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Este blog resultou de um trabalho realizado no âmbito da Introdução à Teoria da Interatividade na disciplina de aplicações informáticas . A interatividade pode ser definida como a possibilidade de o utilizador dar instruções ao sistema, quer seja através de ações efetuadas neste ou nos seus objetos.
Neste trabalho vamos abordar alguns conceitos tais como Realidade virtual, Ergonomia, renderig, interatividade, entre outros.
O objetivo desta pesquisa é ficar a conhecer o tema e realizar um dossier como auxiliar de estudo. Assim como este trabalho nos ajudou a estudar esperemos que também possa auxiliar outras pessoas com o mesmo interesse.
domingo, 19 de março de 2017
O GUI (Graphical User Interface), ou Interface Gráfica.
GUI (Graphical User Interface) é um tipo de interface do utilizador (UI – User Interface). O que
difere a Interface gráfica da simples interface de utilizador é que nesta última para trabalhar com o
computador é necessário introduzir os comandos desejados manualmente. Numa GUI é possível
interagir com o computador usando dispositivos digitais (tais como o rato, o teclado e o joystick)
através de elementos gráficos. Estes elementos gráficos denominam-se widgets. Esta interface
gráfica dá a sensação ao seu utilizador da manipulação direta dos widgets que fazem parte dela.
Todos os sistemas operativos atuais possuem uma GUI própria, que permite ao utilizador interagir com o computador e realizar as tarefas desejadas.
Através do desenvolvimento desta nova interface gráfica, foi possível criar ambientes virtuais, os tais chamados “ambientes imersivos”. Esta sensação de imersão é conseguida através da estimulação dos sentidos do utilizador, com o auxílio de dispositivos como o ‘capacete de visualização’, ‘datagloves’ (luvas de dados), entre outros.
a) Evolução histórica da interface Homem-Máquina
A verdade é que a relação entre o homem e a máquina nunca esteve tão próxima como hoje em dia. As novas tecnologias têm possibilitado um contacto mais próximo entre a máquina e o homem. A máquina simples evoluiu até à supermáquina que conhecemos hoje como “computador”, com o qual trabalhamos praticamente todos os dias. O nível de interatividade foi igualmente crescendo, desde a introdução de um comando no MS-DOS até a um simples clique no rato. A interface Homem-Máquina atual foi fruto da evolução da tecnologia, com avanços em diversas áreas. As mais importantes foram as seguintes:
Em 1958, Comeau e Bryan desenvolveram o primeiro protótipo de um capacete com um sistema de circuito fechado de televisão integrado no próprio capacete. O sistema possuía sensores que permitiam deslocar as câmaras de acordo com os movimentos da cabeça do utilizador, criando uma sensação de presença no ambiente virtual. Produzido posteriormente pela Philco, ficou conhecido como HMD (Head-Mounted Display).
Em 1962, Morton Heiling, um cineasta, desenvolveu um simulador denominado Sensorama. Este simulador permitia ao utilizador experimentar as sensações de uma viagem num veículo de duas rodas. Eram utilizadas imagens 3D, som stereo, vibrações e aromas.
Todos os sistemas operativos atuais possuem uma GUI própria, que permite ao utilizador interagir com o computador e realizar as tarefas desejadas.
Através do desenvolvimento desta nova interface gráfica, foi possível criar ambientes virtuais, os tais chamados “ambientes imersivos”. Esta sensação de imersão é conseguida através da estimulação dos sentidos do utilizador, com o auxílio de dispositivos como o ‘capacete de visualização’, ‘datagloves’ (luvas de dados), entre outros.
a) Evolução histórica da interface Homem-Máquina
A verdade é que a relação entre o homem e a máquina nunca esteve tão próxima como hoje em dia. As novas tecnologias têm possibilitado um contacto mais próximo entre a máquina e o homem. A máquina simples evoluiu até à supermáquina que conhecemos hoje como “computador”, com o qual trabalhamos praticamente todos os dias. O nível de interatividade foi igualmente crescendo, desde a introdução de um comando no MS-DOS até a um simples clique no rato. A interface Homem-Máquina atual foi fruto da evolução da tecnologia, com avanços em diversas áreas. As mais importantes foram as seguintes:
Em 1958, Comeau e Bryan desenvolveram o primeiro protótipo de um capacete com um sistema de circuito fechado de televisão integrado no próprio capacete. O sistema possuía sensores que permitiam deslocar as câmaras de acordo com os movimentos da cabeça do utilizador, criando uma sensação de presença no ambiente virtual. Produzido posteriormente pela Philco, ficou conhecido como HMD (Head-Mounted Display).
Em 1962, Morton Heiling, um cineasta, desenvolveu um simulador denominado Sensorama. Este simulador permitia ao utilizador experimentar as sensações de uma viagem num veículo de duas rodas. Eram utilizadas imagens 3D, som stereo, vibrações e aromas.
Em 1968, Ivan Sutherland da Universidade de Harvard,
construiu o primeiro capacete de visualização com imagens geradas em
computador que contava com um sistema de sensores. Foi também conhecido
por Head-Mounted Three Dimensional Display.
Em 1969, Myron Krueger criou o Videoplace, que capturava imagens do utilizador e
projetava-as numa tela em que as pessoas podiam interagir com os objetos e ambientes gerados a
computador.
Em 1986, a NASA criou um ambiente virtual que permitia ao utilizador indicar comandos de voz, manipular objetos virtuais a partir do movimento das mãos e ouvir uma voz 3D sintetizada por um computador.
Em 1987, a VPL Research torna-se pioneira na comercialização de tecnologias de realidade virtual como a The Data Glove (luva de dados) e o Eye Phone (capacete de visualização).
b) Os Ambientes Gráficos atuais, Ergonomia e Sentidos
Em 1986, a NASA criou um ambiente virtual que permitia ao utilizador indicar comandos de voz, manipular objetos virtuais a partir do movimento das mãos e ouvir uma voz 3D sintetizada por um computador.
Em 1987, a VPL Research torna-se pioneira na comercialização de tecnologias de realidade virtual como a The Data Glove (luva de dados) e o Eye Phone (capacete de visualização).
b) Os Ambientes Gráficos atuais, Ergonomia e Sentidos
Os ambientes gráficos atuais representam boa qualidade, necessitando por isso, de computadores e
dispositivos periféricos com mais capacidades para a sua formação. Transmitem
ao utilizador a sensação de realidade e permitem uma análise mais cuidada e
correta da informação.
A
qualidade dos ambientes gráficos é um importante na imersão do utilizador,
principalmente quando este é criado a partir de um ambiente real. Pois quanto
mais reais se apresentarem aos olhos do utilizador mais imerso este poderá
sentir-se no ambiente virtual.
Para
tornar os ambientes gráficos mais realistas são utilizados: o rendering
e o mapeamento de texturas que são duas técnicas que contribuem para a
formação de imagens de boa qualidade.
O rendering é uma operação que
permite transformar os dados gráficos em dados de imagem. Para se obter um rendering
adequado é necessário definir corretamente a iluminação do ambiente e a posição
relativa dos objetos no mundo virtual. Tal como requer uma definição correta
das propriedades que fazem parte da constituição dos objetos e do mapeamento
das texturas a aplicar.
O
desenvolvimento de equipamentos cada vez mais adaptados ao utilizador e às suas
funções é o resultado dos estudos efetuados pela ergonomia. Desta forma, evitam-se situações de mal-estar no
utilizador criadas pelos equipamentos de realidade virtual devido a
características como o seu peso, as suas dimensões, e o seu modo de
funcionamento.
Interatividade
a) Conceito
A interatividade num ambiente virtual pode ser definida como a possibilidade de o utilizador dar instruções ao sistema e o modo como faz, quer seja através de ações efetuadas neste ou nos seus objetos. A partir daí, o sistema muda, adaptando-se e criando novas situações ao utilizador.
b) Características ou Componentes
As caraterísticas da interatividade são:
A interatividade num ambiente virtual pode ser definida como a possibilidade de o utilizador dar instruções ao sistema e o modo como faz, quer seja através de ações efetuadas neste ou nos seus objetos. A partir daí, o sistema muda, adaptando-se e criando novas situações ao utilizador.
b) Características ou Componentes
As caraterísticas da interatividade são:
- A comunicação, que cria precisamente uma ligação mútua entre sistema e utilizador a partir de dispositivos na periferia do sistema;
- O feedback, que nos dá a capacidade de controlar a forma como os objetos inseridos no ambiente virtual são manipulados, através de estímulos sensoriais sistema-utilizador;
- O controlo e a resposta, que consentem ao sistema a capacidade de regular e atuar diretamente nos comportamentos dos objetos pertencentes ao ambiente virtual;
- O tempo de resposta, que é o tempo que passa desde que o utilizador faz uma ação sobre um dos objetos até que se dá a modificação pretendida no sistema;
- A adaptabilidade, que se trata da aptidão que o sistema tem de alterar o ambiente virtual tendo em conta as ações do utilizador sobre os seus objetos.
Tendo em conta a relação Homem-máquina, podemos distinguir 3 níveis de interatividade:
reativa, coativa e proactiva.
- Reativa, o utilizador tem um controlo limitado sobre os conteúdos do ambiente virtual. A interação e o feedback são controlados pelo sistema e seguem um caminho pré-programado.
- Coativa, o utilizador tem o controlo da sequência, do ritmo e do estilo das ações desenvolvidas sobre os conteúdos do ambiente virtual.
- Proactiva, o utilizador tem o controlo da estrutura e do conteúdo das ações desenvolvidas no ambiente virtual.
Os níveis de ação sensorial podem ser classificados em três tipos: elevada, média e baixa.
- No nível de interação elevada o utilizador está imerso num ambiente virtual, onde todos os seus sentidos são estimulados.
- No nível de interação média apenas alguns sentidos do utilizador estão a ser utilizados e existe um controlo limitado do desenrolar da ação no ambiente virtual.
- No nível de interação baixa o utilizador não se sente integrado no ambiente virtual e só alguns dos seus sentidos estão a ser utilizados.
- Hierárquica – Este tipo de interatividade é desenvolvido de forma reativa, o utilizador navega no sistema a partir de um conjunto de opções predefinidas, podendo definir um trajeto;
- De atualização – Este tipo de interatividade desenvolve-se de forma proactiva e pode variar de um formato mais simplificado de perguntas e respostas até formatos bem mais complexos podendo apresentar componentes de inteligência artificial, a interatividade entre o sistema e o utilizador permite gerar conteúdos atualizados e individualizados em resposta aos estímulos gerados pelo utilizador;
- Construtiva – Este tipo de interatividade é uma extensão do tipo de interatividade de atualização e desenvolve-se de forma proactiva. O utilizador, de modo a atingir um determinado objetivo, constrói um modelo por manuseamento de objetos, precisando portanto de seguir a sequência correta de ações a realizar até conseguir obter o resultado pretendido;
- Sobre objetos – O utilizador ativa objetos utilizando o rato ou um outro dispositivo apontador para obter respostas por parte do sistema. Estes objetos alteram o seu funcionamento consoante fatores específicos;
- Linear – Este tipo de interatividade desenvolve-se de forma reativa e o utilizador pode definir o sentido da sequência das ações desenvolvidas no ambiente virtual, mas apenas acedendo à seguinte ou à precedente. Assim, sendo uma interação linear é mais fácil gerar ações;
- De suporte – Este tipo de interatividade desenvolve-se de forma reativa, o utilizador recebe do sistema apoio sobre o seu desempenho através mensagens de ajuda e manuais;
- Reflexiva – Este tipo de interatividade desenvolve-se de forma proactiva. O sistema formula perguntas às quais o utilizador responde e pode comparar as suas respostas com as de outros utilizadores ou com as de especialistas, fazendo-o refletir sobre as mesmas;
- De hiperligação – Este tipo de interatividade desenvolve-se de forma proactiva, o sistema
determina as ligações de que precisa a fim de garantir que o utilizador possa aceder aos seus
elementos de todos os trajetos possíveis, criando assim um ambiente mais flexível.
https://youtu.be/rkb_UMcn8OA
Realidade Virtual
a) Conceito
Realidade virtual consiste numa tecnologia de interface avançada que permite ao utilizador interagir, visualizar e manipular objetos em diversos ambientes. O objetivo desta interface complexa é recriar ao máximo a sensação de realidade no utilizador e fazer com este a sinta como se fosse real. Para isto, são utilizados equipamentos (como luvas de dados) para que exista estimulação não só da visão, mas também dos outros sentidos do utilizador.
b)
Simulação da realidade
Os ambientes virtuais permitem uma simulação da realidade, ou seja, uma imitação do mundo real. Estes ambientes virtuais possibilitam simular experiências, de modo a economizar dinheiro e tempo, e atingir objetivos que de outro modo não poderiam ser alcançados.
c)
Realidade Imersiva e não Imersiva
A realidade imersiva corresponde à experimentação de um ambiente virtual por parte do utilizador no qual o mesmo se sente inserido e pronto a interagir. Para que estes apresentem determinados níveis de qualidade é necessário que o local e a posição em que o utilizador se encontra sejam os mais propícios assim como a importância do som e da imagem.
A realidade não imersiva trata-se da não experimentação de um ambiente virtual por parte do utilizador, logo neste caso o utilizador está como que excluído do ambiente. Como exemplo temos o caso da visualização de imagens 3D a partir de monitores e dispositivos como o rato, teclado e joystick.
Realidade virtual consiste numa tecnologia de interface avançada que permite ao utilizador interagir, visualizar e manipular objetos em diversos ambientes. O objetivo desta interface complexa é recriar ao máximo a sensação de realidade no utilizador e fazer com este a sinta como se fosse real. Para isto, são utilizados equipamentos (como luvas de dados) para que exista estimulação não só da visão, mas também dos outros sentidos do utilizador.
Os ambientes virtuais permitem uma simulação da realidade, ou seja, uma imitação do mundo real. Estes ambientes virtuais possibilitam simular experiências, de modo a economizar dinheiro e tempo, e atingir objetivos que de outro modo não poderiam ser alcançados.
A realidade imersiva corresponde à experimentação de um ambiente virtual por parte do utilizador no qual o mesmo se sente inserido e pronto a interagir. Para que estes apresentem determinados níveis de qualidade é necessário que o local e a posição em que o utilizador se encontra sejam os mais propícios assim como a importância do som e da imagem.
A realidade não imersiva trata-se da não experimentação de um ambiente virtual por parte do utilizador, logo neste caso o utilizador está como que excluído do ambiente. Como exemplo temos o caso da visualização de imagens 3D a partir de monitores e dispositivos como o rato, teclado e joystick.
sábado, 18 de março de 2017
Desenho de soluções interativas
Requisitos
Antes de se efetuar o desenho das soluções interativas no âmbito da realidade virtual, deve ser feito o levantamento dos requisitos envolvidos. Alguns requisitos a considerar:
Um dos requisitos antes de se realizar o desenho das soluções interativas, é a seleção das
ferramentas a utilizar no desenvolvimento. É necessário envolver conhecimentos de diversos
domínios para manter a modelação dos objetos, a implementação dos sistemas de processamento
em tempo real, etc…
Para tornar esta tarefa mais fácil, são usadas ferramentas conhecidas por VR ToolKits, que
têm como finalidade a criação de ambientes de realidade virtual:
Antes de se efetuar o desenho das soluções interativas no âmbito da realidade virtual, deve ser feito o levantamento dos requisitos envolvidos. Alguns requisitos a considerar:
- Definição da solução interativa a desenvolver;
- Avaliação de recursos e capacidades;
- Definição da capacidade de perceção dos movimentos do utilizador
- Caracterização do tipo de imersão pretendido;
- Modelação da ação do sistema;
- Seleção das ferramentas a utilizar no desenvolvimento.
Um dos requisitos antes de se realizar o desenho das soluções interativas, é a seleção das
ferramentas a utilizar no desenvolvimento. É necessário envolver conhecimentos de diversos
domínios para manter a modelação dos objetos, a implementação dos sistemas de processamento
em tempo real, etc…
Para tornar esta tarefa mais fácil, são usadas ferramentas conhecidas por VR ToolKits, que
têm como finalidade a criação de ambientes de realidade virtual:
- DI-Guy (Permite adicionar características do comportamento humano a acontecimentos em tempo real);
- Gizmo3D (Usado para a indústria, aplicações militares e jogos, permite desenvolver
formas geométricas, ambientes e animações); - Virtus WalkThrough Pro (Permite a modelação e edição de ambientes 3D, criando
perspetivas corretas com o mapeamento de estruturas); - WorldToolKit (Permite o desenvolvimento de ambientes 3D de realidade virtual);
- VRML (Linguagem de programação que permite a criação de ambientes de realidade virtual na Internet, contando para isso com a compatibilidade com a maioria dos browsers);
- CAVELib (API utilizada no desenvolvimento de aplicações visualmente imersivas).
Como avaliar soluções interativas
O objetivo das soluções interativas de realidade virtual é que o utilizador esteja inserido num
ambiente irreal. É pois necessário que essas soluções sejam sujeitas a um processo de avaliação,
nomeadamente no caso das alterações que possam ser provocadas ao utilizador a nível psicológico e
social e o nível de qualidade da aplicação em causa. As características analisadas para avaliar as
soluções interativas são as seguintes:
- Qualidade do som e imagem;
- Qualidade do ambiente virtual e percentagem de realismo;
- Funcionamento dos dispositivos periféricos;
- Utilização correta das cores;
- Aspetos visuais;
- Qualidade da estimulação táctil e perceção de força.
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