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Laboratório de Realidade Virtual

http://[email protected]

Fabiano Luiz Santos Garcia, Dr. INPG

Setembro, 2000

Universidade Federal de Santa CatarinaPrograma de Pós Graduação em Engenharia de Produção

REALIDADE VIRTUAL

Conceitos e Aplicações

1a. Parte - Teórica

2a. Parte - Demonstrações CD Niemeyer - Vida e Obra : Passeio virtual ao MAC (Museu de

Arte Contemporânea); Monta PC; RV Imersiva - HMD + Luva.

Universidade Federal de Santa Catarina

PPGEP - Programa de Pós Graduação

de Engenharia de Produção

Área de Concentração: Mídia e Conhecimento

LRV - Laboratório de Realidade Virtual

O que é Realidade Virtual ?

Uma aplicação que utilize Realidade Virtual (RV) deve

proporcionar imersão e interação, e ainda estimular a

imaginação, formando assim uma trilogia (Burdea, 1994).

É o uso da alta tecnologia para convencer o usuário de que

ele está em outra realidade - um novo meio de “estar” e

“tocar” em informações (Pimentel, 1995).

RV é a utilização de artifícios para a reprodução da

realidade, sendo que atualmente o meio mais utilizado é o digital, através do uso dos computadores. Para se criar a realidade virtual, é necessário aguçar o maior número de

sentidos do usuário, sejam eles visual, auditivo,

tátil, dentre outros.

Assim, o usuário sente-se inserido, ou seja,

imerso em um ambiente no qual pode interagir com

objetos e outras pessoas (Luz, 1997).


Um pouco de história

Em termos de área de estudo podemos situar o provável inicio da Realidade Virtual no século XX,

quando do aparecimento dos primeiros simuladores de vôo, que reproduziam o

movimento de aeronaves através de um “cockpit” que respondia aos movimentos dos controles

mecânicos através de mecanismos com acionamento pneumático.


Com o advento dos computadores eletrônicos nos anos 50, os simuladores passaram a usar

equações matemáticas para a modelagem das características das aeronaves e passou-se a utilizar instrumentos que estabelecessem um

retorno das informação ao operador, aumentando assim sua percepção de realismo.


Foi então desenvolvido um equipamento por Morton Heilig para a industria de entretenimento chamado de Sensorama, que criava a ilusão de

realidade através de um filme em 3D e movimentos mecânicos.

Em 1965 Ivan Sutherland escreveu um artigo denominado “The Ultimate Display” que é

considerado o ponto de partida para a Realidade Virtual. Neste artigo ele disserta sobre a idéia de

simulação, com uma interface onde o computador controla a existência da matéria.


Em 1968 foi criado o primeiro Capacete (HMD) de visualização para 3D, usando duas mini TV’s montadas na frente dos olhos e um sensor de

movimento.

A década de 80 foi chave para o desenvolvimento da Realidade Virtual, foram realizados vários estudos e

projetos envolvendo diversos setores.

Atualmente o desenvolvimento da padronização de técnicas e equipamentos, a popularização da Realidade virtual esta se dando com o uso da

linguagem VRML.

Mundos Virtuais

O que é um mundo virtual e qual sua origem?

Uma massa de pessoas conectadas por um compromisso

compartilhado, ações mútuas, valores, interesses e/ou

metas.

Um espaço compartilhado, que as pessoas visitam

repetidas vezes, e que vêm tendo pelo menos algo em

comum: atividades, metas, idioma especializado,

ou uma ligação ética.

Mundos Virtuais

Uma comunidade virtual pode, ou não, formar um mundo virtual.

Comunidades virtuais de tamanhos e características variadas podem vir a fazer parte de um único mundo virtual. Dentre as origens dos mundos ou ambientes virtuais, pode-se citar:

Chats: MUD’s, MOO’s, IRC, Online Service Chat Rooms

Habitat (Farmer, Morningstar);

Sistemas de RV ;

Ambientes de Jogos: Doom, Renderman, Myst;

Hollywood, e a imaginação popular:

Matrix, Tron, Max Headroom;

Ficção: Passageiro do Futuro;

Nirvana;

Avatares

Um avatar é uma representação do usuário, que é notada pelos outros usuários do ambiente virtual. O usuário, por sua vez, também verá os outros usuários como avatares. Chip Morningstar cunhou o termo avatar em 1985.

Freqüentemente a escolha do avatar pode ser feita pelo usuário, dependendo do sistema que este estiver usando, Avatares podem ser representações realísticas de seres humanos, caricaturas, ou qualquer representação abstrata.

Avatares

Avatar caricato Avatar realístico

Justificativa do Uso da RV

Três itens justificam o uso da Realidade Virtual :

Representação

Produtividade

Custo/tempo

Aplicações

ArquiteturaVRND, A real-time virtual reconstruction,

Notre Dame Cathedral (Digitalo Studios).

Aplicações

TreinamentoTreinamento via rede (LRV/PPGEP/UFSC).

EnsinoExperiência química (ParallelGraphics).

Aplicações

Comércio eletrônicoImobiliária virtual (LRV/PPGEP/UFSC).

Aplicações

Aplicações

CulturaCD-ROM Oscar Niemeyer, Vida e Obra

(LRV/PPGEP/UFSC).

Ambientes Virtuais– Ainda sem padronização; – VRML- Virtual Reality Modeling Language;– QuickTime VR;

Necessidade de processadores gráficos mais rápidos Custo dos equipamentos/softwres para RV Difusão errônea da RV

– Imagens prontas e maquetes digitais;– A indústria necessita de novidades e empurra

a RV sem compromisso.

Problemas

Suporte gráfico tridimensional; Som (entrada e saída); Interação entre objetos virtuais; Processamento distribuído; Multiprocessamento; Rede; Periféricos comerciais; Acesso à bases de dados comerciais; Reconhecimento de voz; Multiusuários cooperativos.

Composição dos A.V.

HMD - Head Mounted Display Rastreadores de posicionamento Retorno sonoro

Luvas Haptic Feedback

Hardware Característico

Devido à grande quantidade de cálculos computacionais, tradicionalmente são usadas linguagens que lidam mais facilmente com matemática, visualização gráfica e modelagem 3D.

Hoje a linguagem C++ é muito usada, mas novas

linguagens, criadas para internet, tais como Java e VRML, possuem seu espaço.

Uma nova especificação, a X3D encontra-se em desenvolvimento.

Software

O Laboratório de Realidade Virtual - LRV foi criado em Julho de 1996, a coordenação esta a cargo do Prof. Ricardo Miranda Barcia, Ph.D., e conta atualmente com dez pesquisadores, com formação diversa.

Missão do LRV:

“Desenvolver pesquisas, aplicações e produtos em Realidade Virtual, visando o domínio e desenvolvimento desta tecnologia beneficiando sociedade e indústria”.


CD-ROM Oscar Niemeyer, Vida e Obra :



Ambiente Multiusuário Cooperativo : Projeto Campus Virtual :

Pesquisa com Jogos :



Visualização Científica:Visualização de grandezas escalares e vetoriais utilizando VRML.


CD institucional do LRV :

Versão 1 - 1997 Versão 2 - 2000

Utilização crescente em treinamento e educação. Redução no custo de treinamento de recursos

humanos. Área de pesquisa abrangente. Necessidade de muita pesquisa e desenvolvimento. RV está ganhando mercado. Tendência pela diminuição no tamanho de

equipamentos periféricos. RV tende a ser a próxima interface homem-máquina.

Considerações finais


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Fabiano Luiz Santos Garcia, Dr. INPG

Setembro, 2000

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