Et all ) apud (Pandzic,1994).
Eles implementaram a comunicao facial por capturar o rosto do usurio usando uma cmera e distribuindo isto no tempo real para outros usurios. Assim o ator virtual tem o real movimento do rosto do usurio remoto.
A arquitetura de comunicao do sistema do VLNET baseado em um modelo client/server com elos entre os servidores.
Quando o cliente estabelece conexes com o servidor, o primeiro de servidor fornece a descrio da cena ao novo cliente, incluindo todo o objeto necessrio para construir e visualizar o ambiente virtual. Todo os outros clientes so informados que um novo usurio entrou no mundo virtual.
A informao da representao do usurio (descrio de corpo, rosto) trocado entre todo os usurios, passando atravs do servidor. Isto segura que cada usurio pode fornecer a descrio do seu corpo e rosto e assim seja reconhecido por outros.
Quando um usurio deixa sua sesso do VLNET, o servidor o cancela da sua lista de cliente e informa a todos os outros clientes, assim assegurando que este usurio desaparea do ambiente.
H tambm a necessidade de construir um motor de emoo que automaticamente reconhece a emoo do participante real, e atualiza a realidadedo corpo correspondente para esta emoo.
vi) ICSPACE - UM ESPAO CULTURAL ABERTO NA INTERNET
Este espao cultural pretende tornar-se um espao capaz de promover um intercmbio cultural pela rede integrando pessoas e provendo conhecimento, prov para a comunidade artstica a possibilidade de construir um ambiente dinmico e aberto na rede. Os usurios interagem com o ICSPACE assumindo um dentre dois papis: autor ou visitante.
No papel autor o usurio visita o centro para escolher a posio mais adequada para expor sua obra. No papel visitante o usurio pode passear pelas salas e interagir com outros visitantes e com os prprios autores. A utilizao de avatares para representar os usurios permite que os usurios percebam a presena de outros visitantes e, ento, possam comunicar-se com eles. Os visitantes ainda podem registrar crticas e apreciao da expresso artstica relativas as obras expostas(Anderson Souza de Arajo et all,2005).
O nmero total de obras expostas no ICSPACE limitado, sobretudo, pelo espao de armazenamento. Para administrar tal problemtica o espao cultural utiliza estratgias de exposio e uma poltica de substituio de obras (Anderson Souza de Arajo et al,2005l).
Figura 6 : Entrada principal do ICSpace
vii) MARS PATHFINDER MISSO DE EXPLORAO DE MARTE
J com o advento da linguagem VRML, outras novas aplicaes de grande interesse para a humanidade podem ser hoje facilmente visualizadas pela Nasa e por meros usurios da internet, como a Misso pathfinder, melhor detalhada abaixo.
A NASA tambm foi muito importante nesse processo de explorao do ciberespao, foi a abertura de uma era onde a rede de pesquisas acadmicas e comerciais que evoluram numa nova indstria baseada nessa tecnologia. Convergiram para ela pesquisadores que passavam alternadamente da NASA a Atari ou Xerox, entre outras. A NASA foi um centro de convergncia de pesquisadores que logo constituram suas prprias empresas em RV (Gilbertto Prado,2000).
Os objetivos cientficos incluem entrada na atmosfera, imagens de curta e longa distancia. The Mars PathFinder o segundo projeto da Nasa em relao Marte. A misso composta por uma estao de lanamento e transmisso de dados (Sagan Memorial Sation) e um rob de explorao de superfcies (Sojourner). O objetivo primrio da misso a demonstrao de costas baixas para pousos e explorao do solo de Marte, composio do solo e das rochas, e meteorologia, com objetivo principal de saber das possibilidades de futuras exploraes.
modelos terrenos de RV
sistema solar
panorama de realidade virtual
Figura 7: Misso Mars Pathfinder
CAPITULO 3
A "Fatec Virtual"
3.1 INTRODUO
A "Fatec Virtual" e um ambiente tridimensional que pretende mostrar o espao fsico do campus Faculdade de Tecnologia de So Paulo - sediado no municpio de Ourinhos-SP. Tal ambiente permitir que usurios naveguem e interajam com o mesmo de uma maneira intuitiva.O presente captulo tem como objetivo discorrer acerca da construo deste sistema e alguns trabalhos semelhantes realizados por outras instituies. Tambm so includos assuntos sobre as linguagens e ferramentas utilizadas.
3.2 DESCRIO DO SISTEMA
A "Fatec Virtual" ser implementado como um Sistema No-Imersivo Centralizado. Entretanto o software de visualizao utilizado pode oferecer suporte a dispositivos de E/S especficos para aplicaes de Realidade Virtual, como teclados e mouse. A modelagem tem por objetivo representar apenas a estrutura externa dos edifcios presentes no espao fsico real do campus, exceto o Bloco A, que ter partes de suas estruturas internas modeladas, tais como salas de aula e laboratrios. O nvel de detalhamento pelo qual se optou para a implementao no to simples que no consiga perfazer boa representao do ambiente real. Mas tambm no to detalhado que seja necessrio um hardware muito avanado para uma boa performance. Optou-se, portanto, por um meio termo entre qualidade e desempenho.
Dentre os usurios que mais possam se interessar pelo ambiente construdo neste projeto, destacam-se os vestibulandos candidatos a cursos oferecidos pelo campus e professores interessados em lecionar na instituio, ambas as categorias de usurios no residentes no municpio Ourinhos-SP. Para que estes usurios tenham acesso a "Fatec Virtual" , e necessrio que o ambiente esteja hospedado em um servidor de Internet, de modo que qualquer pessoa possa navegar pelo ambiente. O acesso ao ambiente atravs da Internet se d seguinte forma: o sistema localizado em um servidor de web. Os arquivos VRML solicitados trafegam pela Internet at o navegador utilizado pelo usurio.
Ao carregar os arquivos, o plugin VRML faz a interpretao do cdigo contido nos arquivos e envia a resposta para o usurio atravs de um monitor de vdeo. A interao realizada pelo usurio com o ambiente e enviada, na forma de comandos, de volta ao plugin VRML, que ir interpretar a interao do usurio e novamente enviar os resultados atravs do vdeo. Todo este procedimento descreve a arquitetura do sistema e ilustrado na Figura 8.
Figura 8: Arquitetura do sistema "Fatec Virtual" .
A Tabela A.2 descreve os requisitos mnimos do sistema (hardware e software) para que o usurio consiga navegar pelo ambiente. Porm, recomenda-se um hardware superior ao descrito nesta seo para que se possa lograr um desempenho timo na execuo.
3.3 VRML
Existem atualmente diversas linguagens de programao disponveis para a modelagem de objetos e ambientes tridimensionais. Dentre as mais conhecidas no desenvolvimento de aplicaes de Realidade Virtual (citadas no Captulo 1), o Java3D, X3D e VRML atendem ao requisito da programao de ambientes navegveis em plataforma web. Para a construo da "Fatec Virtual" , foi escolhida a VRML, sendo esta escolha devida `a apresentao de uma quantidade suficiente de documentao e exemplos para seu aprendizado.
3.4 TRABALHOS CORRELATOS
Alguns trabalhos semelhantes a "Fatec Virtual" tem sido realizados por outras universidades brasileiras, como o da Faculdade de Arquitetura da Universidade Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), o qual se encontra disponvel no endereo http://www.campusvirtual.ufrgs.br/ [Pinho et al., 1999]. Tambm foram encontradas referncias a trabalhos realizados pelos campi de Porto Alegre da Pontifcia Universidade Catlica do Rio Grande do Sul (PUCRS) [Pinho et al., 1999], Universidade Federal de So Carlos (UFSCAR) [UFRGS, 2005] e Universidade Braz Cubas (UBC) [Provenzano and Karvelis, 2005], mas por algum motivo desconhecido no puderam ser acessados (acredita-se que os trabalhos foram retirados do servidor de Internet onde se encontravam hospedados).
Consulte a seo 2.7 para obter mais exemplos de aplicaes que utilizam Realidade Virtual.
3.5 A CONSTRUO DA "Fatec Virtual"
A construo do ambiente virtual do Campus de Ourinhos segue as especificaes de requisitos contidas no apndice A. Muito foi pesquisado acerca de projetos de software, e constatou-se que os modelos disponveis mostraram-se inadequados para a representao do "Fatec Virtual" , uma vez que os mesmos prezam informaes como a aquisio, transformao e armazenamento dos dados. Assim, a obteno dos dados originados da interao do usurio com o sistema e a transformao dos mesmos realizada pelo software de visualizao que atua junto ao browser, cujo projeto foge completamente ao escopo do presente trabalho. Ademais, o sistema no realiza o armazenamento das informaes obtidas.
Para a construo da "Fatec Virtual" foi utilizado um computador Desktop PC com processador AMD Athlon CPU 1.99GHz, 224MB de memria RAM, placa de vdeo NVIDIA TNT2 32MB, sistema Microsoft Windows XP Professional, navegadores Internet Explorer 6. O software de visualizao para VRML escolhido foi o Cortona Player 4.2 desenvolvido e distribudo gratuitamente pela ParallelGraphics [Parallel Graphics, 2005]. A escolha do plugin de visualizao se baseou na facilidade de uso e instalao do mesmo. O apndice C apresenta um guia de utilizao para este plugin.
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http://www.inf.pucrs.br/grv/PUCVirtual
http://www.dc.ufscar.br/grv/galeria.htm
http://members.fortunecity.com/ubcvrml/
De posse das ferramentas necessrias, tanto hardware quanto software, iniciou-se a modelagem do prdio de salas de aulas e laboratrios (correspondente ao bloco A da Figura10 onde apresentado a planta do ambiente virtual modelado. Consulte a tabela B.1 para maiores informaes a respeito dos blocos contidos na planta.). Para isso, foram tiradas as medidas, com o auxlio do programa Auto Cad, de modo que a modelagem seguisse as mesmas propores em relao ao ambiente real. Porm algumas medidas no constavam na planta, como a altura dos prdios.
Para contornar esta dificuldade, foi utilizada uma maquina fotogrfica digital e um editor de imagens. Assim, foi possvel calcular, atravs de razes e propores, as medidas no obtidas atravs da planta. O uso da maquina fotogrfica tambm foi bastante til na obteno de imagens utilizadas como texturas, proporcionando assim um maior realismo.
Foi utilizada na implantao do ambiente somente os blocos existentes na realidade, pois a planta consiste em mais blocos que ainda no foram construdos. A implementao do Bloco A incluiu a modelagem de duas salas de aula (uma representando as salas localizadas ao lado direito e outra, as salas do lado esquerdo do corredor) e objetos como carteiras, quadro negro, luminrias, portas e janelas. Tambm foi modelado o laboratrio de informtica, contendo objetos tais como mesas, computadores, tela de projeo, quadro branco e ar condicionado (a VRML confere recursos que permitem a modelagem de objetos de forma modular, possibilitando que um objeto seja reutilizado quantas vezes forem necessrias. Assim, objetos como portas, luminrias, cadeiras, computadores, etc. foram bastante reutilizados na construo das salas e laboratrios).
