introdução à teoria da interactividade

Introdução à Teoria da Interactividade

• Objectivos:

- Compreender a interface Homem-máquina

- Compreender o conceito de realidade virtual

- Compreender o conceito de interactividade

- Reconhecer características da Interactividade

Dos GUI aos ambientes imersivos

GUI (Graphical User Interface) ou Interface Gráfico

Ao ser Visualizado pelos utilizadores constitui um meio para interacção

destes com o computador

Transmite ao utilizador a sensação de manipulação directa dos objectos

É necessário a utilização de dispositivos de entrada como o Rato, o Joystick

e o teclado

Dos GUI aos ambientes imersivos

GUI ao ser desenvolvido deu origem aos ambientes de realidade virtual

Através da utilização de ambientes virtuais e estimulação de todos os

sentidos do utilizador (visão, audição, tacto e outros), obtêm-se os Ambientes

Imersivos

Para estimulação dos sentidos são usados outros dispositivos: Capacete de

Visualização (head-mounted display), Luvas de dados (datagloves) e

Auscultadores (headphones)

Assim não é só a visão a ser estimulada dando a sensação de imersão

Evolução histórica da interface

Homem-máquina

1958 → Comeau e Bryan desenvolveram e a Philco implementou um

capacete com monitores e sensores ligados a um par de câmaras remotas. Os

sensores deslocavam a câmara de acordo com os movimentos da cabeça,

dando a sensação de presença. Posteriormente passou a chamar-se Head-

-Monted Display (HMD)

1962 → Morton Heilig cineasta, desenvolveu um simulador denominado

sensorama, dava a sensação de irmos numa viagem num veículo de duas

rodas. Para isso usou imagens 3D, som stereo, vibrações e sensações do vento

e aromas

Evolução histórica da interface

Homem-máquina

HMD Sensorama

Evolução histórica da interface

Homem-máquina

1968 → Ivan Sutherland criou o Head-Mounted Three Dimensional Display,

conhecido por capacete 3D. Este investigador é o percursor da realidade virtual

1969 → Myron Krueger criou o Videoplace, capturando imagens de pessoas

que participavam na experiência e projectando-as em 2D numa tela em que as

pessoas podiam interagir umas com as outras e com objectos projectados na

tela

Evolução histórica da interface

Homem-máquina

VideoPlace

Evolução histórica da interface

Homem-máquina

1986 → NASA criou um ambiente virtual que permitia o utilizador indicar

comandos por voz, manipular objectos virtuais através do movimento das mãos

e ouvir voz sintetizada com som 3D

1987 → VPL Reseach começou a comercializar produtos de realidade virtual

(Dataglove) e o capacete de visualização

Os ambientes gráficos actuais, ergonomia e sentidos

Os ambientes gráficos actuais apresentam boa qualidade, necessitam de

melhores dispositivos periféricos

A qualidade dos ambientes gráficos é muito importante na imersão do

utilizador, principalmente quando o ambiente virtual é recriado a partir de um

ambiente real

Quanto mais reais se apresentam aos olhos do utilizador mais imerso este

poderá sentir-se no ambiente virtual

Os ambientes gráficos actuais, ergonomia e sentidos

Utiliza-se o rendering e o mapeamento de texturas para tornar os

ambientes gráficos mais realistas, estas duas técnicas aumentam a qualidade

das imagens

Rendering é uma operação que permite transformar dados gráficos em

dados de imagem

Para se obter um rendering adequado é necessário definir correctamente a

iluminação do ambiente e a posição relativa dos objectos no mundo real

Rendering de alta qualidade requer também uma definição correcta das

propriedades que fazem parte da constituição dos objectos e do mapeamento

das texturas a aplicar às diferentes partes dos objectos

Os ambientes gráficos actuais, ergonomia e sentidos

Desenvolver equipamentos mais adequados ao utilizador e às suas funções é

o resultado dos estudos efectuados pela Ergonomia

Evitam-se assim situações de mal-estar no utilizador criadas pelos

equipamentos de realidade virtual devido ao seu peso, as suas dimensões, e o

seu modo de funcionamento

Na década de 80 os equipamentos eram demasiado pesados e grandes e o

seu funcionamento provocava enjoos, cansaço e fortes dores de cabeça.

Devido aos desenvolvimentos verificados nos ambientes gráficos e nos

equipamentos disponibilizados, facilmente se estimulam todos os sentidos dos

utilizadores de uma forma mais realista e imersiva

Realidade Virtual

Consiste em ambientes simulados através do computador, permitindo aos

utilizadores interagir, visualizar e manipular objectos destes

Estes ambientes podem ser recriações a partir do ambiente real ou criações

originais que existem apenas no ciberespaço

Os utilizadores, ao experimentarem uma situação de realidade virtual, podem

senti-la como se fosse real, abstraindo-se da realidade

Realidade Virtual

A implementação deste sistema requer a existência de um sistema

multimédia interactivo bastante desenvolvido, com formação de gráficos 3D

interactivos em tempo real, implicando a utilização de computadores com

bastante capacidade

Para estimular outros sentidos além da visão é necessário equipamentos

como: Luvas de dados e Auscultadores

Realidade Virtual

Estes Ambientes são usados na: Medicina, Arquitectura, Engenharia,

Educação e treino de actividades desportivas e profissionais

Permite colocar o utilizador em contacto com novas situações, aprendendo

de forma segura, económica e rápida e contribuindo para a melhoria do seu

desempenho

A imersão, a interacção e o envolvimento constituem os aspectos básicos

necessários à implementação da Realidade Virtual

Simulação da Realidade

É uma imitação de um sistema do mundo real

Tenta representar certos aspectos do comportamento de um sistema físico ou

abstracto através do comportamento de outro sistema

A Realidade Virtual permite simular virtualmente experiências do mundo real,

economizando tempo e dinheiro e atingindo objectivos que por vezes pareciam

muito difíceis de alcançar

Realidade Imersiva

Consiste na sensação de inclusão experimentada pelo utilizador de um

ambiente virtual, ou seja, o utilizador sente-se dentro do ambiente e a interagir

com os seus elementos

O sistema tem que conseguir estimular sensorialmente o utilizador, utilizando

diversos dispositivos, como o Capacete de visualização (HMD), as Luvas de

Dados (Datagloves) e os auscultadores (headphones)

Na Imersão temos que ter também em conta o lugar utilizado, a forma como

é efectuada a projecção, a posição e as deslocações do utilizador, a distância

do utilizador aos controlos e a qualidade de som

Realidade Não Imersiva

Consiste na sensação de não inclusão experimentada pelo utilizador de um

ambiente virtual, ou seja, neste caso o utilizador não se sente como parte do

ambiente

É considerado ambiente não imersivo a visualização de imagens

tridimensionais através de um monitor e em que o utilizador interage com os

elementos do ambiente virtual através de dispositivos como o rato, o teclado e o

joystick

Dispositivos de Interface

Designação Tipo Descrição Imagem

HMD

(Head-Monted Display)Visualização Capacete de Visualização.

BOOM

(Binocular Omni-Oriented Monitor)

VisualizaçãoCaixa móvel para visão estereoscópica interactiva.

Cristal Eye VisualizaçãoÓculos para visualização estereoscópica, permitindo um campo de visão amplo.

Dispositivos de Interface

Designação Tipo Descrição Imagem

CAVE

(Cave Automatic Virtual Environment)

VisualizaçãoEspaço delimitado por três ou mais paredes de projecção stereo para visualização interactiva.

DatagloveControlo e manipulação

Luva electrónica que permite capturar os movimentos das mãos (e os dedos) e usá-los para interagir com o utilizador.

SpacemouseControlo e manipulação

Dispositivo que permite um alto controlo do movimento, aumentando a produtividade e o conforto dos utilizadores que utilizam aplicações de software 3D.

Dispositivos de Interface

Designação Tipo Descrição Imagem

TecladoControlo e manipulação

Permite interagir com o computador.

JoystickControlo e manipulação

Permite interagir com o computador.

Monitor Visualização Permite visualizar ambientes gráficos.

Dispositivos de Interface

Designação Tipo Descrição Imagem

Heaphone AudiçãoPermite ouvir sons provenientes do computador.

Fatos de realidade virtual

Controlo e manipulação

Indumentária que permite a interacção do utilizador com o mundo virtual.

Ring MouseControlo e manipulação

Rato 3D sem fios. A sua posição, XYZ, é detectada através de sensores ultra-sónicos no espaço. Muito utilizado em ambientes virtuais.

Dispositivos de Interface

Designação Tipo Descrição Imagem

GyroPoint DeskControlo e manipulação

Dispositivo semelhante ao rato de um computador, mas com a particularidade de poder trabalhar no ar, pois possui um giroscópio e comunica por rádio com o computador.