realidade aumentada aplicada no ensino a distÂncia

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  • 8/4/2019 REALIDADE AUMENTADA APLICADA NO ENSINO A DISTNCIA

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    FLAVIO VIANA BUENO

    REALIDADE AUMENTADA APLICADA NO ENSINO A DISTNCIA

    So Paulo2010

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    FLAVIO VIANA BUENO

    REALIDADE AUMENTADA APLICADA NO ENSINO A DISTNCIA

    Monografia apresentada ao Laboratrio de Arquitetura

    de Redes de Computadores da Escola Politcnica daUniversidade de So Paulo, como parte dos requisitospara concluso do Programa de MBA InovaoTecnolgica em Comunicao e Redes.

    rea de Concentrao: Ensino a distncia

    Orientadora: Prof. Dra. Regina Melo Silveira

    So Paulo2010

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    AGRADECIMENTOS

    Deus, pelo privilgio da vida.

    Aos meus pais, pela fora, apoio, carinho, suporte fsico e emocional,

    durante o decorrer e desenvolvimento deste trabalho.

    minha orientadora, Prof Dra. Regina Melo Silveira, pela pacincia e

    dedicao com que me guiou e auxiliou durante todo o desenvolvimento desse

    trabalho.

    Scopus Tecnologia, em especial a minha gerente Sueli Quintela

    Ramalho Ribeiro, pela oportunidade de cursar o MBA Inovao Tecnolgica em

    Comunicao e Redes.A todos os meus amigos, em especial, Bento Filho, Jonathan Peripato,

    Marcelo Antonio e Samantha Antonelli, que sempre estiveram presentes para me

    auxiliar e sanar minhas duvidas.

    As profissionais, Geni Pivetta, Mrcia Fernandes e Viviane Machado, pela

    ateno dada e compartilhamento de experincias com educao a distncia.

    Aos meus colegas de classe, que alm das diversidades de

    caractersticas individuais, compartilharam suas vivencias, inseguranas e acertos,contribuindo com o desenvolvimento reflexivo e social.

    A todos os educadores do curso de MBA Inovao Tecnolgica em

    Comunicao e Redes, que acompanharam durante todo o curso, contribuindo com

    seus conhecimentos, sempre motivados a nos guiar pelo melhor caminho.

    Aos que fiz a injustia de no citar.

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    Se eu vi mais longe, foi por estar de p sobre ombros de gigantes.

    Isaac Newton

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    RESUMO

    O trabalho explora as possibilidades do uso da realidade aumentada na

    educao distncia, que pode ser implementada como uma forma interessante de

    propagao do conhecimento e principalmente a prtica e experimentao para a

    fixao de conceitos.

    Palavras-chave: Realidade Aumentada, Ensino a Distncia, Realidade Virtual,

    Computao Grfica.

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    ABSTRACT

    The work explores the possibilities of the use of augmented reality in

    distance education, which can be implemented as an interesting way of spreading

    knowledge and practice and experimentation mainly for fixing concepts.

    Keywords: Augmented Reality, Distance Education, Virtual Reality, Computer

    Graphics.

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    LISTA DE ILUSTRAES

    Figura 1 - Comparativo entre cdigo de barras e QR Code [2] ................................. 15Figura 2 - Exemplo de funcionamento do marcador .................................................. 16Figura 3 - Esquema de funcionamento de Optical see-through................................ 17Figura 4 - Esquema de funcionamento Video See through....................................... 17Figura 5 - Exemplo da visualizao Monitor .............................................................. 18Figura 6 - Exemplo de Visualizao Projeo ........................................................... 18Figura 7 - Exemplo de Visualizao indireta ............................................................. 19Figura 8 - Exemplo de Visualizao de RAE ............................................................. 19Figura 9 - Efeito de iluminao .................................................................................. 23Figura 10 - Exemplo de HUD .................................................................................... 24Figura 11 - Vises de cada olho na mesma cena ..................................................... 27Figura 12 - Efeito de perspectiva ............................................................................... 27Figura 13 - Efeito de ocluso..................................................................................... 28Figura 14 - Modelo de Capacete ............................................................................... 29Figura 15 - Modelo de Luvas ..................................................................................... 30Figura 16 - Modelo de Kits........................................................................................ 30Figura 17 - Modelo de webcam ................................................................................. 31Figura 18 - Interatividade do eyepet .......................................................................... 33Figura 19 - Exemplo do Eye of Judgement............................................................... 34Figura 20 - Campanha Doritos Lover........................................................................ 35Figura 21 - Campanha do modelo BMW Z4 .............................................................. 35Figura 22 - Localidades mais prximas ..................................................................... 36Figura 23 - Interao da cmera com o ambiente real .............................................. 37

    Figura 24 - Aplicao Samba .................................................................................... 37Figura 25 - Alunos do IFSUL usando realidade aumentada ...................................... 39Figura 26 - Exemplo do comando ping ...................................................................... 40Figura 27 - Exemplo do comando Nmap ................................................................... 41Figura 28 - Exemplo do protocolo SNMP .................................................................. 41Figura 29 - Modelo de instrumento no Papervision 3D ............................................. 44Figura 30- Definio de medidas no FLARtoolskit .................................................... 45Figura 31 - Exemplo de captura da webcam............................................................. 46Figura 32 - Exemplo de visualizao ......................................................................... 46

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    Figura 33 - Modelos italiano de compasso musical ................................................... 47Figura 34 - Exemplo de captura de compasso .......................................................... 47Figura 35 - Resultado da lio ................................................................................... 48

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    LISTA DE SIGLAS

    2D Duas dimenses

    3D Tridimensional

    AR Argumented Reality

    EAD Ensino A Distancia ou Educao a Distncia

    GPS Global Positioning System

    HUD Head-Up Display

    IP Internet Protocol

    OpenGL Open Graphics Library

    QRCODE Quick Response Code

    RA Realidade Aumentada

    RAE Realidade Aumentada Espacial

    RPG Role Playing Game

    SNMP Simple Network Management Protocol

    VRML Virtual Reality Modeling Language

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    SUMRIO

    1 INTRODUO .......................................................................... 111.1 MOTIVAO ................................................................................................ 121.2 OBJETIVO ................................................................................................... 131.3 ORGANIZAO ........................................................................................... 132 REALIDADE AUMENTADA...................................................... 142.1 SURGIMENTO ............................................................................................. 142.2 DEFINIES DE REALIDADE AUMENTADA ............................................. 163 HARDWARE E SOFTWARE.................................................... 293.1 HARDWARE................................................................................................ 293.2 SOFTWARE................................................................................................. 314 APLICAES ........................................................................... 334.1 ENTRETENIMENTO .................................................................................... 334.2 PUBLICIDADE ............................................................................................. 344.3 LOCALIZADOR ............................................................................................ 364.4 OUTRAS REAS ......................................................................................... 375 REALIDADE AUMENTADA NO ENSINO A DISTNCIA ......... 385.1 PROPOSTA DE ENSINO DE TEORIA MUSICAL ....................................... 426 CONSIDERAES FINAIS ...................................................... 49REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .................................................... 50

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    1 INTRODUO

    Devido a constante evoluo e atualizao tecnolgica, foram criadas

    novas tecnologias para facilitar o ensino e a assimilao das informaes. Para que

    exista o ensino a distncia, necessrio um meio de comunicao, o atual mais

    utilizado a internet, possibilitando a troca de informaes entre pontos fisicamente

    afastados. Para se propagar o ensino, necessria uma tecnologia, para ser

    utilizada como meio para transmitir a informaes aos alunos. Uma tecnologia muito

    comentada ultimamente a realidade aumentada, que enriquece o ambiente real

    com objetos virtuais.

    O ensino a distncia no nenhuma novidade para o mundo atual. No

    se sabe ao certo quem desenvolveu este modelo, mas seus conceitos foram

    registrados nas cartas de Plato at nas epstolas do apstolo Paulo [1]. A

    necessidade de divulgar o conhecimento de forma rpida fortaleceu esta modelo de

    ensino, a educao a distncia possui muitas vantagens na sua utilizao,

    destacando [1]:

    Eliminar ou reduzir as barreiras de acesso aos cursos ou nvel deestudos;

    Diversificar e ampliar a oferta de cursos;

    Criar a oportunidade de formao adaptada s exigncias atuais,

    s pessoas que no puderam frequentar a escola tradicional;

    Eliminar a rigidez quanto aos requisitos de espao, assistncia s

    aulas, tempo e ritmo;

    Respeitar a permanncia do aluno em seu ambiente profissional,cultural e familiar;

    Formar o aluno fora do contexto da sala de aula;

    Desenvolver contedos instrucionais elaborados por especialistas e a

    utilizao da multimdia;

    Manter a comunicao bidirecional frequente, garantindo uma

    aprendizagem dinmica e inovadora;

    Capacitar para o trabalho e superao do nvel cultural de cadaaluno;

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    Reduzir custos em relao aos sistemas presenciais de ensino, ao

    evitar gastos de locomoo de alunos, ao evitar o abandono do

    local de trabalho para o tempo extra de formao, ao permitir a

    economia em escala que supera os altos custos iniciais;

    1.1 MOTIVAO

    A Realidade Aumentada uma nova tendncia no mercado que tem

    potencial para propiciar ao ambiente de educao um processo de explorao,descoberta, observao e construo e uma nova viso do conhecimento,

    oferecendo ao aluno a oportunidade de melhor compreender o objeto de estudo.

    Com o uso desta nova tecnologia ser possvel atender ao novo perfil de aluno, que

    so conhecidos por serem pessoas nativas na era digital, estando familiarizada com

    a hipermdia, redes sociais, computao mvel, Internet e dispositivos inteligentes.

    Como a realidade aumentada ser possvel utilizar recursos computacionais que

    criam, posicionam e demonstram objetos virtuais integrados ao cenrio real,podendo englobar aspectos importantes, dentre eles:

    Realizar a combinao entre os mundos real e virtual;

    Gerar exemplos, ilustrando de forma prtica, objetiva e visual;

    Incentivar o interesse dos alunos;

    Tornar envolvente a recapitulao dos conceitos vistos em aula;

    Proporcionar a teoria e experimentao prtica do contedo visto

    em aula.Dessa forma, RA (Realidade Aumentada) possui atributos que

    potencializaram o aprendizado de seus utilizadores, tanto aluno quanto professor.

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    1.2 OBJETIVO

    O objetivo principal deste trabalho explorar o uso da realidade

    aumentada na educao a distncia, que pode ser implementado como meio de

    disseminao do conhecimento, de uma forma prtica e dinmica para fixao de

    conceitos.

    1.3 ORGANIZAO

    Este trabalho composto de 6 captulos, onde o segundo captulo

    apresenta uma breve introduo realidade aumentada, desde o seu surgimento

    at as aplicaes mais recentes. Aspectos tcnicos e instalao de softwares no

    fazem parte do escopo deste trabalho, portanto no sero abordados.

    No terceiro captulo sero abordados os recursos de hardwaree software

    que devem ser utilizados para a existncia da realidade aumentada.No quarto captulo sero abordadas aplicaes existentes no mercado

    que utilizam a realidade aumentada.

    Conceitos de realidade aumentada na educao a distncia sero

    abordados no quinto captulo, bem com a proposta de uma aplicao de realidade

    aumentada para o ensino de teoria musical.

    E o sexto e ltimo captulo traz as consideraes finais do trabalho.

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    2 REALIDADE AUMENTADA

    A realidade aumentada um segmento da realidade misturada, onde

    elementos reais prevalecem aos elementos virtuais. Permite misturar o mundo virtual

    com o real ou vice e versa, abrindo um grande leque de possibilidades de

    ferramentas e aplicaes simplificando o dia a dia da sociedade.

    2.1 SURGIMENTO

    A realidade aumentada originou-se atravs das etiquetas de cdigo de

    barras1. A codificao realizada atravs de softwareque gera o cdigo em barras e

    possibilita a impresso da etiqueta. A decodificao dos dados realizada atravs

    de um leitor de cdigo de barras, emitindo raios vermelho que percorre todas as

    barras e identifica o cdigo e transmite ao computador [2].

    Com o passar do tempo os cdigos de barras no estavam cumprindosua funo de carregar todas as informaes que se poderia obter atravs da leitura.

    Para sanar esta deficincia foram desenvolvidos os cdigos bidimensionais (2D -

    duas dimenses), chamados QRCODE(Quick Response Code), que possibilitaram

    o armazenamento maior quando comparado aos cdigos de barra, conforme ilustra

    Figura 1 [2].

    1 O cdigo de barras uma representao grfica de dados numricos ou alfanumricos, atravs dacodificao possvel minimizar os erros, ganhar tempo na movimentao, possibilitando arastreabilidade de um produto.

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    Figura 1 - Comparativo entre cdigo de barras e QR Code [2]

    Devido a sua grande capacidade de armazenar dados, foi possvel

    atravs do cdigo bidimensional2 projetar objetos virtuais em uma filmagem no

    mundo real, sendo possvel exibir informaes e expandir a interatividade. Um

    exemplo de realidade aumentada utilizado quando existe a combinao dos

    cdigos bidimensionais com um programa de computador que interpreta esses

    cdigos e executa uma determinada ao, como por exemplo, mostrar um vdeo [2].

    Os marcadores so figuras em preto e branco dentro de uma imagem

    retangular impressa em papel. Quando o papel captado pela cmera, a imagem

    convertida em um formato binrio e os marcadores so identificados, com isso so

    gerados os objetos virtuais, conforme mostra a Figura 2, podendo manipular o objeto

    virtual e analisar de ngulos diferentes. As aplicaes que utilizam marcadores so

    usadas em diversas reas, como por exemplo, no museu para visualizao de

    informaes de obras expostas, tambm pode ser utilizadas por empresas no ramo

    imobilirio para ilustrao da planta de um imvel, entre outras aplicaes [3].

    Quando usada em excesso pode acarretar problemas, entre eles:

    Tornar cdigo ilegvel;

    Sobrepor outro marcador em destaque;

    Poluir a imagem visualizada, devido ao excesso de marcadores;

    Perder contraste de imagens no momento da renderizao.

    2 Na realidade aumentada so chamados marcadores.

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    Figura 2 - Exemplo de funcionamento do marcador [3]

    2.2 DEFINIES DE REALIDADE AUMENTADA

    A definio de realidade aumentada foi muito explorada, mas mesmo

    assim devido as suas semelhanas pode ser confundida com realidade misturada.

    Para ser considerada realidade aumentada, so necessrios cumprir quatro quesitos

    [4]:

    Combinar virtualidade e realismo em algum sentido, ligando

    ambientes do mundo virtual ou real;

    Acrescentar ao mundo real objetos virtuais gerados pelo

    computador;

    Alinhar objetos reais e virtuais entre si;

    Explorar os sentidos da percepo, como por exemplo, a viso.

    De acordo com a forma de visualizao, a realidade aumentada pode ser

    classificada em seis modos diferentes, sendo eles [5]:

    Optical see-through: Utiliza acessrio ptico, como culos ou

    capacete, que isola a viso do usurio e exibe imagens virtuais e

    tridimensionais, conforme Figura 3. Outra utilidade para esta

    tecnologia possuir uma cmera acoplada no equipamento que

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    captura a cena real, sobrepondo digitalmente com elementos

    virtuais. Assim o usurio ao andar no ambiente focalizando alguns

    objetos consegue obter as devidas informaes no visor [5];

    Figura 3 - Esquema de funcionamento de Optical see-through[5]

    Video See-through: A cena real captada por uma ou mais

    cmeras, misturada aos elementos virtuais e enviada ao usurio,

    que visualiza apenas o vdeo final, como mostra a Figura 4. Nestecaso, se o vdeo for interrompido o usurio fica sem viso nenhuma

    do ambiente real [6];

    Figura 4 - Esquema de funcionamento Video See through[6]

    Monitor: Utiliza conceitos similares ao video see-through, com a

    diferena de que a imagem visualizada atravs de um

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    monitor. Na Figura 5; o usurio interage com a aplicao e

    assiste e visualiza os objetos atravs de monitores [6];

    Figura 5 - Exemplo da visualizao Monitor [6]

    Projeo: As imagens so geradas sobre objetos reais, com isso

    dispensando o uso de culos, capacete ou monitores. Na Figura 6,

    vemos uma calculadora sendo projetada na mo de um usurio [6];

    Figura 6 - Exemplo de Visualizao Projeo [6]

    Visualizao indireta: Utiliza tecnologia parecida com o video see-

    through, usando tcnicas que disponibiliza informaes de objetos

    virtuais sendo visualizadas em ambiente real atravs de monitor ou

    tela de projeo, como a Figura 7. Um exemplo de situao que

    pode ser utilizada a simulao de um espelho mgico, que

    adiciona digitalmente elementos que compem o cenrio,

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    permitindo ao usurio experimentar as roupas que deseja comprar

    [6].

    Figura 7 - Exemplo de Visualizao indireta [6]

    RAE (Realidade aumentada espacial): Elimina uso de

    equipamentos presos ao corpo, como por exemplo, capacete e

    culos. Deste modo no incomodar o usurio com equipamentos e

    proporcionar uma nova experincia com inmeras possibilidades.

    Um exemplo deste conceito so os cinemas que passam ao

    usurio sensaes reais como: chuva, cheiros, temperatura entre

    outros [7]. Na Figura 8, vemos o usurio jogando sem usar nenhum

    controle, interagindo com o jogo atravs de gestos do seu corpo

    [6].

    Figura 8 - Exemplo de Visualizao de RAE [6]

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    2.2.1 FUNCIONALIDADES PARA IMPLEMENTAO DE RA

    Para a criao de aplicaes necessrio que o desenvolvedor tenha

    conhecimentos avanados nas funcionalidades de RA, pois atravs destes conceitos

    so obtidos resultados como o alinhamento e integrao dos objetos ao ambiente

    real [7].

    2.2.1.1 REGISTRO

    o ato de manter a continuidade perfeita durante todo o processo entre

    as imagens projetadas e os objetos reais que participam da interao, sendo que do

    ponto de vista do usurio os objetos devem estar perfeitamente alinhados,

    posicionados e formados. Um ponto fraco a calibrao, sendo muito importante e

    sendo diferenciada de trs modos, so eles:

    Manual: Os equipamentos so posicionados e ajustados de acordocom o cenrio, necessitando que a cada mudana acontecer uma

    nova readaptao dos padres de calibragem [7];

    Automtico: Os equipamentos identificam automaticamente os

    pontos e posies do ambiente e executam todos os ajustes

    necessrios [8];

    Semiautomtico: O usurio define padres de cena ou indica

    pontos de referncia e o sistema ajusta a imagem [7].Na calibrao outdoor3 realizada a calibragem dos projetores

    manualmente, ajustando e posicionando de acordo com os padres previamente

    definidos. Esta tcnica apresenta muitos problemas, pois necessita de um cuidado

    maior para que se chegue ao ponto desejado [3].

    3 Outdoor a designao de um meio publicitrio exterior, sobretudo em placards modulares,disposto em locais de grande visibilidade, como beira de rodovias ou nas empenas de edifcios nascidades.

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Rodoviahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rodovia
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    Na calibrao indoor4 so utilizadas tcnicas robustas e maduras para

    registrar a cena, permitindo uma calibragem automtica, utilizando sensores e

    cmeras que identificam previamente o ambiente e calcula dinamicamente o

    processamento da imagem projetada [4].

    2.2.1.2 RASTREAMENTO

    O grande desafio daqueles que desenvolvem o projeto de realidade

    aumentada a necessidade de saber onde o usurio est localizado, tambm h oproblema de rastrear o movimento dos olhos e da cabea. O sistema de

    rastreamento tem que reconhecer estes movimentos e projetar os grficos

    relacionados ao mundo real que o usurio esteja vendo num dado momento.

    Atualmente, tanto o video see-throughcomo o optical see-throughpossuem atraso

    na sobreposio da imagem, devido s tecnologias de rastreamento disponveis no

    serem projetadas em tempo real [7].

    Os conceitos de realidade aumentada esto evoluindo, atualmente suasaplicaes so construdas tanto para ambientes internos quanto externos. Uma

    tecnologia que est sendo agregada o GPS (Global Position System). Porm sua

    usabilidade pode comprometer a aplicao de realidade aumentada, devido a sua

    preciso estar na ordem de 10 a 30 metros, sendo que aplicaes de realidade

    aumentada utilizam escalas menores. Existem algumas maneiras de sanar esta

    necessidade, usando alguns sinais diferenciados de GPS como o diferencial, que

    possui a preciso de menos de um metro, utilizando um receptor de GPS comantena de maior potncia que com uma exatido maior possvel localizar o usurio

    dentro daquela rea. Tambm existe o GPS cinemtico de tempo real, que possui a

    preciso de centmetros [4].

    No se pode comparar rastreamento com registro, mesmo que ambos

    possuam conceitos parecidos. O rastreamento usado para informar com exatido

    posio exata no espao, podendo ser de objetos, pessoas, ou partes do corpo

    4 Indoor todo e qualquer tipo de propaganda interna ou divulgao feita dentro de um qualquerestabelecimento, especialmente em locais de espera forada como: filas, recepes, elevadores,nibus entre outros

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Propagandahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Propaganda
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    humano. Atravs do rastreamento possvel realizar o mapeamento da face do

    usurio, podendo calcular com exatido a posio dos olhos, nariz e boca, sendo

    possvel determinar o ponto de vista e com isso calcular as perspectivas, projees,

    ocluses, entre outras. O rastreamento de elementos da cena funciona com o

    mesmo principio, no importa qual movimento ou posio o objeto esteja, sendo

    atualizados em tempo real [8].

    Ao utilizar o sistema outdoor ser necessrio permitir mobilidade ao

    usurio, com isso aumentando a complexidade do rastreamento. Algumas tcnicas

    podem ajudar no momento do rastreamento, sendo usados sensores

    eletromagnticos obtendo uma preciso maior. Os processadores grficos evoluram

    ultimamente e um acessrio que se tornou padro em celulares a cmera, queultimamente vem sendo usada para aplicaes moveis na realidade aumentada [4].

    Uma das tcnicas mais usadas no mercado obtida atravs de

    marcadores, sendo uma imagem plana que quando captada por uma cmera

    analisada por um processador grfico que tem a funo de orientao do objeto no

    espao tridimensional. Uma aplicao bem conhecida a possibilidade de um

    usurio segurar um carto prximo cmera e manipular um objeto virtual. Outra

    possibilidade a visualizao de informaes atravs do apontamento do dispositivomvel a um determinado marcador e com isso descobrir dados de um determinado

    ambiente ou objeto [6].

    2.2.2 CUIDADOS A SEREM CONSIDERADOS

    Esta tecnologia nova no mercado e est se mostrando revolucionaria,

    mas apresenta muitos pontos a serem aprimorados, principalmente quando se refere

    interatividade e interface. A seguir segue alguns aspectos que merecem ateno

    especial no momento do desenvolvimento das aplicaes de realidade aumentada

    [4].

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    2.2.2.1 LATNCIA

    no atraso de tempo entre o incio de um evento e o momento em que

    seus efeitos de lentido tornam-se perceptveis. Um grande vilo de realidade

    aumentada, pois algumas aes tornam perceptvel o atraso durante o perodo que

    est ocorrendo a renderizao do ambiente ou do objeto, normalmente est ligado a

    movimentos do objeto em questo [4].

    Quando ocorre o atraso na interao das imagens pode ocorrer

    percepo de que existem erros de registro, com isso comprometendo a experincia

    do usurio [4].

    2.2.2.2 ILUMINAO

    A iluminao um fenmeno fsico resultante da exposio de uma fonte

    de luz em um ambiente que absorve ou reflete a luz visvel. Na realidade aumentadamerece uma ateno especial, tornando-se um grande desafio aos

    desenvolvedores, pois os ambientes reais e virtuais devem estar em harmonia,

    possuindo condies de iluminao semelhantes, conforme mostra Figura 9 [3].

    Figura 9 - Efeito de iluminao [3]

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    2.2.2.3 VISO

    Em realidade aumentada viso muito importante e deve ser usada

    com cautela, pois podem causar problemas de interpretao provenientes da

    latncia, rastreamento ou registro. Podem ser citadas como problema de

    interpretao as informaes projetadas no para-brisa de um carro, sobrepondo

    viso do motorista e interferindo na percepo de distncia [7].

    HUD (Heads-Up Display) um conceito que visa mostrar ao usurio as

    informaes mais importantes diretamente no seu campo de viso e os dados

    menos significativos so ocultados e em uma eventual emergncia so destacados.

    Os conceitos de HUD so utilizados h muito tempo na aviao, para queos pilotos no percam o foco do ambiente exterior ao observar o painel de

    instrumentos. Deste modo uma forma de exibir dados no campo de viso do piloto,

    mantendo assim sua cabea sempre erguida para o para-brisa o qual utilizado

    como display. Nesse caso o para-brisa no 100% transparente, por esse motivo

    possvel projetar as informaes que sero visualizadas pelo piloto como

    sobreposio ao mundo real. Aplicaes neste gnero so minuciosamente

    configuradas, levando em conta muitos detalhes, pois um erro de interpretao podeser fatal. Na Figura 10 h um exemplo de aplicao que utiliza este recurso,

    mostrando a distncia do veculo da frente e velocidade [3].

    Figura 10 - Exemplo de HUD [3]

    O excesso de informaes pode dificultar a interpretao dos dados,trazendo informaes incoerentes com a realidade. Ao criar uma aplicao o

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    designer precisa priorizar quais dados so mais importantes e devem ser exibidos a

    cada instante. Vale lembrar que nem sempre a soluo mais adequada nesses

    casos a reduo de informao, mas sim realizar uma filtragem dos dados a serem

    visualizados e ao mesmo tempo criar nveis e separaes como onde e quando

    mostrar os registros solicitados [9].

    Ainda no foi criado um consenso sobre a utilizao da realidade

    aumentada, sendo preciso analisar a necessidade e aplicar a cada situao uma

    tcnica diferente. Tambm no existe uma tcnica que seja adequada, todas

    apresentam vantagens e desvantagens, sendo que das metodologias mais

    utilizadas, podemos mencionas as seguintes [6]:

    Optical see-through:o Vantagens: No elimina a viso direta do ambiente real;

    o Desvantagens: Campo de viso limitado. Pouco brilho e

    contraste, dificultando uma integrao visual adequada dos

    elementos virtuais com o ambiente real. Certa dificuldade

    para ocluso de objetos reais pelos virtuais. Dificuldade de

    registro entre elementos reais e virtuais [3];

    Video see-through:o Vantagens: Permite ocluso dos objetos reais pelos virtuais.

    Facilita a equalizao de brilho, contraste, iluminao e

    resoluo entre imagens reais e virtuais. Facilita o registro

    entre elementos reais e virtuais;

    o Desvantagens: Erros de paralaxe5, devido a diferenas entre

    cmeras e olhos do usurio quanto posio e

    determinados parmetros pticos. Campo de viso limitado.No possibilita a viso direta do ambiente, em caso de falha

    na cmera ou nos culos o usurio fica cegado [3];

    Visualizao indireta:

    o Vantagens: Possuir as mesmas vantagens de vdeo see-

    through. Baixo custo, pois s precisa de uma webcame um

    monitor comum, dispensando acoplagem de dispositivos ao

    corpo;

    5 Desvio angular da posio aparente de um objeto dependendo do ponto de vista escolhido.

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    o Desvantagens: No possibilita viso direta do ambiente.

    Campo de viso limitado e mobilidade limitada. [3];

    Realidade aumentada espacial (RAE):

    o Vantagens: Dispensa acoplagem de dispositivos ao corpo,

    no elimina a viso direta do ambiente real nem limita o

    campo de viso e possibilita a mobilidade;

    o Desvantagens: Os objetos da cena que recebero projeo

    precisam ser previamente modelados e a iluminao, cores

    e texturas do ambiente interferem nas projees. [3].

    2.2.2.4 PERCEPO DE PROFUNDIDADE

    a distncia que pode ser percebida entre as medidas geomtricas de

    um ambiente em trs dimenses. Tendo a percepo de profundidade possvel

    estimar com preciso a distncia at determinado objeto. Isso envolve muitas

    informaes complexas, dentre elas a viso estereoscpica, perspectiva e ocluso[7].

    A viso estereoscpica a captura de um determinado objeto pelos

    olhos, o crebro combina as imagens recebidas de cada olho e com isso obtm

    informaes geomtricas, como: profundidade, distncia, posio e tamanho dos

    objetos, gerando uma sensao de viso de 3D (Tridimensional), como mostrados

    na Figura 11. Em realidade aumentada existe dificuldade em utilizar efeitos

    estereoscpicos, devido ao uso de culos especiais e deste modo restringe aliberdade do usurio. Outro requisito que imagens estereoscpicas utilizam um

    ponto de vista nico, ou seja, deste modo tornaria a experincia individual. Uma

    soluo no muito vivel por ter seu custo elevado seria utilizao de um espao

    amplo para projees estereoscpicas e com isso possibilitando o compartilhamento

    do ambiente [7].

    http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9rebrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/3Dhttp://pt.wikipedia.org/wiki/3Dhttp://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9rebro
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    Figura 11 - Vises de cada olho na mesma cena [7]

    A perspectiva o aspecto da percepo visual do olho humano sobre o

    espao e objetos, melhor visualizado na Figura 12. Efeitos de perspectiva so

    afetados pelo ponto de vista do usurio. Em aplicaes dedicadas a projetar texturas

    bidimensionais, este problema minimizado e o ponto de vista pode ser visto de

    forma coletiva [4].

    Figura 12 - Efeito de perspectiva [4]

    A ocluso responsvel em esconder partes de objetos, ou por inteiro,

    que estejam atrs de outros, como na Figura 13. Com isto, observa-se a ordem dos

    objetos em termos de distncia cmera. Em ambientes virtuais o sistema de

    processamento grfico administra problemas de ocluso dos elementos na cena. Noentanto, quando se misturam objetos virtuais em ambientes reais o sistema pode se

    confundir no momento de realizar os efeitos de ocluso, ento ser atravs de

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Percep%C3%A7%C3%A3o_visualhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Percep%C3%A7%C3%A3o_visual
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    informaes adicionais que o sistema se basear para realizar as tomadas de

    decises [8].

    Figura 13 - Efeito de ocluso [8]

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    3 HARDWARE E SOFTWARE

    3.1 HARDWARE

    O hardware o mais variado possvel e que envolvem todos os sentidos.

    O hardware utilizado em realidade aumentada para estimular o sentido visual

    parecido com os dispositivos de realidade virtual, passando a sensao de realismo

    para atuar naturalmente no ambiente misturado. Para facilitar o rastreamento em

    aplicaes em espao aberto o GPS vem sendo usado com mais frequncia [4].

    Para o tratamento de recursos multimdia e realidade virtual o

    processamento se torna o principal requisito para garantir a estabilidade em tempo

    real de requisitos. So eles:

    Processamento grfico e mixagem do udio;

    Controle dos dispositivos de entrada e sada;

    Rastreamento da imagem.

    Os capacetes so equipamentos utilizados para visualizao de realidadevirtual e realidade aumentada [10], como mostra Figura 14.

    Figura 14 - Modelo de Capacete [10]

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    Suas principais caractersticas so:

    Estereoscpicos ou monoscpicos: uma ou duas cenas no mesmo

    momento;

    Binoculares ou monoculares: Estimulao de um ou os dois olhos

    simultaneamente;

    Opacos ou translcidos: substituem ou complementam a realidade

    objetiva.

    As luvas so dispositivos que atravs de sensores detectam e medem a

    sensibilidade dos dedos, como ilustrado na Figura 15 [10].

    Figura 15 - Modelo de Luvas [10]

    Os kitsforam criados para uma finalidade especifica, sendo diversos kits

    de realidade virtual para atender as mais diversas necessidades, como ilustra a

    Figura 16. Alguns salientam aplicaes especficas como, por exemplo, golfe,

    frmula 1, entre outros [10].

    Figura 16 - Modelo de Kits[10]

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    A Webcam uma cmera de vdeo de baixo custo que capta imagens e

    as transfere para um computador, como mostra Figura 17. Pode ser usado para

    videoconferncia, monitoramento de ambientes e aplicaes de realidade

    aumentada [10].

    Figura 17 - Modelo de webcam [10]

    Os hardwares para os sentidos visuais no possuem tantas

    particularidades como os visuais, so equipamentos normais (fones de ouvido e

    caixa de som), pois a implementao do som realizada atravs de software.

    Os hardwares so peas fundamentais para a interao na realidade

    aumentada, mas sozinhos no podem fazer muito. Seu uso deve ser combinado

    com o software.

    3.2 SOFTWARE

    O softwarede realidade aumentada precisa reconhecer os elementos do

    sistema usado no desenvolvimento da aplicao e em tempo real disponibilizar

    todas as informaes de entrada e sada de dados. O software responsvel por

    programar objetos virtuais e integr-los ao ambiente real, incluindo seu

    comportamento. Tambm utiliza de elementos auxiliares para ajustar a calibrao

    dos objetos virtuais no espao real [11].

    Alguns softwares podem ser frameworks, permitindo tanto o

    desenvolvimento como a interao dos objetos. Boa parte aproveita a importao de

    linguagens ou bibliotecas dos objetos modelados como, por exemplo: VRML (Virtual

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    Reality Modeling Language), X3D e OpenGL (Open Graphics Library) [11]. Dentre os

    softwares de desenvolvimento, podemos citar os mais utilizados: ARToolKit, MRT,

    Studierstube, Tiles, APRIL, DART, MARS, AMIRE, MXRToolKit e LibTab [6].

    Para que a aplicao funcione em tempo real, o software rastreia os

    objetos reais estticos e mveis e ajusta os objetos virtuais no cenrio, tanto para

    pontos de vista fixos quanto para pontos de vista em movimento. Alm disso, o

    software deve permitir a interao do usurio com objetos virtuais e reais

    simultaneamente. Tambm deve armazenar registros do cenrio, com as posies e

    caractersticas dos objetos virtuais associados [3]. A interao deve ser feita em

    tempo real, utilizando os seguintes conceitos:

    Controlar a simulao ou animao dos objetos virtuais colocadosna cena;

    Gerenciar a visualizao da cena misturada;

    Programar a comunicao em rede para aplicaes colaborativas.

    Um software muito utilizado o ARToolKit, que uma biblioteca

    desenvolvida nas linguagens C e C++, aplicadas para o desenvolvimento de

    aplicaes de realidade aumentada. Este ambiente de desenvolvimento baseia-se

    no uso de marcadores, que so cartes com uma moldura retangular e com umsmbolo marcado em seu interior, funcionando como um cdigo de barra. Permitindo

    o uso de tcnicas de viso computacional para calcular a posio da cmera real e

    sua orientao, de forma a fazer com que o sistema possa sobrepor objetos virtuais

    em relao ao marcador [11].

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    4 APLICAES

    A indstria do entretenimento no o nico segmento que utiliza os

    recursos da realidade aumentada, esta tecnologia vem sendo aplicada em diversas

    reas como: medicina, automobilstica, militares, alimentcio, esportes, entre outras.

    Os prximos tpicos citam alguns exemplos de uso da realidade aumentada,

    desmitificando o histrico da utilizao apenas para divertimento [2].

    4.1 ENTRETENIMENTO

    A aplicao Eyepetda empresa Sony, desenvolvida para a plataforma de

    vdeo games Playstation 3, necessita de um hardwarechamado eyetoyque nada

    mais que uma cmera que realiza a interatividade do usurio com o console. Esta

    aplicao captura com a cmera o ambiente e projeta na tela um animal de

    estimao que interage com o usurio, como mostrada na Figura 18, onde um bichode estimao recebe alimento e carinho [12].

    Figura 18 - Interatividade do eyepet [12]

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    No mesmo formato, a aplicao Eye of Judgement um jogo de RPG

    (Role Playing Game) onde os jogadores duelam com cartas comparando atributos,

    poderes mgicos e habilidades. A Figura 19 ilustra as jogadas, a carta possui um

    marcador que ao ser reconhecida pelo hardware, projeta na tela uma imagem virtual

    da carta, tornando assim as batalhas mais realistas [13].

    Figura 19 - Exemplo do Eye of Judgement[13]

    4.2 PUBLICIDADE

    A publicidade vem demonstrando grande interesse na realidade

    aumentada para promover especificamente algumas campanhas. Na Figura 20 a

    campanha Doritos Lover a embalagem era composta de marcadores que quando

    mostradas a webcam, no site da promoo, faz com que um personagem sejaprojetado e salte para fora da embalagem, interagindo com o ambiente. Os

    personagens podem ser ligados s redes sociais dos usurios e interagir com

    contatos que aderirem campanha. [14].

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    Figura 20 - Campanha Doritos Lover[14]

    A empresa automobilstica BMW usou a realidade aumentada para

    divulgar o modelo Z4. Na Figura 21 ilustra que o usurio aponta o carto para a

    webcame o carro aparece na tela, possibilitando dirigi-lo pelo ambiente. No Brasil,

    para divulgar o modelo Vectra GT a empresa Chevrolet lanou uma campanha no

    hot site, onde era possvel dirigir o modelo do automvel atravs de movimentos da

    revista, na qual veio impresso o volante com a chamada da campanha [2].

    Figura 21 - Campanha do modelo BMW Z4 [2]

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    4.3 LOCALIZADOR

    Uma aplicao que merece um destaque a iPhone Presena

    desenvolvida pelo Banco Bradesco para facilitar o acesso e a prestao de servios

    aos seus clientes. A aplicao utiliza o recurso de home screen6, conforme mostra

    Figura 22, o aplicativo localiza todos os pontos de atendimento mais prximos do

    usurio, tudo atualizado em tempo real, de acordo com a movimentao do cliente

    [15].

    Figura 22 - Localidades mais prximas [15]

    Na Figura 23 mostra que basta selecionar a funo da cmera e apontar

    o iPhone 3GS para o horizonte para visualizar a real localizao dos pontos de

    atendimento nas proximidades, juntamente com as respectivas distncias [15].

    6 Possibilidade de rodar duas aplicaes em paralelas em telas diferentes, para mudar a tela bastaalternar a funo.

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    Figura 23 - Interao da cmera com o ambiente real [15]

    4.4 OUTRAS REAS

    Na medicina, a realidade aumentada pode ser usada de diversas

    maneiras como na realizao de cirurgias ou exames clnicos remotamente. Uma

    aplicao que ganhou muito destaque no mercado foi a Samba, criada por mdicos

    pesquisadores brasileiros. A aplicao utiliza um hardware que emite raios sonorosno corpo humano, que ao retornar ao dispositivo, possibilita projetar imagens das

    veias do corpo em cima da prpria pele e com isso visualizar as veias que esto

    obstrudas, como ilustra a Figura 24. Essa metodologia muito utilizada para

    tratamento de varizes [3].

    Figura 24 - Aplicao Samba [3].

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    5 REALIDADE AUMENTADA NO ENSINO A DISTNCIA

    A realidade aumentada uma experincia nica que demonstra de

    maneira simples o ato de expor idias e conceitos de um modo diferente, tudo isso

    de forma acessvel aos educadores [16]. Seus benefcios so muitos, dentre eles:

    Explorara percepo em determinado assunto;

    Aumentar a curiosidade que pode se voltar com o crescimento da

    pesquisa;

    Manter o foco do aluno.

    A realidade aumentada no ensino a distncia est ocupando o lugar de

    destaque que outras mdias de divulgao j estiveram anteriormente, sendo

    considerada uma mdia da nova era, tendo suas vantagens e diferenciais que a

    destacam, mas importante lembrar que tambm possui desvantagens e custo na

    sua implantao [1] [5]. O uso avanado desta tecnologia se encontra restrita aos

    laboratrios e centros de pesquisa e o que se encontra disponvel no mercado

    possui certas limitaes. O desenvolvimento das aplicaes exige conhecimentos

    avanados de programao, de modelagem tridimensional, de redes e decomputao, elevando os gastos com mo de obra qualificada. No cenrio

    educacional isso tente a piorar, pois h escolas que no possuem os equipamentos

    necessrios (webcam, projetor, computadores, entre outros) ou quando possuem

    so desatualizados e impossibilita o uso da realidade aumentada [3] [4].

    A essncia da realidade aumentada no ensino cativar tanto o aluno

    como o professor, proporcionando uma experincia nica, realizando a integrao e

    diminuindo as distncias. O aluno aprender de maneira nica, manipulandocomponentes reais de estudo e aprendendo sensitivamente [4].

    As aplicaes a seguir foram desenvolvidas sobre medida para suprir

    uma necessidade especfica. De acordo com os recursos utilizados podem ser

    aplicadas tanto no ensino presencial quando distncia [4].

    Um projeto realizado por estudantes do ensino mdio no Instituto Federal

    de Educao, Cincia e Tecnologia Sul-rio-grandense estudou a falta de ateno

    entre alunos do ensino fundamental e mdio, tomando como providncia a adoodo uso da realidade aumentada para sanar este problema. A proposta do projeto era

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    ensinar matrias como: matemtica, anatomia humana e histria. O projeto foi um

    sucesso e demonstrou com clareza que existe a possibilidade da combinao da

    tecnologia com o ensino. Na Figura 25 ilustrada a aula de anatomia humana.

    Figura 25 - Alunos do IFSUL usando realidade aumentada

    Atualmente existem recursos indispensveis para nossa vida, um deles

    a telecomunicao. As redes de computadores vm aumentando, devido srie de

    benefcios como a centralizao e compartilhamento da informao, trabalho em

    conjunto, economia de custos, entre outros [17].

    A prestao de servio neste seguimento cresceu, mas o mercado

    profissional no est conseguindo suprir a necessidade de demanda. A formao

    profissional de redes geralmente lenta e gradual, devido ao constante processo de

    aprimoramento e absoro de conhecimentos tericos e prticos. Alm disso, oprofissional precisa demonstrar segurana e confiana e essas qualidades

    normalmente so agregadas com a experincia [17].

    A realidade aumentada pode ser aplicada neste contexto para suprir esta

    necessidade, apresentando os conceitos complexos do assunto de uma maneira

    interessante. Santos em [18] utilizou realidade aumentada no gerenciamento de

    redes. Segue alguns exemplos desta aplicao.

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    PingAR (Ping7 com realidade aumentada): De acordo com a Figura

    26, os hosts ativos so identificados pelo quadrado de cor verde e

    os hosts inativos so identificados com um quadrado de cor

    vermelha, como no caso do host10.1.1.8 [18];

    Figura 26 - Exemplo do comando ping [18]

    NmapeAR (Nmap8 com realidade aumentada): Na Figura 27 so

    mostrados os hostscom portas abertas sinalizadas pela cor verde,

    filtradas pela cor amarela e fechadas pela cor vermelha, quando o

    equipamento selecionado um resumo da deteco mostrado na

    tela. [18];

    7 Comando utilizado em redes para testar a conectividade de um ponto a outro.8 Utiliza diversas tcnicas de deteco para diagnosticar portas abertas e servios disponveis narede.

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    Figura 27 - Exemplo do comando Nmap [18]

    SNMPAR (SNMP9 com realidade aumentada):Na Figura 28 mostra

    deteco simultnea do sistema operacional dos hostsna rede

    utilizando o protocolo SNMP (Simple Network Management

    protocol) [18].

    Figura 28 - Exemplo do protocolo SNMP [18]

    9 Protocolo utilizado para gerenciamento de redes TCP/IP, possibilitando a administrao econfigurao dos equipamentos atravs de um computador central. Tambm possvel monitorar odesempenho da rede, detectar problemas de rede, colher informaes, entre outras funcionalidades.

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    5.1 PROPOSTA DE ENSINO DE TEORIA MUSICAL

    Nesse momento ser proposta uma aplicao de realidade aumentada

    que auxiliar os alunos no ensino musical.

    A msica a arte de combinar sons e sempre esteve intimamente ligada

    com a humanidade, presente nas manifestaes culturais de cada civilizao no

    decorrer da histria. Para ser considerado som necessrio atingir uma

    determinada vibrao que possa ser medida ou captada. No existe um consenso

    sobre a diferenciao de msica, pois desde um grande concerto musical at um

    batuque com uma caixa de fsforos so considerada msica [19].As civilizaes antigas tentaram por diversas vezes caracterizar a msica,

    com notaes possveis de compreender, mas essas tentativas falharam. Aps

    muito tempo foram criados smbolos conhecidos como neumas10, que mesmo no

    mostrando os principais detalhes, conseguia ajudar cantores e msicos a expressar

    a melodia [20].

    O conceito musical foi alterado inmeras vezes at chegarmos definio

    atual. Uma metodologia que passa detalhes com clareza a partitura, que umsistema de notao que utiliza smbolos prprios para associao de sons. Para

    compreender a interpretao de notas necessria muita dedicao, pois um

    processo de aprendizado muito complexo e muitas vezes comparado com a

    alfabetizao, sendo necessrio decorar smbolos, posies, marcaes e posies

    [20] [19]. Existem hoje diversos livros para o ensino de notao musical,

    conservatrios e escolas independentes que abordam de diversas maneiras, com

    suas vantagens e desvantagens na metodologia de ensino.Este trabalho traz uma alternativa de aprendizado musical, onde

    possvel ensinar msica s pessoas de diversas idades, de uma forma didtica e

    sem complicaes, usando conceitos de realidade aumentada. Como o momento

    mais delicado no ensino musical a inicializao, esta aplicao se torna muito til

    para esclarecer esses conceitos. A aplicao modular, sendo dividida em dois

    mdulos, teoria musical e leitura de notas no solfejo.

    10 Elementos bsicos do sistema de notao musical antes da inveno da notao de pautas decinco linhas.

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    5.1.1 DESENVOLVIMENTO DA APLICAO

    Para desenvolvimento da aplicao sero necessrios recursos no

    computador, [3] so eles:

    Processador Pentium Core i7;

    4 GB de memria RAM;

    Placa aceleradora de vdeo de 1GB;

    Placa de som compatvel com DirectX;

    Webcamde alta resoluo;

    Microfone estreo;

    Adobe Flash PlayerCS4;

    SoftwarePapervision 3D;

    Software de realidade aumentada (BuildAR 1.0, ARToolkit ou

    FLARToolskit);

    SoftwareSketchUP;

    Pacote de marcadores.

    Para criar a interao com a webcame os marcadores, ser necessrio

    seguir a sequencia de passos [3]:

    Desenvolver os modelos em 3D que sero utilizados pelos

    marcadores, usando o software Papervision 3D, conforme Figura

    29;

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    Figura 29 - Modelo de instrumento no Papervision 3D

    Aps isso, instale o software de desenvolvimento de realidade

    aumentada (no exemplo utilizei o FLARToolskit 1.0, pois

    compatvel com o Adobe Flash) e a webcam, imprima os

    marcadores que sero utilizados; Abra o software e adicione a imagem correspondendo ao

    marcador. Selecione o modelo 3D que dever aparecer e, ento,

    ser acionada a webcam, basta mostrar o marcador. Neste

    momento no deve existir nenhuma interferncia na captura da

    cmera, pois o marcador est sendo identificado;

    Agora ser necessrio configurar o tamanho e posio do modelo

    no marcador, conforme Figura 30;

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    Figura 30- Definio de medidas no FLARtoolskit

    Para finalizar o processo, ser necessrio salvar o arquivo com a

    extenso fla, e ao export-lo dever conter a extenso swf, sendo

    assim possvel visualizar no navegador de Internet;

    Crie todos os marcadores de interao e com isso possvel

    desenvolver as paginas dos mdulos responsveis pela chamada

    da interao.

    5.1.2 INTERAO DA APLICAO

    O usurio deve possuir alguns recursos para interagir com a aplicao,

    so eles:

    Um computador;

    Webcam;

    Caixa de som

    Microfone;

    Material de apoio (apostila).

    O primeiro mdulo apresenta conceitos tericos sobre a msica. Nesse

    momento ser utilizada a apostila fsica que contm marcadores que ilustramdeterminados conceitos musicais, conforme mostra Figura 31.

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    Figura 31 - Exemplo de captura da webcam

    Ao serem capturados pela webcam, o software sobrepe a tela do

    monitor as imagens tridimensionais associadas aos marcadores e ento envia a tela

    onde exibida a imagem da apostila na troca de paginas, conforme mostra a .Figura

    32.

    Figura 32 - Exemplo de visualizao [16]

    O segundo mdulo focado na leitura de notas e no solfejo11. Para

    marcarmos o compasso com a mo, utilizado o modelo italiano quaternrio,

    ternrio e binrio, conforme Figura 33.

    11 o ato de dizer ou cantar o nome das notas e a contagem das pausas, obedecendo mtrica dediviso musical seguindo movimentos rtmicos e proporcionais.

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    Figura 33 - Modelos italiano de compasso musical

    Nesse momento a aplicao dever ser calibrada para que fiquem claros

    os movimentos do aluno, a webcamser acionada e o softwaresolicitar para que oaluno realize o movimento de diviso do compasso musical. A partir disso, a

    aplicao acompanhar o solfejar do aluno no seguinte aspecto, a sequncia de

    notas aparecer na tela e o aluno deve realizar o solfejo cantando as notas e

    realizando a diviso do compasso na mo, conforme Figura 34.

    Figura 34 - Exemplo de captura de compasso

    Como as notas possuem uma afinao, o microfone captar a voz e

    comparar com o som da nota contido na base de dados. Caso o aluno erre a

    diviso do compasso ou a altura da nota no ser possvel avanar para o prximo

    estagio. Aps a concluso da lio mostrado os acertos e os erros do aluno no

    decorrer da lio, conforme Figura 35.

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    Figura 35 - Resultado da lio

    5.1.3 CONSIDERAES

    Nesta proposta, foram cumpridos alguns requisitos de realidade

    aumentada [8] [7], dentre eles podemos citar:

    A apostila com marcadores possibilitou a combinao de realidade

    e virtualidade, ligando os ambientes do mundo real e virtual;

    Com o uso dos marcadores foi possvel o acrscimo de objetos

    virtuais gerados pelo computador ao mundo real;

    Atravs da webcam, microfone ecaixa de som,foi possvel realizar

    a identificao dos movimentos do usurio, assim explorando a

    percepo dos sentidos, como por exemplo, viso, audio etato12.

    A aplicao utiliza como forma de visualizao a metodologia de RAE,

    pois no utiliza nenhum equipamento preso ao corpo, como por exemplo, culos e

    capacete [5].

    Est aplicao focada no mercado musical, pode ser utilizada em

    conservatrios, escolas e entidades no governamentais, para que sejam ensinados

    os conceitos bsicos sobre a msica.

    12 A aplicao necessita que alguns pontos virtuais sejam tocados no momento do solfejo.

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    6 CONSIDERAES FINAIS

    Atravs deste trabalho, constatamos que o uso da realidade aumentada

    no ensino a distncia uma alternativa interessante para vrias reas do

    conhecimento, quando a interatividade for uma soluo primordial ao aprendizado.

    Como visto, nos exemplos de aplicaes educacionais que utilizam a

    realidade aumentada, um ponto forte da tecnologia que pode ser citado o custo

    baixo na implantao, quando comparado criao de um ambiente real dedicado,

    como, por exemplo, um laboratrio de anatomia ou um ambiente de equipamentos

    de rede.

    Com o projeto de teoria musical, possvel ver claramente a eficincia

    desta tecnologia, pois se trata de uma nova maneira de disseminar o conhecimento.

    Com esse projeto visvel economia de custos quando comparado ao ensino

    presencial. Outro ponto fundamental que o projeto foca em um momento delicado

    na alfabetizao musical, quando o aluno est descobrindo os conceitos e valores

    que a musica utiliza, essa aplicao seria muito til para diminuir o nmero de

    desistentes neste momento no curso. fato que a partir deste estudo, podemos dizer que a grande tendncia

    para o futuro o aumento do ensino a distncia quando comparado com o

    presencial. Com certeza outras tecnologias sero criadas para dar suporte ao

    ensino. importante lembrar que os educadores no perderam seu espao na sala

    de aula, mas tero que se adaptar as novas dinmicas tecnolgicas.

    Como trabalhos futuros poder ser feita a implementao da aplicao de

    teoria musical, e apartir da, fazer um estudo sobre a alterao do papel dos atoresenvolvidos no processo de ensino e aprendizado ao utiliza-lo.

    Com este desafio podemos concluir que o uso da realidade aumentada na

    educao a distncia muito interessante, pois possvel passar a fiel experincia

    de realismo ao aluno de uma forma sensitiva, fazendo com que as aplicaes sejam

    percebidas de uma maneira real pelo aluno.

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    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    1. PETERS, O. Didtica do ensino a distncia. 1 Edio. ed. So Paulo:

    Unisinos , v. I, 2001.

    2. HAUTSCH, O. Como funciona a Realidade Aumentada. Baixaki, 19 Maio 2009.

    Disponivel em: . Acesso em: 03 Agosto 2010.

    3. TORI, R. Desafios para o design de informao em ambientes de realidade

    aumentada. [S.l.]: [s.n.], 2009. 46-57 p.

    4. TORI, R. Educao sem distncia. So Paulo: Editora Senac So Paulo, 2010.5. KIRNER, C.; SISCOUTTO, R. Realidade Virtual e Aumentada: Conceitos,

    projetos e aplicaes. Petrpolis: Laboratrio Nacional de Computao

    Cientfica, 2007.

    6. TORI, R.; KIRNER, C.; SISCOUTO, R. Fundamentos e Tecnologia de

    Realidade Virtual e Aumentada. Belm - PA: Pak Multimidia, 2006.

    7. BIMBER, O.; RASKAR, R. Spatial Augmented Reality. Wellesley: A K Peters,

    2005.

    8. AZUMA, R. Teleoperators and Virtual Environments. In: AZUMA, R. A Survey of

    Augmented Reality. Malib: Hughes Research Laboratories, 1997. p. 355-385.

    9. RAPOSO, A. B. et al. Viso Estereoscpica, Realidade Virtual, Realidade

    Aumentada e Colaborao. Rio de Janeiro: Departamento de Informtica, PUC-

    Rio, 2004.

    10. VIRTUAL REALITIES. Equipaments. Virtual Realities, 1995-2010. Disponivel

    em: . Acesso em: 22 Junho 2010.

    11. SISCOUTTO, R.; COSTA, R. Realidade Virtual e Aumentada: Uma Abordagem

    Tecnolgica. So Paulo: Sociedade Brasileira de Computao, 2010.

    12. EYEPET. EyePet. EyePet, 22 Agosto 2008. Disponivel em:

    . Acesso em: 22 Agosto 2010.

    13. EYE OF JUGMENT. EYE OF JUGMENT. EYE OF JUGMENT, 12 Maio 2010.

    Disponivel em: . Acesso em: 01 Setembro

    2010.

  • 8/4/2019 REALIDADE AUMENTADA APLICADA NO ENSINO A DISTNCIA

    51/51

    51

    14. SCHMIDT, A. R. Libertar Doritos Lover. Gostei.net, 20 Maio 2009. Disponivel

    em: . Acesso em: 7 Setembro 2010.

    15. BRADESCO. Bradesco Presena. Bradesco, 24 Setembro 2009. Disponivel em:

    . Acesso em: 20 Junho 2010.

    16. KIRNER, C.; TORI, R. Realidade Virtual Conceitos e Tendncias. So Paulo:

    J.Garcia Comunicao Visual, 2004.

    17. STALLINGS, W. Redes e Sistemas de Comunicao de Dados. [S.l.]:

    Campus, 2005. ISBN ISBN8535217312.

    18. JUKEMURA, A. S. A Realidade Aumentada aplicada ao Gerenciamento deRedes de Computadores. Goinia, Universidade Federal de Gois: Dissertao

    (Mestrado de Cincia da Computao), 2007.

    19. FAGUNDES, M. D. Metodo Completo Para Diviso Musical. So Paulo:

    Keyboard, 2005.

    20. MED, B. Teoria da msica. So Paulo: Musi Med, 2003.