Mecanismos de Percepção e Agentes Guia no Espaço Cultural “Casa da Ribeira”

Tatiana Aires Tavares1, João Victor Rebouças1, Aquiles Burlamaqui1, Clístenes Simonetti1, Douglas Tavares2, Guido Lemos de Souza Filho3 e Luiz Marcos Garcia Gonçalves2

1Laboratório NatalNet – Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) 59072-970– Natal – RN – Brasil

2 Laboratório de Sistemas Inteligentes – Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) 59072-970– Natal – RN – Brasil

3 Departamento de Informática – Universidade Federal da Paraíba (UFPb) 59072-970– João Pessoa – PB– Brasil

{tati,aquiles,jaimes}@natalnet.br, {douglas, lmarcos} @dca.ufrn.br, guido@di.ufpb.br

Abstract. This article presents an overview of the development of the virtual cultural space called “Casa da Ribeira”. “Casa da Ribeira” is a located cultural center in the city of Natal(RN) that disponibiliza diverse regional artistic manifestations, as theater and expositions of painting and photographs. In this article we present the modeling 3D of the House of the Ribeira where we reproduce the real space. Our intention is not only to offer plus a catalogue of workmanships digitalizadas in the Web, but to provide in such a way for artists as for visitors a new space opened for communication and culture.. Resumo. Este artigo apresenta um overview sobre o desenvolvimento do espaço cultural virtual “Casa da Ribeira”. A “Casa da Ribeira” é um centro cultural localizado na cidade de Natal(RN) que disponibiliza diversas manifestações artísticas regionais, como teatro e exposições de pintura e fotografias. Nesse artigo apresentamos a modelagem 3D, utilizando VRML e Java, da Casa da Ribeira onde reproduzimos o espaço real. Nossa intenção não é apenas oferecer mais um catálogo de obras digitalizadas na Web, mas proporcionar tanto para artistas como para visitantes um novo espaço aberto para comunicação e cultura.

1. Introdução Hoje em dia, um diferencial da Internet é proporcionar cada vez mais aplicações e serviços aos seus milhares de usuários. A Internet aglutina pessoas, serviços, aplicações, computadores e por que não cultura. A definição de Lévy (Lévy, 1999) para “Ciberespaço” ilustra essa nova conotação para a “rede mundial de computadores”. Ciberespaço é, na visão de Lévy, um novo meio de comunicação que surge da interconexão mundial dos computadores. O termo define não somente a infra-estrutura material da comunicação digital, mas também o universo de dados que ele abriga, assim como os seres humanos que navegam nesse universo. Nesse sentido, ele também define “Cibercultura": especifica o conjunto de técnicas (materiais e intelectuais), de práticas, de atitudes, de modos de pensamento e de valores que se desenvolvem juntamente com o crescimento do ciberespaço.

Ness artigo apresentamos a modelagem 3D de um espaço cultural real, a “Casa da Ribeira” onde procuramos dar o passo inicial para a difusão das manifestações culturais do RN rumo à cibercultura. Para tanto, descrevemos o processo de modelagem e concepção da sala virtual “Casa da Ribeira”. O diferencial desse trabalho é propor também um ambiente para uma aplicação de Realidade Mista. A réplica do espaço real “Casa da Ribeira” irá além de amplificar o alcance de público do espaço real através da Internet, oferecer um elo com o espaço real através de um agente móvel (robô) no espaço real. Esse projeto é uma extensão do Projeto ICSpace (Jacynto, 2001) para Realidade Mista. A Casa da Ribeira é um dos empreendimentos culturais de maior sucesso na cidade de Natal. Em seus quase três anos de funcionamento já abrigou várias peças teatrais e foi sede de inúmeras exposições de artistas regionais e nacionais. O espaço físico da Casa da Ribeira é um velho casario revitalizado no bairro da Ribeira, em Natal, RN. Hoje em dia, o espaço abriga dois ambientes principais de exposição : a Sala COSERN de Teatro e a Sala PETROBRAS de Artes Visuais.

Figura 1: Vista da Fachada do Espaço “Casa da Ribeira” antes da Revitalização.

A Sala Virtual “Casa da Ribeira” além de exteriorizar as obras além das paredes do espaço real iria ser uma segunda oportunidade de revitalização, desta vez na era da Cibercultura. Romper a barreira do tempo e do espaço é um dos nossos desafios com a sala virtual “Casa da Ribeira”. A meta deste projeto é estender a produção cultural do RN para o ciberespaço através do desenvolvimento de um ambiente tridimensional multiusuário que estimule os usuários a interagir e se comunicar. Para tanto, estamos trabalhando com as tecnologias HTML, VRML e Java. Nesta primeira etapa o objetivo é modelar em VRML o espaço real “Casa da Ribeira” para tanto utilizamos VRML e o CosmoWorlds como ferramenta de apoio. No intuito de apresentar uma solução virtual para o Espaço Cultural “Casa da Ribeira” este artigo segue a estrutura seguinte: seção 2 introduz o espaço e reúne os principais passos do desenvolvimento tridimensional do espaço virtual; seção 3 discute os mecanismos de percepção utilizados; seção 4 descreve os agentes pessoais e guias adicionados ao ambiente. Por fim, na seção 5 apresentamos nossas considerações finais e planos futuros.

2. Desenvolvimento de Modelo 3D da Casa da Ribeira Para o desenvolvimento do modelo 3D da Casa da Ribeira utilizamos a linguagem VRML (Virtual Reality Model Language). O padrão VRML foi introduzido em 1995 e é basicamente uma linguagem de marcação que tem por objetivo a descrição de ambientes e objetos tridimensionais para visualização na Web (W3C, 1995).

A primeira etapa consiste em optar por uma metodologia de trabalho para guiar o processo de modelagem do ambiente. Nesse caso adotamos a metodologia sugerida em (--, 1997) que baseia-se nas etapas ilustradas na Figura 02.

Figura 2: Construção de Mundos Virtuais.

Esta metodologia aborda duas fases: a primeira constituída de modelos, imagens, superfícies e ambientes e, então, uma fase de simulação. Na nossa experiência destacamos: a avaliação da planta baixa com as dimensões do espaço real (durante a fase de modelos) e digitalização de imagens do espaço real para a elaboração das texturas que seriam aplicadas no modelo tridimensional (durante a fase de imagens), como os marcos do trabalho realizado. 2.1. Aquisição das Imagens As imagens foram importantes em dois momentos: (1) Para fornecer a visão geral da arquitetura interna do espaço físico. Um exemplo, pode ser visto na Figura 03 que ilustra o teto da sala de Artes Visuais. (a) (b)

Figura 3: Em (a) detalhes do teto e em (b) detalhes da sala de exposição.

(2) Para fornecer a base para as texturas que serão aplicadas ao modelo do ambiente. A utilização de imagens reais possibilita maior fidelidade do modelo ao espaço real.

(a) (b)

Figura 4: Em (a) detalhe dos tijolos (parede) e em (b) detalhe do piso (chão).

2.2. Modelos Básicos Os primeiros modelos construídos em VRML servem a matriz do espaço e são implementados a partir dos elementos básicos do VRML. A idéia é análoga a construção de uma casa, primeiro se prepara a base e depois as paredes são levantadas. A Figura 05 ilustra um dos modelos VRML iniciais. Podemos observar apenas composições de elementos básicos VRML, os elementos mais complexos foram construídos em separado e adicionados a posteriori.

Figura 5: Modelos Iniciais.

2.3. Modelos Finais A construção dos modelos finais se dá quando são aplicadas as superfícies, ou seja, nesse momento do projeto são aplicadas as texturas aos objetos e realizadas as configurações de ambiente, por exemplo, câmeras (viewpoints), luzes e background.

(a) (b)

Figura 6: Visão Externa e Visao do Teto.

A Figura 06 ilustra uma visão externa do espaço, bem como a visão do teto onde é possível observar os detalhes do telhado e das estruturas de madeira superiores. Deste modo, foi possível implementar em VRML o espaço Casa da Ribeira. A Figura 07 apresenta uma comparação “virtual” versus “real” da visão interna do teatro para ressaltar a fidelidade proporcionada pelo trabalho realizado.

(a) (b)

Figura 7: Visão interna do teatro “virtual” X “real”. 3. Inserindo Mecanismos de Percepção Um outro diferencial do trabalho proposto são os mecanismos de percepção, ou seja a incorporação de avatares. Em termos de Realidade Virtual, avatar é uma representação visual de um usuário capaz de ser percebida pelos outros usuários do ambiente virtual. Deste modo, cada usuário conectado ao ambiente é capaz de notar os outros usuários como avatares. O termo avatar, que é oriundo da mitologia hindu e foi utilizado pela primeira vez com uma semântica computacional por Chip Morningstar (Morningstar, 1991) .

Na Internet, podemos dizer que a utilização de avatares permite aos usuários a “encarnação” de diferentes facetas gráficas, tridimensionais ou não, definidas num ambiente virtual (Ferreira, 2000). Uma tendência verificada atualmente é o uso de humanóides (Thalmann, 1998). Os humanóides são composições tridimensionais bastante complexas que a partir da composição de objetos tridimensionais simulam formas humanas. No espaço virtual “Casa da Ribeira” foi adicionado essa funcionalidade, isto é, é permitido aos usuários do centro assumir uma representação tridimensional e, conseqüentemente, ser percebidos no espaço. Essa funcionalidade é implementada através de um servidor multiusuário VRML, o servidor Vixnu (Burlamaqui, 2002), que possibilita não só a percepção entre os usuários do ambiente, como também a comunicação multimídia entre eles, que pode ser através de: · Um Chat (mensagens textuais) · Voz Real (codificação e decodificação do sinal de áudio) · Voz Virtual (síntese e reconhecimento de voz). Então, assim que um usuário resolve entrar no ambiente virtual da Casa da Ribeira sua primeira ação será escolher as características de seu avatar, como (ver figura 8): · seu nick (apelido) · faceta gráfica (código VRML de seu Avatar) · tipo de Voz (real ou virtual, se for virtual deve se escolher ainda dentro de uma lista de vozes pré-definidas. ex: grave, aguda, homem, mulher, baiano)

Figura 8: Definição do Avatares (nick,voz,faceta gráfica).

Figura 9: Avatares integrados no espaço virtual “Casa da Ribeira”.

Uma vez especificado o avatar de cada usuário presente neste ambiente virtual, eles já podem ver quem também esta ali, e conversarem entre si, como mostra a figura 9.

4. Inserindo Agentes Pessoais e Guias Na vida real é muito comum utilizar a idéia de agentes. A maioria de nós interage com agentes todos os dias, por exemplo, um agente de viagens. Tratando-se de software este conceito é completamente relacionado com os conceitos de autonomia e ação. Um agente de software é um componente de software autônomo capaz de perceber, raciocinar e agir. Apresentamos a concepção de um sistema baseado na arquitetura de agentes para um ambiente virtual multi-usuário (Vixnu). Para tanto, utilizamos um ambiente 3D construído em VRML (Casa da Ribeira). Nesse ambiente existem avatars, isto é, uma representação espacial tridimensional de cada usuário. Cada avatar é associado a um agente pessoal relacionado responsável pela captação de todas as ações relevantes geradas pelo usuário. Também, existem os agentes responsáveis por oferecer serviços, especialmente visitas guiadas (presença dos guias). Os agentes pessoais são responsáveis por monitorar as ações dos usuários utilizando um mecanismo baseado em sensores e armazená-las em uma base de dados (ver figura 10).

Figura 10 - Áreas com Sensores de Proximidade

Estruturalmente dispomos de sensores em forma de cubos englobando as obras (ver figura 11) com a finalidade de capturar eventos de entrada e saída dos usuários nos mesmos (chamados

ProximitySensors), informando ao agente pessoal a ocorrência de tais eventos, o qual irá processar e tomar decisões baseado nas informações recebidas. Estes sensores são em forma de cubo e não em forma cilíndrica, pois o VRML somente permite-os criar desta forma. O usuário ao entrar numa sala para realizar visitas às obras ali contidas, estará sendo monitorado por tal agente, o qual irá observar a seqüência destas visitas e as obras que foram visitadas. Essa informação será utilizada para montagem de um mapa utilizado pelos guias nas tomadas de decisões. Além dessa atividade, os agentes pessoais também são responsáveis pela interação com os usuários apresentando informações e os resultados processados pelos agentes de serviço (guias).

Figura 11 -Mapeamento de alguns Sensores de Proximidade da Casa da Ribeira

O guia possui uma série de características peculiares. Essas características tornam o guia uma espécie de “pessoa” ativa dentro do espaço capaz de interagir com os usuários e realizar as seguintes tarefas: sugerir uma visita; sugerir a visitação de uma obra especifica, ou ainda, apresentar informações adicionais sobre o acervo. Para executar tais tarefas o guia precisa conhecer algumas informações prévias, como: detalhes do acervo, o número de visitações de cada obra, a ordem de visitação mais seguida pelos visitantes, por exemplo. O agente pessoal, responsável pela coleta de dados e interação com o usuário, e o agente SuperHits, um agente de serviço responsável pela sugestão de obras aos usuários baseado em aspectos de audiência. O SuperHits ativa-se quando o usuário entra em uma determinada sala, e com base em informações que o agente pessoal deste respectivo usuário colheu, ele poderá informar ao usuário os detalhes da obra que está sendo visitada, como também fornecer detalhes extras, ou seja, se a obra é uma obra com bastante audiência, e as criticas relacionadas com a determinada obra. Este agente além de exibir críticas ou comentários relacionados com a obra permite que o usuário possa também, no ato da análise, enviar uma crítica ou comentário àquela obra, bem como guiá-lo para outras obras ou usuários relacionados ao seu interesse. A figura 12 apresenta essa visão conceitual aplicada ao contexto multiagente.

Figura 12 - Visão Arquitetural da Arquitetura Multi-Agente da Casa da Ribeira

5. Conclusões e Perspectivas Futuras Neste artigo apresentamos uma solução de virtualização de ambientes reais que envolve além do projeto tridimensional, mecanismos de percepção, como também utiliza agentes e guias em sua concepção e implementação. Nosso objetivo é mostrar que um ambiente tridimensional pode muito mais do que reunir objetos tridimensionais, imagens, texturas e coordenadas. Esses ambientes podem se aproximar ainda mais da nossa realidade, agregando valores como o da percepção, representando pessoas e exteriorizando lugares (como museus). Este trabalho apresenta uma solução de software conjunta que além de tornar os usuários notáveis, possibilita a comunicação entre eles. Também exploramos a utilização de agentes de software como condutores (guias) nesses ambientes, o que pode ser uma grande contribuição em ambientes de cunho educacional, por exemplo. Atualmente, esse trabalho está em desenvolvimento e estamos visamos incrementar nosso serviços unificando mecanismos de Realidade Mista e trazendo os avatares de volta a realidade física possibilitando que o usuário interaja com elementos de ambos os mundos (real e virtual) através de uma única interface. Nesse sentido, estamos integrando a plataforma Hyperpresence (Tavares, 2003) onde temos a possibilidade de oferecer aos usuários a experiência de “encarnar” um avatar real, isto é, ser representado por um agente móvel (robô) na Casa da Ribeira. 6. Referências (1997) “Virtual Environment Construction Guide” <http://www.hitl.washington.edu/people/dace/vrguide/overview.htm> (10/10/2002) “VRML Virtual Reality Modeling Language”, http://www.w3.org/MarkUp/VRML/ <http://reality.sgi.com/employees/jam_sb/mocap/MoCapWP_v2.0.html>, Apr, 1995. BURLAMARQUI, Aquiles; TAVARES, Tatiana Aires e SOUZA FILHO, Guido Lemos de. Vixnu - Um Servidor Multi-usuário com Suporte a Comunicação em Ambientes Virtuais Colaborativos. In:

VIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SISTEMAS MULTIMÍDIA E HIPERMÍDIA - SBMIDIA, 2002, Fortaleza, CE, Brasil. Anais do VIII Simpósio Brasileiro de Sistemas Multimídia e Hipermídia. 2002. FERREIRA, Luciana. “O Espaço Digital Imersivo” Anais da IX COMPÓS (9 o encontro da Associação Nacional de Programas de Pós-Graduação em Comunicação) <http://www.eco.ufrj.br/lucianaferreira> JACINTO K; ARAÜJO, A; TAVARES, T; SOUZA FILHO, G; LUCENA, M. Projeto e Implementação do ICSpace – um Espaço Cultural na INTERNET. In: IV SBC Symposium on Virtual Reality – SRV 2001, 2001, Florianópolis-SC. Anais do IV SBC Symposium on Virtual Reality – SRV 2001, 34-34p. LÉVY, P. “CiberCultura”. Tradução de Carlos Irineu da Costa. São Paulo: Ed. 34, 1999, 264p. Morningstar and R.F. Farmer. The lessons of Lucasfilm's habitat. In M. Benedikt, editor, Cyberspace: First Steps, pages 273--302. MIT Press, 1991. TAVARES, D. BURLAMAUI, A. DIAS, A. MONTEIRO, M. ANTUNES, V. TAVARES, T. LIMA, C. GONÇALVES, L. & SOUZA, G. (2003) “Hyperpresence: An Application Environment For Control Of Multi-User Agents In Mixed Reality Spaces”. In: 36th Annual Simulation Symposium Proceedings. 351-358p. THALMANN, Nadia e MOCCOZET ,Laurent. “Virtual Humans on Stage” In: Virtual Worlds: Synthetic Universes, Digital Life and Complexity, edited by Jean-Claude Heudin, New England Complex Systems Institute Series on Complexity, Chapter 4, pp.95-126, 1998.