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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
UM AMBIENTE VIRTUAL INTERATIVO EM 3D PARA O PROJETO
TAMAR-ICMBIO – PRAIA DO FORTE
Área de Ambientes Virtuais
por
Lennon Romano Bisolo
Carlos Henrique Bughi, MSc.
Orientador
Itajaí (SC), novembro de 2010
i
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR
CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
UM AMBIENTE VIRTUAL INTERATIVO EM 3D PARA O PROJETO
TAMAR-ICMBIO – PRAIA DO FORTE
Área de Ambientes Virtuais
por
Lennon Romano Bisolo
Relatório apresentado à Banca Examinadora do
Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da
Computação para análise e aprovação.
Orientador: Carlos Henrique Bughi, MSc.
Itajaí (SC), novembro de 2010
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente aos meus pais Leonir e Ivone e a minha irmã Laiza por serem as
pessoas sempre mais próximas a mim, passando todos os dias ao meu lado nesse grande desafio que
foi a universidade, confiando muito nas minhas capacidades e me ajudando sempre que precisei.
Agradeço aos amigos que fiz em sala de aula, que foram grandes parceiros tanto no
desenvolvimento de trabalhos quanto nas poucas festas realizadas pela turma, dividindo as cargas
dos trabalhos, opiniões, incentivos e brincadeiras que permanecerão marcadas por muito tempo.
Agradeço em especial meu amigo Diego, que foi a pessoa que mais me incentivou em todos
os momentos da minha vida pessoal e acadêmica, sabendo as horas certas em que eu mais precisava
de um amigo, e sempre me dizendo que sou merecedor de todas as coisas boas que tenho adquirido.
Agradeço nos últimos meses a minha namorada Karina, que apareceu não para tomar mais
uma parte do tempo que eu achava que não tinha, mas por mostrar que ele era maior do que eu
imaginava, e por torná-lo mais calmo e alegre.
Agradeço a todos os integrantes do Projeto Tamar-ICMBio da Praia do Forte – BA, que me
receberam de braços abertos, me auxiliaram na aquisição de vários materias para o desenvolvimento
do meu trabalho e me fizeram cultivar um carinho muito especial por todo o povo baiano e ainda
mais pelas tartarugas marinhas.
Agradeço a todos os professores que, de uma forma ou de outra, agregaram conhecimentos e
lições para toda a minha vida, destacando meu orientador Carlos, que me ajudou muito no início
deste trabalho e acreditou na minha ideia, e aos meus professores da banca avaliadora, que
mostraram que estavam ali somente para me ajudar.
Agradeço em especial ao professor Rafael Sperb e a todo o Laboratório de Computação
Aplicada, onde permaneci por todo o período de desenvolvimento deste trabalho, e onde ganhei
muito incentivo para torná-lo possível.
E por fim agradeço a todos que, às vezes, com apenas uma palavra, me apoiaram e
depositaram valor no meu trabalho e nas minhas ações.
Obrigado.
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS.................................................................. vi
LISTA DE FIGURAS ............................................................................... vii
LISTA DE TABELAS ............................................................................. viii
RESUMO .................................................................................................... ix
ABSTRACT ................................................................................................. x
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................... 1
1.1 PROBLEMATIZAÇÃO ..................................................................................... 3
1.1.1 Formulação do Problema ................................................................................. 3
1.1.2 Solução Proposta ............................................................................................... 3
1.2 OBJETIVOS ........................................................................................................ 3
1.2.1 Objetivo Geral ................................................................................................... 4
1.2.2 Objetivos Específicos ........................................................................................ 4
1.3 METODOLOGIA ................................................................................................ 4
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................... 5
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................ 7
2.1 REALIDADE VIRTUAL (RV) .......................................................................... 7
2.1.1 Sistemas de Realidade Virtual ......................................................................... 8
2.1.2 Categorias da Realidade Virtual ..................................................................... 9
2.2 DESENVOLVIMENTO DE JOGOS .............................................................. 10
2.2.1 Game Design Document (GDD) ..................................................................... 11
2.2.2 Mercado de Jogos no Brasil ........................................................................... 13
2.3 COMPUTAÇÃO GRÁFICA ............................................................................ 14
2.4 PROJETO TAMAR-ICMBIO ......................................................................... 16
2.4.1 Base de Praia do Forte .................................................................................... 19
2.5 SOFTWARES SIMILARES ............................................................................. 20
2.5.1 Museu Virtual 3D - Tradky ........................................................................... 20
2.5.2 Forterra Systems Inc. ..................................................................................... 21
2.5.3 ActiveWorlds ................................................................................................... 22
2.5.4 Second Life ....................................................................................................... 23
2.5.5 Considerações sobre os Softwares Similares ................................................ 24
2.6 MOTORES DE JOGO 3D ................................................................................ 25
2.6.1 Unity 3D ........................................................................................................... 26
2.6.2 CopperLicht ..................................................................................................... 27
2.6.3 Adobe Director ................................................................................................ 28
2.6.4 jMonkey Engine (jME) ................................................................................... 28
2.6.5 Análise Comparativa entre os Motores de Jogo 3D .................................... 29
2.7 FERRAMENTAS DE MODELAGEM 3D ..................................................... 30
iv
2.7.1 Blender 3D ....................................................................................................... 33
2.7.2 Autodesk 3ds Max ........................................................................................... 33
2.7.3 Art of Illusion .................................................................................................. 34
2.7.4 LightWave ........................................................................................................ 34
2.7.5 Silo 3D .............................................................................................................. 34
2.7.6 POV-Ray .......................................................................................................... 35
2.7.7 Análise Comparativa entre as Ferramentas Pesquisadas ........................... 35
3 DESENVOLVIMENTO ...................................................................... 39
3.1 PROJETO .......................................................................................................... 39
3.1.1 CONCEITO GERAL ............................................................................... 39
3.1.2 CONTROLES BÁSICOS ........................................................................ 39
3.1.3 OBJETIVO DO AMBIENTE VIRTUAL .............................................. 39
3.1.4 PLATAFORMA-ALVO .......................................................................... 40
3.1.5 PÚBLICO-ALVO ..................................................................................... 40
3.1.6 GAMEPLAY ............................................................................................ 40
3.1.7 CONTINUAÇÕES ................................................................................... 40
3.1.8 HISTÓRIA DO AMBIENTE .................................................................. 41
3.1.9 DESCRIÇÃO DOS PERSONAGENS ................................................... 41
3.1.9.1 Ator (Personagem Principal) .................................................................. 41
3.1.9.2 Tartaruga de Pente .................................................................................. 42
3.1.9.3 Tartaruga Cabeçuda ................................................................................ 42
3.1.9.4 Tartaruga Verde....................................................................................... 42
3.1.9.5 Tartaruga Oliva ........................................................................................ 43
3.1.9.6 Tartaruga de Couro ................................................................................. 43
3.1.9.7 Tubarão Lixa ............................................................................................ 43
3.1.9.8 Raia Manteiga........................................................................................... 43
3.1.10 MAPA ........................................................................................................ 44
3.1.11 INTERFACE ............................................................................................ 45
3.1.12 RITMO DE INTERATIVIDADE .......................................................... 46
3.1.13 ESTILO DE ARTE .................................................................................. 46
3.1.14 EFEITOS DE MÚSICA E SOM ............................................................. 46
3.2 IMPLEMENTAÇÃO ........................................................................................ 46
3.2.1 RECONHECIMENTO DO AMBIENTE REAL .................................. 47
3.2.2 MODELAGEM E TEXTURIZAÇÃO DO TERRENO ....................... 47
3.2.3 MODELAGEM E TEXTURIZAÇÃO DOS OBJETOS ...................... 52
3.2.3.1 APERFEIÇOANDO OS MODELOS 3D .............................................. 56
3.2.4 ANIMAÇÃO DE UMA TARTARUGA ................................................. 57
3.2.5 CRIAÇÃO DE INTERATIVIDADE COM O USUÁRIO ................... 59
3.2.5.1 MENU ........................................................................................................ 60
3.2.5.2 FOTOS DO AMBIENTE REAL ............................................................ 60
3.2.5.3 TARTARUGAS ........................................................................................ 61
3.2.5.4 PLACAS INFORMATIVAS ................................................................... 62
v
3.2.5.5 CARAPAÇAS ........................................................................................... 62
3.2.5.6 LINKS EXTERNOS ................................................................................ 63
3.2.6 TESTES COM A UNITY PRO .............................................................. 63
3.2.6.1 VISÃO ESTEREOSCÓPICA 3D ........................................................... 63
3.2.6.2 CONCLUSÕES SOBRE A UNITY PRO .............................................. 65
3.3 TESTES E VALIDAÇÕES ............................................................................... 65
4 CONCLUSÕES .................................................................................... 70
4.1 TRABALHOS FUTUROS ................................................................................ 72
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................... 74
GLOSSÁRIO ............................................................................................. 79
A GAME DESIGN DOCUMENT .......................................................... 82
B DICAS ........................................................ Erro! Indicador não definido.
LISTA DE ABREVIATURAS
ACM Association for Computing Machinery
AEI Área de Estudo Integral
API Application Programming Interface
GDD Game Design Document
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
JME jMonkey Engine
JOGL Java OpenGL
LWJGL Lightweight Java Game Library
RV Realidade Virtual
TCC Trabalho de Conclusão de Curso
UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Parte exportada da produção nacional de jogos (software) ................................................ 14 Figura 2. Faturamento e exportações das empresas participantes na pesquisa (milhões de reais) .... 14 Figura 3. Áreas da Computação Gráfica. ........................................................................................... 15 Figura 4. Localização das Bases do Projeto Tamar-ICMBio. ............................................................ 18 Figura 5. Centro de Visitantes da base de Praia do Forte – BA em 2007. ......................................... 19
Figura 6. Museu Virtual 3D Tradky – Moais e Pirâmides do Egito. ................................................. 21 Figura 7. Reunião corporativa acontecendo em um mundo virtual OLIVE. ..................................... 22
Figura 8. ActiveWorlds Browser. ...................................................................................................... 23 Figura 9. Second Life. ........................................................................................................................ 24 Figura 10. Modelagem de terreno na Unity utilizando pincéis. ......................................................... 48 Figura 11. Parte do heightmap do ambiente virtual já pronto. ........................................................... 49 Figura 12. Terreno com a textura da planta baixa ainda em fase de modelagem. ............................. 49
Figura 13. Partes do terreno parcialmente texturizadas. .................................................................... 50 Figura 14. Terreno parcialmente texturizado e arborizado. ............................................................... 51 Figura 15. Planta de Implantação do Projeto Tamar-ICMBio / Praia do Forte - BA ......................... 52 Figura 16. Blueprint de um carro encontrado na Internet. ................................................................. 53
Figura 17. Modelo de uma piscina utilizando sua planta baixa como referência, antes e depois. ..... 53 Figura 18. Texturas 2D e o modelo de uma piscina já texturizado. ................................................... 54
Figura 19. Etapas necessárias para a texturização do banheiro utilizando UV-Unwrapping. ........... 55 Figura 20. Modelo 3D de uma tartaruga da espécie Chelonia mydas. ............................................... 56
Figura 21. Modelo 3D de uma piscina antes e depois de ser aperfeiçoada. ....................................... 56 Figura 22. Ambiente virtual com toda sua parte gráfica finalizada. .................................................. 59 Figura 23. Menu principal. ................................................................................................................. 60
Figura 24. Foto do ambiente real mixada ao ambiente virtual. .......................................................... 61 Figura 25. Painel de informação. ....................................................................................................... 62
Figura 26. Trecho do ambiente virtual 3D utilizando efeito anaglífico. ............................................ 65 Figura 27. Resultado de uma pesquisa feita com 15 usuários finais. ................................................. 68
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Espécies de Tartarugas Marinhas que ocorrem no Brasil. ................................................. 17 Tabela 2. Comparação entre os softwares similares. ......................................................................... 25 Tabela 3. Comparação entre as ferramentas Unity Pro e Unity. ........................................................ 26 Tabela 4. Comparação entre os motores de jogo 3D pesquisados ..................................................... 30 Tabela 5. Terminologias de modelagem 3D ...................................................................................... 31
Tabela 6. Comparação entre as ferramentas de modelagem 3D pesquisadas. ................................... 35 Tabela 7. Etapas para animação de uma tartaruga no Blender e Unity. ............................................. 57
Tabela 8. Pontos negativos e positivos do ambiente virtual. ............................................................. 66
RESUMO
BISOLO, Lennon R. Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio /
Praia do Forte. Itajaí, 2010. 93 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da
Computação) – Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí,
Itajaí, 2010.
Os ambientes virtuais, quando utilizam Realidade Virtual, tendem recriar a sensação de realidade às
pessoas. O avanço computacional tem possibilitado a criação desses ambientes cada vez mais
realistas e as constantes evoluções de hardware e software para computadores pessoais com o
significativo aumento do número de internautas em todo o mundo possibilita maior acessibilidade a
esses ambientes. Com base nessas informações, percebe-se uma oportunidade de explorar
tecnologias de desenvolvimento de jogos e computação gráfica para a criação de ambientes virtuais
interativos em 3D para Internet, simulando ambientes reais que permitem que as pessoas possam
conhecê-los sem a necessidade de se deslocar fisicamente até eles. O desenvolvimento deste
trabalho baseou-se no estudo de ferramentas de modelagem 3D, motores de jogos 3D para Internet,
elaboração de um Game Design Document (GDD) e o estudo a respeito de Realidade Virtual
voltada à ambientes virtuais não-imersivos. Seguindo essas premissas, este trabalho objetivou
transpor o Centro de Visitantes da Praia do Forte – BA, sendo um ambiente real e pertencente ao
Projeto Tamar-ICMBio, para um ambiente virtual acessível por meio da Internet, possuindo
detalhes suficientes para que o usuário se sinta envolvido e estimulado a explorá-lo. Além disso,
este trabalho propôs ajudar na conscientização dos usuários em relação à preservação das tartarugas
marinhas, através da percepção e cognição de informações expostas no ambiente criado.
Palavras-chave: Ambientes Virtuais. Realidade Virtual. Jogos por Computador. Projeto Tamar-
ICMBio. Tartarugas Marinhas.
ABSTRACT
Virtual environments try their best to provide people with the feeling of real life. The progress in
the Computing field has allowed the creation of more realistic environments, and the constant
evolution of hardware and software in personal computers and the increased number of Web users
have made such environments more accessible. With these information, there arises an opportunity
of exploring games development and graphic computing technologies for the creation of 3D
interactive virtual environments through the Internet, simulating real environments and allowing
people to know them without the need of actually going up to them. This work is based on 3D
modeling tools, Internet-based 3D game engines, the creation of a Game Design Document (GDD)
and a study on virtual reality concerning non-immersive virtual environments. Following these
precepts, this work aims at transposing the visitor’s center of Forte Beach - BA, Brazil (which is a
real environment from Tamar-ICMBio Project) to a virtual environment accessible through the
Internet, with enough details to involve and stimulate the user to explore it. Moreover, this work
intends to make users aware of the importance of preserving the sea turtles through the perception
and cognition of the information inside the environment created.
Keywords: Virtual Environments. Virtual Reality. Computer Games. Tamar-ICMBio Project.
Marine Turtles.
1 INTRODUÇÃO
Ambientes virtuais tridimensionais, que utilizam os conceitos da Realidade Virtual, tendem
ao máximo recriar a sensação de realidade a um indivíduo, utilizando computação gráfica como
forma de reconstrução do mundo real e tecnologias de desenvolvimento de jogos para possibilitar a
interação com o usuário (BATTAIOLA, 2000).
O avanço computacional tem possibilitado a criação desses ambientes virtuais
tridimensionais cada vez mais realistas, podendo, algumas vezes, serem executados diretamente no
navegador de Internet do usuário (BATTAIOLA, 2000; UNITY3D, 2010; DEUSDADO, 2008;
KHRONOS, 2010).
Uma pesquisa feita pela STEAM (2010) mostrou que há uma constante evolução de
hardware e software por parte dos seus usuários e, segundo o IBGE (2010), 21% da população
brasileira têm acesso à Internet, o equivalente a 32,1 milhões de brasileiros. Estima-se ainda que,
em 2011, existirá 1,5 bilhão de internautas em todo o mundo (FORRESTER, 2010).
Tendo como base essas informações, percebe-se uma oportunidade de explorar tecnologias
sobre computação gráfica e desenvolvimento de jogos para criar ambientes virtuais que permitam
ao usuário conhecer lugares que estão muito distantes ou que ainda não existam (e.g., edifícios
residenciais ainda em construção). Para tanto, deve-se utilizar motores de jogos 3D comumente
empregados na criação de jogos, criando assim ambientes tridimensionais que permitem interação
com o usuário, e não simplesmente imagens ou vídeos tridimensionais estáticos.
Com essa percepção, este trabalho objetiva desenvolver um ambiente virtual interativo
tridimensional, com base em um ambiente real já existente, que possibilite ao usuário conhecê-lo
sem a necessidade de se deslocar fisicamente até ele. Para tal, escolheu-se, como estudo de caso, o
Centro de Visitantes da Praia do Forte - BA, pertencente ao Projeto Tamar-ICMBio.
O Projeto Tamar-ICMBio conta com 23 bases de pesquisa, distribuídas em nove estados
brasileiros, protegendo cerca de 1.100 quilômetros de praias. Algumas dessas bases recebem a
visitação de turistas, assim como a base de Praia do Forte, que foi escolhida dentre as outras por ser
2
a sede administrativa do projeto e também por ser, no momento, a mais completa em termos de
estrutura de apoio a conservação as tartarugas marinhas (TAMAR, 2010).
A escolha se deve ao fato de o Projeto Tamar-ICMBio fazer parte do cotidiano atual do
autor, cujo trabalho no Laboratório de Computação Aplicada da UNIVALI tem como foco
principal, a manutenção corretiva e evolutiva do Sistema de Informação do Projeto Tamar-ICMBio,
desenvolvido e mantido pelo referido laboratório.
O ambiente proposto não será limitado a nenhum público-alvo específico, e o usuário irá
interagir através de um ator (primeira pessoa). O objetivo será possibilitar que o usuário passeie
pelo cenário, podendo ainda interagir com objetos pré-programados, como tartarugas e placas
informativas (BATTAIOLA, 2000).
Além disso, como a principal missão do Projeto Tamar-ICMBio é a pesquisa, conservação e
o manejo das cinco espécies de tartarugas marinhas que ocorrem no Brasil, o trabalho propõe ajudar
na conscientização dos usuários em relação à preservação das tartarugas marinhas (todas elas
ameaçadas de extinção), através da percepção e cognição de informações expostas no ambiente pelo
qual estarão interagindo (TAMAR, 2010).
3
1.1 PROBLEMATIZAÇÃO
1.1.1 Formulação do Problema
Ambientes virtuais têm sido cada vez mais utilizados em uma variedade de contextos como
ensino a distância, em salas de aula, reuniões de negócio, aprendizagem informal e até mesmo para
comércio eletrônico (INFO, 2010).
Percebe-se também que os poucos ambientes encontrados necessitam de instalação no
computador do usuário ou então não possuem qualidade gráfica suficiente para que se pareçam com
ambientes reais. Isso talvez se deva ao fato de a maior parte desses ambientes ser mais antiga, de
seis a oito anos, e utilizam tecnologias já ultrapassadas. (FORTERRA, 2010; LIFE, 2010; AW,
2010; TRADKY, 2010).
Atualmente existe um maior número de ferramentas com novas tecnologias que são capazes
de produzir conteúdos muito mais próximos aos da realidade e com muito mais acessibilidade, mas
que ainda são pouco exploradas (UNITY, 2010; COPPERLICHT, 2010; KHRONOS, 2010).
1.1.2 Solução Proposta
Este trabalho propôs a criação de um ambiente virtual tridimensional interativo que simula o
Centro de Visitantes da base de Praia do Forte, pertencente ao Projeto Tamar-ICMBio, localizado
no estado da Bahiam, sendo este, um ambiente real já existente.
O ambiente virtual desenvolvido é acessível por meio da Internet e não requer configurações
de hardware caras, como aceleradores gráficos 3D de última geração, mas possui qualidade gráfica
suficiente para que os usuários se sintam envolvidos, como se estivessem visitando o local
pessoalmente.
1.2 OBJETIVOS
Para garantir um melhor cumprimento de todas as etapas pretendidas neste trabalho, ele foi
dividido em um objetivo geral e 12 objetivos específicos.
4
1.2.1 Objetivo Geral
Desenvolver um ambiente virtual interativo tridimensional, com acesso por meio da Internet,
que simule o Centro de Visitantes da base de Praia do Forte – BA, pertencente ao Projeto Tamar–
ICMBio.
1.2.2 Objetivos Específicos
1. Realizar estudo e levantamento bibliográfico sobre Realidade Virtual;
2. Realizar estudo e levantamento bibliográfico sobre Desenvolvimento de Jogos;
3. Realizar estudo e levantamento bibliográfico sobre Computação Gráfica;
4. Realizar estudo e levantamento bibliográfico sobre o Projeto Tamar-ICMBio;
5. Realizar pesquisa sobre softwares similares já existentes;
6. Escolher um Motor de Jogo 3D para o desenvolvimento do trabalho;
7. Escolher uma ou mais Ferramentas de Modelagem 3D;
8. Definir os elementos e espécies marinhas a serem utilizados no ambiente;
9. Elaborar Projeto do Ambiente Virtual – Game Design Document;
10. Coletar materiais necessários como imagens, texturas, áudios e informações;
11. Realizar a modelagem do terreno e dos elementos em 3D;
12. Implementar as funcionalidades propostas;
13. Testar e validar o ambiente virtual proposto.
1.3 Metodologia
Para atender aos objetivos contidos neste trabalho, as atividades foram divididas nas
seguintes etapas:
5
Levantamento da bibliografia: foi realizado um levantamento bibliográfico em livros,
bibliotecas digitais da ACM1 e IEEE
2, artigos, teses, na Internet em geral e em ambientes
virtuais similares, em busca de obter conhecimento sobre os tópicos elencados;
Leitura e documentação: uma pesquisa foi feita nos materiais encontrados na etapa de
levantamento bibliográfico e, com isso, foi confeccionado um documento contendo os
principais conceitos e citações referentes ao projeto;
Elaboração do projeto: foi feito um estudo sobre modelos de documentação de projeto
utilizados na área de jogos por computador e foi escolhido um para utilização neste
trabalho, o qual foi adaptado de forma que se possam entender todas as funcionalidades
do ambiente virtual proposto;
Arrecadação de materiais: foram arrecadados materiais necessários para a criação do
ambiente virtual proposto por meio da Internet e da visitação pessoal à base de Praia do
Forte - BA, sendo este material composto por fotos, vídeos, revistas e cartazes com
informações sobre conscientização do usuário, sons e plantas baixas da estrutura do local
e de elementos específicos dispostos sobre ele.
Desenvolvimento: a implementação do ambiente virtual foi feita utilizando o motor de
jogos Unity, em sua versão gratuita, e toda a modelagem 3D foi criada utilizando a
ferramenta open source Blender.
1.4 Estrutura do trabalho
O Capítulo 1 (Introdução) contém a apresentação sucinta do trabalho, mostrando, de forma
geral, que Realidade Virtual, ferramentas de desenvolvimento de jogos e computação gráfica
podem ser vistas como solução na criação de ambientes virtuais interativos e ainda identificando o
Centro de Visitantes da base de Praia do Forte – BA como estudo de caso para este trabalho.
No Capítulo 2 (Fundamentação Teórica), um estudo de todos os conceitos relacionados ao
trabalho foi abordado, contendo as características da Realidade Virtual, desenvolvimento de jogos,
computação gráfica e do Projeto Tamar-ICMBio, mostrando também uma análise comparativa entre
1 ACM - Association for Computing Machinery. Disponível em: <http://www.acm.org>.
2 IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. Disponível em: <http://www.ieee.org>.
6
softwares já existentes que possuem características semelhantes ao que foi desenvolvido nesse
trabalho.
O Capítulo 3 (Desenvolvimento) contém a documentação do projeto, sendo essa etapa
teórica, na qual se descreve todas as funcionalidades contidas no ambiente virtual desenvolvido
utilizando-se de um Game Design Document (GDD), e a implementação, parte prática, onde é
descrito passo a passo cada etapa executada no desenvolvimento do ambiente virtual.
O Capítulo 4 (Conclusões) apresenta as conclusões do trabalho, onde se descreveu
dificuldades encontradas e etapas que sofreram alterações devido a planejamentos iniciais sem
muitos conhecimentos específicos.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Este capítulo tem o objetivo de apresentar um levantamento bibliográfico dos assuntos
pertinentes à realização deste projeto. São eles:
Estudo dos princípios e características da Realidade Virtual e sua subdivisão em
imersiva e não-imersiva;
Estudo dos princípios e etapas que ocorrem no desenvolvimento de jogos, uma vez que
este trabalho propõe o desenvolvimento de um software que necessita da utilização de
ferramentas necessárias para o desenvolvimento de jogos, com foco em jogos
tridimensionais;
Estudo de alguns conceitos básicos sobre a computação gráfica, percebendo-se que o seu
real entendimento não é importante para este projeto;
Estudo sobre o Projeto Tamar-ICMBio e a base de Praia do Forte – BA e também um
estudo sobre as cinco espécies de tartarugas marinhas que ocorrem no Brasil.
2.1 REALIDADE VIRTUAL (RV)
Negroponte (2002) diz que a expressão “Realidade Virtual” (RV) é um oxímoro, ou seja,
duas palavras opostas que juntas definem um novo termo, assim como em inteligência artificial,
implicando que a palavra virtual se opõe à palavra real. Já Levy (1996) diz que o virtual não se
opõe ao real, mas sim ao atual. “A árvore está virtualmente presente na semente” (LEVY 1996, p.
15). A ideia de que a semente virará uma árvore já está contida na própria semente, mas esse ainda
não é o seu estado atual.
A virtualização pode ser definida como sendo oposta a atualização da realidade, e o real se
define assemelhando-se ao possível, ou seja, o virtual é possível mas não é atual. A realização é
então a ocorrência de um estado pré-definido, a atualização é a invenção de uma solução exigida
devido a um problema, e a virtualização é o congelamento de um estado atual que passará a
representar um estado passado. (LEVY, 1996).
8
Quando se pensa em RV associa-se que se está transpondo algo que é físico para o digital,
indo de acordo com a ideia de Levy (1996), sendo que uma vez que se pensa em realidade como
oposição à virtualidade, seria contradizente utilizar a expressão “Realidade Virtual”, que muitas
vezes também é referida como “ambiente virtual”.
A RV pode ser considerada uma interface avançada para o usuário, na qual este pode acessar
aplicações executadas em computadores, que possuem como características a movimentação em
ambientes tridimensionais em tempo real e a interação com objetos desse ambiente, ganhando as
sensações de imersão e envolvimento com o ambiente. Essas sensações estimulam o usuário a ser
um utilizador mais ativo, uma vez que o ambiente virtual requer dele a necessidade de tomar
decisões. Essa experiência do usuário pode ainda ser enriquecida pela estimulação de outros
sentidos, como o tato e a audição (TORI, KIRNER e SISCOUTTO, 2006; OLIVEIRA, 2002;
LESTON, 1996 apud NETTO, 2002).
As dúvidas que surgem em relação ao que é e o que não é RV são muitas, mas pode-se
facilmente chegar a uma conclusão através da análise das características que fazem parte da RV,
conforme o item 2.1.1 . Um filme, por exemplo, por mais que seja gerado por computador, é uma
gravação e não possui interação com o usuário em tempo real. Já os videogames têm ganhado cada
vez mais proximidade com a RV, pois têm incorporado todas as características desta. Sistemas de
visualização em 3D, assim como simuladores, desde que permitam interação em tempo real com o
usuário, também são considerados aplicações da RV (TORI, KIRNER e SISCOUTTO, 2006).
O entendimento sobre esse assunto foi de certo modo útil para este trabalho, uma vez que o
ambiente virtual desenvolvido simula um ambiente real já existente, e dessa forma pôde-se tomar o
cuidado de se trazer mais realidade ao ambiente virtual proposto. Porém, o termo “Realidade
Virtual” não passa de um conceito com alguns princípios que servem para julgar se um ambiente
feito por computador pode ou não ser considerado próximo a um ambiente real.
2.1.1 Sistemas de Realidade Virtual
Um sistema de RV deve considerar quatro elementos: o ambiente virtual, o ambiente
computacional, a tecnologia de RV e as formas de interação (VINCE, 1995, 2004).
9
Ambiente virtual: pode possuir várias formas, como terrenos, casas, carros e
características como iluminação e detecção de colisão. Fatores como escala, cores,
texturas e iluminação são muito importantes quando se trata da simulação de um
ambiente real, pois se pode também reproduzir ambientes abstratos ou que fujam da
realidade que se conhece;
Ambiente computacional: envolve aspectos de configuração do computador, dispositivos
de entrada e saída, banco de dados e características de tempo real do sistema
operacional. Esses computadores podem ser pessoais, com placas de processamento
gráfico ou estações de trabalho com múltiplos processadores, ou até mesmo redes de
computadores trabalhando em grids ou clusters, que deverão coordenar a visualização
dos elementos e os sinais de entrada e saída com um atraso aceitável máximo de 100ms
e um mínimo de 10 quadros por segundo;
Tecnologia de RV: está relacionada com os hardwares utilizados, como capacetes para
rastreamento do movimento da cabeça, luvas para rastreamento das mãos, dispositivos
de visualização, audição e mecanismos de reação e feedback;
Formas de interação: trata-se de como o usuário vai interagir com o ambiente virtual,
através do reconhecimento de gestos e voz, interfaces tridimensionais e também se terá a
participação de mais de um usuário ou não.
2.1.2 Categorias da Realidade Virtual
A RV pode ser classificada em duas categorias, imersiva e não-imersiva, que vão de acordo
com o tipo de experiência do usuário (ARRUDA et al., 2008).
RV imersiva: ocorre quando a sensação de imersão do usuário é aumentada devido à
utilização de equipamentos multisensoriais como capacetes, luvas e óculos
estereoscópicos, que capturam os movimentos do usuário e reagem a eles, provocando
uma maior sensação de presença dentro do ambiente virtual;
RV não-imersiva: quando a RV é não-imersiva, o usuário tem apenas uma sensação
parcial de imersão no ambiente virtual, que ocorre por meio de um monitor de
10
computador ou projeção, sem a utilização de equipamentos multisensoriais, mas, mesmo
assim, continua tendo uma boa experiência de realidade. Considera-se que essa categoria
seja mais barata, mais acessível e mais simples de se manipular, por necessitar apenas de
equipamentos convencionais.
2.2 DESENVOLVIMENTO DE JOGOS
A área de jogos é considerada uma das mais multidisciplinares da computação, por trabalhar
com diversas áreas do conhecimento, como a computação gráfica, redes de computadores,
inteligência artificial, música, matemática, física, educação, psicologia, etc., tornando o jogo um
software muito especial (PERUCIA et al., 2007; CLUA e BITTENCOURT, 2005; PESCUITE,
2009).
Clua e Bittencourt (2005) dizem que as características imprescindíveis para um jogo são que
ele deve ser um software em tempo real, deve ser divertido e agradável de utilizar e deve provocar
uma sensação de imersividade aos usuários, o que vem ao encontro dos princípios da RV.
O jogo é uma atividade voluntária exercida dentro de certos e determinados limites de
tempo e espaço, segundo regras livremente consentidas, mas absolutamente obrigatórias,
dotado de um fim em si mesmo, acompanhado de um sentimento de tensão e alegria e de
uma consciência de ser diferente de vida cotidiana. (HUIZINGA apud PESCUITE, 2009, p.
1).
Assim como um software convencional, um jogo por computador também necessita de uma
documentação que organize o seu desenvolvimento. Por mais que um jogo seja produzido para
brincar, o seu processo de desenvolvimento pode se revelar algo bem mais desafiador do que se
possa imaginar (VELASQUEZ, 2009).
Velasquez (2009) propôs a criação de um modelo de engenharia de software específico para
o desenvolvimento de jogos e ambientes interativos, defendendo que existem infinitas metodologias
para o desenvolvimento de software, mas não existe uma específica para o desenvolvimento de
jogos. Ele defende ainda que, quando se trata de jogos, é necessária a adição de conceitos não
comuns à engenharia de software, que demonstram que um jogo é mais complexo de se desenvolver
do que um software convencional.
Durante todas as fases do desenvolvimento, é necessário que a ideia e a concepção do jogo
se mantenham iguais para todos os participantes do projeto, de modo a que todos estejam a
11
trabalhar para um mesmo objetivo. Para isso, deve-se criar um documento que registrará e
acompanhará todo o projeto até o seu término. Esse documento é comumente denominado de Game
Design Document (GDD), ou ainda segundo Clua (2005), de Design Bible (PERUCIA et al., 2007;
VELASQUEZ, 2009).
O estudo sobre esse tipo de documentação se tornou importante na medida em que se
percebeu a forte ligação entre ambientes virtuais tridimensionais e jogos por computador. O produto
final deste trabalho não é um jogo, mas é muito próximo a isso, como também se pode perceber
através do trabalho de Velasquez (2009), que propõe a criação de um único modelo de engenharia
de software para o desenvolvimento de jogos e ambientes virtuais interativos.
2.2.1 Game Design Document (GDD)
Segundo Ryan (2010), o propósito do GDD é expressar a visão do jogo, descrever seu
contexto e apresentar o planejamento de implementação. O GDD é como uma bíblia pela qual o
criador prega seus objetivos, e os designers dão as suas ideias, e os artistas e programadores
recebem instruções para mostrarem seus conhecimentos.
Já segundo Perucia et al. ( 2007), o GDD é como o roteiro de um filme, que vai determinar
todos os detalhes do jogo, como a jogabilidade, as escolhas que o usuário poderá fazer e os
caminhos que essas escolhas seguirão no restante do jogo, o que definirá se o usuário irá ganhar ou
perder.
O Game Design Document (GDD) é o mapa do qual o jogo será criado. Como tal, todos os
detalhes necessários para a construção do jogo têm de estar mencionados no documento. Se
não estiver no documento, então provavelmente não estará no jogo (BALDWIN, 2005 apud
VELASQUEZ, 2009, p. 59).
Fazendo uso desse documento, estão se aderindo orientações específicas, que trazem fortes
benefícios a todos os projetos. Com essas orientações, aumenta-se o entendimento, garante-se que
determinados procedimentos sejam seguidos, e torna-se mais fácil a elaboração de prazos e planos
de teste. Essas orientações criam uniformidade e tornam os documentos mais fáceis de ler, além de
fazerem com que a própria escrita da documentação seja mais fácil (RYAN, 2010).
Em termos gerais, o objetivo dessa documentação é comunicar a visão do que se está
querendo desenvolver em detalhes suficientes para se conseguir implementá-lo. Eliminam-se os
12
embaraços de programadores, designers e artistas que chegam até os produtores e designers
perguntando o que eles têm de fazer. Por fim, se mantém cada um fazendo o seu trabalho, sem que
tenham que se preocupar com o trabalho do outro, reduzindo esforços desperdiçados e confusão
(RYAN, 2010).
Ryan (2010) diz ainda que essa documentação significa coisas diferentes para diferentes
membros da equipe. Para o produtor, é uma bíblia que ele deve pregar; se ele não abençoá-la ou não
fazer sua equipe lê-la, então todos estarão próximos ao inútil. Para um designer, é uma forma de
gerar conteúdo através da visão do produtor e fornecer detalhes específicos de como o jogo irá
funcionar. Já para os programadores e artistas, ali estão todas as instruções de execução.
As orientações propostas para a escrita de um GDD podem ainda sofrer variações de acordo
com a singularidade do projeto, fazendo com que se abandonem algumas orientações e sigam
rigorosamente outras (RYAN, 2010).
Segundo Pescuite (2009), um GDD deve conter: história (roteiro); objetivos; cenário
(personagens); condições de vitória (desafios); linha de tempo; fim.
Já segundo Harbour (2007), um GDD deve conter: visão geral do jogo; objetivos; história;
personagens; todas as regras definidas; interação do jogador com o jogo; opções do menu; descrição
da música; descrição dos sons; descrição dos níveis e os seus objetivos.
Perucia et al. (2007) diz que escrever um GDD é um processo extremamente trabalhoso e
exaustivo e também sugere alguns itens que devem ser notados:
Conceito: nome do jogo; apresentação resumida do jogo; público-alvo; estilo de jogo;
história; principais regras do jogo;
Especificações técnicas: hardwares; sistema operacional; hardware mínimo;
requerimentos de software; gráficos;
Especificações do jogo: número de fases; níveis de dificuldade; vidas; descrição dos
tipos ou modos de jogo; sistema de pontuação; sistema de ranking; opções de
configuração; número de jogadores; recursos de carga e gravação; sistema de câmera;
13
personagens; itens de jogo; itens de cenário; tabela de itens; evolução de fases; tabelas
de mensagens;
Dispositivos de entrada: suporte para mouse; dispositivos de entrada para os menus;
dispositivos de entrada de jogo; definição de teclas e botões;
Design gráfico e arte: abertura; descrição de layout de menus e telas; descrição de layout
do jogo na fase; definição de fases; definição do final do jogo;
Sonorização: definição das músicas nos menus; definição das músicas nas fases;
definição dos efeitos sonoros de menus e nas fases;
Desenvolvimento: tempo de desenvolvimento (cronograma); alocação de pessoal; metas.
Como documento para este trabalho, será utilizada a adaptação de um modelo de GDD
utilizado no curso de Design de Jogos da Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), que contém
basicamente as soluções propostas por Pescuite (2009), Harbour (2007) e Perucia et al. (2007).
2.2.2 Mercado de Jogos no Brasil
Uma pesquisa realizada pela ABRAGAMES (2010) no ano de 2008 (última pesquisa
realizada até os dias atuais) mostrou um crescimento significativo no setor de jogos no Brasil nos
últimos dois anos antes da pesquisa e que, apesar de um mercado interno oprimido pela pirataria, o
país demonstra grande capacidade de obter uma fatia mais significativa desse mercado bilionário,
ganhando em cima das exportações (Figura 1 e Figura 2).
14
Figura 1. Parte exportada da produção nacional de jogos (software)
Fonte: ABRAGAMES, 2010.
Figura 2. Faturamento e exportações das empresas participantes na pesquisa (milhões de reais)
Fonte: ABRAGAMES, 2010.
Como o desenvolvimento de ambientes virtuais interativos em 3D e o desenvolvimento de
jogos estão muito próximos, essa pesquisa mostra que, assim como existe um crescimento
significativo no setor de jogos, pode também existir um crescimento significativo no setor de
ambientes virtuais tridimensionais, que ainda se encontra pouco presente no mercado nacional, o
que representa mais uma motivação para o desenvolvimento deste trabalho.
2.3 COMPUTAÇÃO GRÁFICA
A computação gráfica é a área da computação destinada à geração de imagens em geral. É
um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para, ou de, um dispositivo gráfico
15
através do computador, utilizando fórmulas matemáticas e algoritmos complexos (AZEVEDO &
CONCI, 2003; GOMES & VELHO, 1998).
Se você puder imaginar algo, isso pode ser gerado com a computação gráfica. Ela está a um
passo de um mundo novo, repleto de aplicações, ainda desconhecidas, e muitas
oportunidades de trabalho para designers, modeladores, animadores, iluminadores e
programadores (AZEVEDO & CONCI, 2003, p. 8).
A computação gráfica está presente em diversas áreas, das quais algumas são vistas na
Figura 3. Ela abrange desde os mais inconsequentes jogos eletrônicos até o mais importante projeto
de viagens espaciais, passando também pela publicidade, com a criação de impressionantes
vinhetas, e pela medicina, possibilitando chegar a diagnósticos sem a necessidade de intervenções
cirúrgicas (AZEVEDO & CONCI, 2003).
Arte Efeitos especiais, modelagens criativas, esculturas, pinturas.
Medicina Exames, diagnósticos, estudo, planejamento de procedimentos.
Arquitetura Perspectivas, projetos de interiores, paisagismo.
Engenharia Em todas as suas áreas (mecânica, civil, aeronáutica, etc.)
Geografia Cartografia, GIS, georreferenciamento, previsão de colheitas.
Meteorologia Previsão do tempo, reconhecimento de poluição.
Astronomia Tratamento de imagens, modelagem de superfícies.
Marketing Efeitos especiais, tratamento de imagens, projetos de criação.
Segurança Pública Definição de estratégias, treinamento, reconhecimento.
Indústria Treinamento, controle de qualidade, projetos.
Turismo Visitas virtuais, mapas, divulgação, reservas.
Moda Padronagem, estamparias, criação, modelagens, gradeamentos.
Lazer Jogos, efeitos em filmes, desenhos animados, propaganda.
Processamento de Dados Interface, projeto de sistemas, mineração de dados.
Psicologia Terapias de fobia e dor, reabilitação.
Educação Aprendizado, desenvolvimento motor, reabilitação.
Figura 3. Áreas da Computação Gráfica.
Fonte: AZEVEDO & CONCI (2003).
As imagens geradas através dos programas gráficos são possíveis de serem visualizadas
graças aos equipamentos, que por este fato desempenham um papel muito importante dentro da
computação gráfica (VIANNA, 2010).
Com o passar dos anos, esses equipamentos necessitaram de maior poder de dedicação,
devido ao fato da melhoria da qualidade gráfica, criando-se os aceleradores gráficos, que possuem
16
um processador dedicado e memória RAM interna, liberando a CPU de grande parte do
processamento gráfico (VIANNA, 2010).
Segundo Vianna (2010), esses aceleradores gráficos, que também são conhecidos como
placas gráficas, são divididos em três áreas de atuação: gráficos 2D; gráficos 3D; vídeo.
Gráficos 2D: consiste em acrescentar rapidez em operações BitBlt (Bit Block Transfer –
consiste em mover um bloco de dados de um lugar para outro, utilizada quando uma
janela é movida, por exemplo);
Gráficos 3D: é um processo que envolve várias etapas como a renderização3, introdução
de luzes e sombras e projeção e aplicação de texturas, oferecendo realismo em troca de
alto custo em desempenho;
Aceleradores de vídeo: aumentam as proporções dos vídeos para além de seu tamanho
original, tornando mais fácil a visualização de detalhes, sem reduzir a velocidade de
exibição e uma consequente perda de quadros.
Nenhum detalhamento mais profundo em relação à computação gráfica será abordado neste
trabalho, pois se percebeu que são as próprias ferramentas de modelagem 3D e os motores de jogos
3D que executam os métodos e técnicas propostos na computação gráfica, não sendo necessário
maior entendimento para o desenvolvimento deste projeto.
2.4 PROJETO TAMAR-ICMBIO
O Projeto Tamar-ICMBio é um projeto brasileiro reconhecido internacionalmente como
uma das mais bem sucedidas experiências de conservação marinha, servindo de modelo para outros
países. Foi fundado em 1980 e é responsável pela pesquisa, conservação e manejo das cinco
espécies marinhas que ocorrem no Brasil, todas ameaçadas de extinção (TAMAR, 2010). As
espécies podem ser visualizadas na Tabela 1.
3 Renderização é o processo de criar imagens utilizando modelos 3D e fórmulas para adicionar cor, iluminação,
sombras, entre outras características.
17
Tabela 1. Espécies de Tartarugas Marinhas que ocorrem no Brasil.
Nome Científico Nome Popular Foto
Caretta caretta Tartaruga Cabeçuda
Chelonia mydas Tartaruga Verde
Dermochelys coriacea Tartaruga de Couro
Eretmochelys imbricata Tartaruga de Pente
Lepidochelys olivacea Tartaruga Oliva
Fonte: adaptado de TAMAR (2010) e SUASSUNA (2007).
18
O Projeto Tamar-ICMBio está presente em nove estados brasileiros, protegendo cerca de
1100 km de praias e ilhas oceânicas, através de 23 bases mantidas em áreas de alimentação, desova,
crescimento e descanso desses animais, conforme Figura 4 (TAMAR, 2010).
A expressão “Tamar” designa o Programa Brasileiro de Conservação das Tartarugas
Marinhas, executado pelo Centro Brasileiro de Proteção e Pesquisa das Tartarugas Marinhas -
Centro Tamar, vinculado à Diretoria de Biodiversidade do Instituto Chico Mendes da
Biodiversidade - ICMBio, órgão do Ministério do Meio Ambiente (TAMAR, 2010).
Figura 4. Localização das Bases do Projeto Tamar-ICMBio.
Fonte: TAMAR, 2010.
19
2.4.1 Base de Praia do Forte
A base de Praia do Forte, mostrada na Figura 5, fica localizada no estado da Bahia, na
cidade de Mata de São João, a 70 km de Salvador. É uma das três primeiras bases instaladas no
país, no ano de 1982, sendo a sede nacional do Projeto e um dos principais pontos turísticos do
estado.
Figura 5. Centro de Visitantes da base de Praia do Forte – BA em 2007.
Fonte: TAMAR, 2010.
A base monitora 30 km de praia na temporada de desova, que fica entre os meses de
setembro e março, protegendo anualmente mais de 1600 desovas e 100 mil filhotes. Toda a
extensão da Praia do Forte, que possui 14 km, é considerada Área de Estudo Integral (AEI)
(TAMAR, 2010).
20
2.5 SOFTWARES SIMILARES
A seguir são apresentados alguns softwares pesquisados, que possuem características ou
funcionalidades que vão ao encontro dos objetivos propostos neste trabalho.
2.5.1 Museu Virtual 3D - Tradky
A Tradky é uma empresa espanhola, localizada em Madri, que oferece possibilidades
ilimitadas ao mundo da arte e cultura. Seus museus permitem recriar qualquer tipo de monumento,
escultura ou pintura em 3D, assim como rotas de viagem, interconectando ambientes
tridimensionais com vídeos, mapas, páginas informativas e documentos (TRADKY, 2010).
Segundo Tradky (2010), os visitantes e expositores podem interagir através de chat,
videoconferência e em auditórios de onde os artistas explicam suas obras ao público. E como
exemplos de museus desenvolvidos pela empresa, podem-se destacar:
Moais: gigantescas estátuas de pedras encontradas pelas encostas da Ilha de Páscoa, no
Chile, como se pode visualizar na Figura 6;
Pirâmides do Egito: também denominadas pirâmides de Gizé, por se localizarem no
planalto de Gizé, na margem esquerda do rio Nilo, próximo À cidade do Cairo, no Egito,
como se pode visualizar na Figura 6;
Taj Mahal: mausoléu situado em Agra, na Índia, sendo o monumento mais conhecido do
país;
Giralda de Sevilha: localizada na cidade de Sevilha, na Espanha, chegou a ser a torre
mais alta do mundo e é atualmente a torre mais alta da região.
Os museus são desenvolvidos no Adobe Director e podem ser acessados em qualquer
navegador através da Internet, necessitando apenas que o plugin Adobe Shockwave Player esteja
instalado no navegador (TRADKY, 2010).
21
Figura 6. Museu Virtual 3D Tradky – Moais e Pirâmides do Egito.
Fonte: TRADKY, 2010.
2.5.2 Forterra Systems Inc.
É uma empresa estadunidense que disponibiliza um software de um mundo virtual que
possibilita aos seus clientes criar suas próprias soluções de Internet em 3D. Assim, torna-se possível
a realização de encontros, treinamentos, experimentos, entre outras tarefas, socializando pessoas em
qualquer lugar do mundo de uma forma interessante e com menores custos que alternativas
convencionais. O software é destinado a áreas corporativas, educacionais, governamentais, da saúde
e de segurança (FORTERRA, 2010).
O software funciona sobre uma plataforma denominada OLIVE, pela qual ambientes
virtuais imersivos são construídos. Esse ambiente oferece alta flexibilidade e alto nível de
colaboração às empresas. Como exemplo, pode-se imaginar uma empresa onde seus trabalhadores,
gestores, parceiros e afiliados se reunem para discutir um determinado assunto, resolver exercícios,
ensaios e participarem de sessões de treinamentos a qualquer hora e em qualquer lugar do mundo.
Um exemplo visual do ambiente virtual pode ser encontrado na Figura 7 (ibidem).
22
Figura 7. Reunião corporativa acontecendo em um mundo virtual OLIVE.
Fonte: FORTERRA, 2010.
2.5.3 ActiveWorlds
É uma plataforma para criação e distribuição de conteúdo 3D interativo em tempo real,
desenvolvido com o motor de jogo RenderWare, podendo ser instalado através de um plugin
ActiveX ou por intermédio de um arquivo executável, funcionando apenas em ambiente Microsoft
Windows. O usuário precisa apenas instalar o software ActiveWorlds Browser, informar um
usuário e uma conta de e-mail e já estará hábil a explorar mundos virtuais que outros usuários
construíram. É possível conversar com outros usuários através de chat e construir seu próprio
mundo virtual (AW, 2010). Na Figura 8, pode-se visualizar a tela do ActiveWorlds Browser, na
qual o usuário está se deslocando para entrar um mundo virtual que ele escolher.
Segundo AW (2010), ActiveWorlds é a mais poderosa experiência de mundos virtuais
rodando sobre a Web. Em poucos minutos, é possível criar fascinantes mundos 3D que outras
pessoas podem visitar e conversar. Existe ainda uma solução chamada White Label, que permite
que empresas hospedem mundos virtuais customizados diretamente dentro de seus próprios
servidores, possibilitando maior flexibilidade e permitindo assim que adotem suas próprias políticas
de segurança (ibidem).
23
Figura 8. ActiveWorlds Browser.
Fonte: AW, 2010.
2.5.4 Second Life
É um simulador da vida real em um ambiente on-line totalmente em 3D onde avatares
dançam, compram roupas virtuais, jogam, têm encontros, entre outras ações, como até mesmo criar
programas (PURBRICK & LENTCZNER, 2007; BAIXAKI, 2010b).
O fundamento principal do simulador é incentivar cada usuário a encontrar um meio de
sobreviver, aprendendo a desenvolver atividades lucrativas, as quais refletem diretamente em seu
poder aquisitivo dentro do jogo, sendo que sua moeda virtual, Linden dollar (L$), pode ser
convertida em dólares verdadeiros, ou seja, o simulador pode refletir diretamente sua vida real. Um
exemplo da tela do simulador pode ser visualizado na Figura 9 (BAIXAKI, 2010b).
Para entrar no simulador é necessário instalar o browser 3D Second Life Viewer, que roda
em ambiente Windows, MacOS X e Linux (ainda em fase de testes), mas ele pode não funcionar
corretamente em algumas placas de vídeo (LIFE, 2010; BAIXAKI, 2010b).
24
Figura 9. Second Life.
Fonte: BAIXAKI, 2010b.
2.5.5 Considerações sobre os Softwares Similares
A análise e documentação de soluções similares é um importante passo no desenvolvimento
de um novo software, visando extrair uma ideia geral a partir de cada caso em particular. Para este
trabalho, foram escolhidos softwares em que mais predominavam a ideia de RV, ou seja, ambientes
tridimensionais que possibilitam a interação do usuário em tempo real (MAGNANI, 2009; TORI,
KIRNER e SISCOUTTO, 2006).
Na Tabela 2, podem-se visualizar alguns pontos comparativos entre os softwares
pesquisados e o que está sendo proposto neste trabalho.
25
Tabela 2. Comparação entre os softwares similares.
Software Ambiente Multiusuá
rio
Tecnologias On-
line
Customi
zável
Plataforma
Museu Virtual 3D –
Tradky Web Não
Adobe
Director Sim Não
Windows,
Linux
Forterra Systems
Inc. Desktop Sim NI
* Sim Sim
Windows,
Linux
ActiveWorlds Desktop Sim RenderWare Sim Sim Windows
Second Life Desktop Sim NI* Sim Sim
Windows,
MacOS X,
Linux (beta)
Ambiente Virtual
proposto neste
trabalho
Web Não Unity Sim Não Windows,
MacOS X
* - Não identificado.
O estudo destes ambientes virtuais possibilitou agregar ideias referentes à usabilidade,
texturização, experiência do usuário, plataformas, tempos de carregamentos, assim como
possibilitou a descoberta de novos motores de jogos 3D.
2.6 MOTORES DE JOGO 3D
Um ambiente virtual (ou um ambiente de simulação interativa), em prática, é um jogo que
contém um ator (ou avatar), um objetivo e até mesmo uma história e, embora o seu contexto não
seja exatamente o mesmo, eles possuem as mesmas características e utilizam-se das mesmas
ferramentas (VELASQUEZ, 2009).
Os motores de jogo, em inglês “game engines”, são sistemas ou conjuntos de bibliotecas
desenhados para o desenvolvimento de jogos. Geralmente provêm funcionalidades para
renderização, simulação de física e detecção de colisão, animação, som, inteligência artificial, etc.
(CAREY, 2010).
A seguir são apresentados alguns desses motores de jogo, tendo como objetivo a escolha de
apenas um para utilização neste trabalho.
26
2.6.1 Unity 3D
É uma ferramenta de desenvolvimento de jogos multiplataforma, projetada para facilitar o
desenvolvimento desde o início, como dizem seus autores: “Gastamos milhares de horas de
dedicação e refinamento para deixá-la simples e fácil.” (UNITY, 2010).
Possui editor integrado, potência gráfica, variedade de importação de arquivos externos,
publicação para PC, Mac, Web (através do plugin Unity Web Player), Nintendo Wii, Apple iPhone,
Google Android entre outros, suporta shaders, terrenos, ambientes multiusuário, motor de física,
áudio e vídeo, programação em .Net, JavaScript e C#, sombras e iluminação. Conta com uma
documentação on-line, diversos tutoriais que ensinam a desenvolver jogos de corrida para PC, jogos
multiplayer para iPhone dentre outros, exemplos completos de projetos, coleções prontas, como
árvores, luzes e pedras preciosas, extensões, etc. (UNITY, 2010).
A ferramenta está disponível em duas versões, possibilitando desenvolvimento para
plataformas, como PC, iPhone, Wii e Adroid. Uma das versões é paga, e outra é gratuita –
respectivamente, Unity Pro e Unity. Para criar jogos para plataformas que não sejam PC, Mac e
Web, é necessária obrigatoriamente a versão paga. Na Tabela 3, é possível visualizar as principais
diferenças entre essas duas versões.
Tabela 3. Comparação entre as ferramentas Unity Pro e Unity.
Característica Unity Pro Unity
Editor integrado com suporte a áudio Sim Sim
Shaders Sim Sim
Integração com o navegador de Internet através de plugin Sim Sim
Efeitos de glow, motion blur, correção de cor, entre outras,
sendo possível criar seu próprio efeito Sim Não
Sombras em tempo real de alta definição Sim Não
Estatísticas, como tempo de renderização Sim Não
Splash e Marca d’água da Unity Não Sim
Licença US$1200,00 Gratuita
Fonte: UNITY (2010).
As principais diferenças percebidas entre as versões paga e gratuita ficam na qualidade do
resultado final. Na versão paga, é possível criar mais efeitos e correções, como sombras e reflexos
que geram resultados com características mais próximas às do mundo real.
27
Um exemplo prático de utilização dessa ferramenta foi criado pela empresa brasileira
Agência Click4, que utilizou essa ferramenta para o desenvolvimento de um jogo on-line na ocasião
do lançamento do Fiat Punto T-Jet, o T-Racer5. O jogo contava a história de um personagem que
veio ao Brasil em busca de um novo piloto para sua equipe, e o usuário podia mostrar suas
habilidades correndo com um Punto T-Jet em uma versão virtual do autódromo de Jacarepaguá. A
campanha obteve grandes resultados, atingindo a marca de 170 mil jogadores, 1,4 milhão de
visitantes e mais de 40 milhões de telespectadores em campanhas realizadas pela TV e Web, além
da conquista de oito troféus para a agência e para a Fiat (CLICK, 2010).
2.6.2 CopperLicht
É um motor de jogo 3D para a criação de jogos e aplicações tridimensionais que rodam
diretamente em um navegador Web, utilizando-se da WebGL, que possibilita a renderização por
aceleradores gráficos 3D sem a necessidade de qualquer plugin (COPPERLICHT, 2010).
WebGL é uma iniciativa de padronização que permite utilizar gráficos 3D em navegadores
de uma forma “nativa”, utilizando a propriedade canvas do HTML 5. Ainda está em
desenvolvimento, mas já está sendo implementado em navegadores como Chrome, Firefox e Safari
(KHRONOS, 2010; BAIXAKI, 2010d).
O CopperLicht vem com um completo editor 3D chamado CopperCube e possui suporte a
todas as características necessárias para criação de jogos tridimensionais. Ao contrário de outros
motores WebGL 3D, o CopperLicht compila seu conteúdo em um pequeno arquivo binário, que
carrega rapidamente, reduzindo a utilização de tráfego de dados dos usuários (COPPERLICHT,
2010).
O CopperCube é um editor 3D para a geração de conteúdo tridimensional, que utiliza o
motor 3D CopperLicht para a renderização em formato WebGL, mas também pode gerar conteúdo
no formato Adobe Flash e para desktop em plataformas Windows e MacOS X (COPPERCUBE,
2010).
4 Disponível em: <http://clickaqui.agenciaclick.com.br/>.
5 Disponível em: <http://www.t-racer.com/>.
28
Com o CopperCube, é possível criar panamoras em 360º, ambientes interativos e até jogos
completos, que na maioria dos casos podem ser feitos sem a necessidade de programação ou
utilizando ActionScript 3, Squirrel e JavaScript, caso se queira criar interações mais sofisticadas,
como inimigos em um jogo (COPPERCUBE, 2010).
O CopperLicht possui suporte a física, detecção de colisão, animação de personagens,
texturização, shaders, iluminação, objetos translúcidos e muitos materiais e shaders já pré-criados,
além de completa documentação, exemplos e tutoriais (COPPERLICHT, 2010).
2.6.3 Adobe Director
É um software proprietário pertencente à empresa Adobe Systems, que possibilita o
desenvolvimento de jogos, ambientes de simulação, prototipação e cursos virtuais para a Internet
(através do plugin Adobe Shockwave Player), Windows e MacOS (ADOBE, 2010).
O Adobe Director oferece suporte ao Adobe Flash, filtros em imagens e textos como brilho
e sombras, suporte a multiplayer e linguagem de programação JavaScript e Lingo (linguagem nativa
do Director), além de interação com objetos em ActionScript (IMASTERS, 2010; ADOBE, 2010).
A última versão do Director, 11.5, suporta mais de 40 formatos de vídeo, áudio e imagens,
possui grande capacidade de áudio, motor de física avançado, motor de renderização de texto,
ambiente de programação e adição de plugins externos (ADOBE, 2010).
2.6.4 jMonkey Engine (jME)
É um motor de jogo 3D de alto desempenho escrito totalmente em Java. Possui suporte a
OpenGL via LWJGL6 e JOGL
7 para gráficos e OpenAL para som. jME é um projeto de código-
fonte aberto, gerenciado por uma comunidade de software livre e sob a licença BSD (JME, 2010).
Está sendo utilizado atualmente por muitos estúdios de jogos comerciais e também por
universidades em cursos de jogos (ibidem).
6 LWJGL (Lightweight Java Game Library) é uma biblioteca Java de código-fonte aberto para desenvolvedores de
jogos que provê acesso multiplataforma de alta performance para bibliotecas como OpenGL e OpenAL e também a
dispositivos de entrada como joysticks, gamepads e volantes. 7 JOGL (Java OpenGL) é um empacotador Java que permite que o OpenGL possa ser utilizado na linguagem de
programação Java.
29
A sua última versão, ainda em fase de testes, possui suporte ao Android, ao motor de física
jBullet e ao Ogre3D. Suas opções de shaders, colisão, efeitos de sombras, materiais, texto,
animação, canvas, partículas e terrenos foram melhoradas (ibidem).
O jME pode ser integrado a IDEs genéricas como Eclipse e NetBeans, mas atualmente
existe um ambiente de desenvolvimento de jogos completo denominado jMonkeyPlatform, baseado
na plataforma NetBeans, que pode ser baixado e instalado pronto para se utilizar (ibidem).
2.6.5 Análise Comparativa entre os Motores de Jogo 3D
Famosos motores de jogo como XNA Game Studio, Ogre3D e Unreal Engine 3 não foram
documentados por não possuírem opção de compilação para utilização em navegadores de Internet,
o que não vem ao encontro do objetivo deste trabalho (XNA, 2010; JUNKER, 2006; UDK, 2010).
Na Tabela 4, pode-se visualizar uma comparação contendo alguns fatores importantes entre
os motores de jogo 3D pesquisados.
Todos os motores de jogo 3D pesquisados se mostraram muito eficientes e com uma
qualidade final bastante realista.
O CopperLicht se mostrou uma alternativa gratuita muito poderosa, mas que ainda não está
em seu momento, pelo fato de a WebGL ainda estar em fase de desenvolvimento e os navegadores
de Internet ainda não o aceitarem nativamente.
O Adobe Director é muito poderoso e utilizado por diversas empresas de desenvolvimento
de conteúdo 3D, além de possuir um plugin já bastante utilizado pelos usuários, mas se mostra
muito voltado a conteúdos multimídia, e sua utilização neste projeto será descartada primeiramente
pelo fato de ser pago.
30
Tabela 4. Comparação entre os motores de jogo 3D pesquisados
Motor de Jogo Editor gráfico Suporte Web Arquivos Suportados Licença
Unity Sim Via plugin
mb, ma, max, 3ds, blend, jas,
c4d, obj, sketchup, dxf, fbx,
psd, tiff, jpg, png, gif, bmp, tga,
iff, pict, ogg, mov, avi, asf,
mpg, mp4, aiff,wav, mp3, xml
Gratuita
CopperLicht
Integrado ao
editor
CopperCube
Nativo
(WebGL)
3ds, obj, x, lwo, b3d, csm, dae,
dmf, oct, irrmesh, ms3d, my3D,
mesh, lmts, bsp, md2, stl, ase,
ply, dxf, cob, scn e mais.
Gratuita,
porém o
editor é
pago
Adobe Director Sim Via plugin
Mais de 40 tipos de arquivos
entre eles swf, flv, dvd-video e
google sketchup.
US$999
JMonkey Engine Não Via plugin ase, obj, 3ds, md2, md3, ms3d,
x3d, collada, ogre3d. Gratuita
Os motores Unity e jMonkey se mostraram mais aptos a serem utilizados neste projeto,
atendendo a todas as necessidades requeridas para o desenvolvimento do ambiente virtual proposto.
O Unity, porém, ganha em questões de facilidade de uso, possuindo uma interface visual com
recursos drag-and-drop, além de aceitar um maior número de arquivos para importação.
Definiu-se, para utilização no desenvolvimento deste projeto, a ferramenta Unity, ficando
como segunda opção, caso necessário, o jMonkey Engine.
2.7 FERRAMENTAS DE MODELAGEM 3D
Comparações entre os diversos softwares para criação de conteúdo 3D é uma tarefa
frequente em qualquer curso ou projeto que envolva treinamentos, principalmente com pessoas que
ainda não possuem grande conhecimento nesse assunto (BRITO, 2010). A maioria desses
softwares utiliza terminologias comuns dentro da área de modelagem 3D, mas que não são tão
comuns no cotidiano de qualquer pessoa que não trabalhe com essa área. Algumas, ainda, não
fazem sentido se traduzidas. Para um maior entendimento, na Tabela 5 podem-se visualizar as mais
comumente encontradas.
31
Tabela 5. Terminologias de modelagem 3D
Terminologia Descrição Imagem demonstrativa
Renderização Em computação gráfica, é o processo pelo qual
se gera, através da execução de softwares e
instruções especializadas, imagens a partir de
objetos modelados tridimensionalmente.
Rasterização É o processo de conversão de imagens
descritas de forma vetorial em imagens
descritas por uma matriz de pixels (bitmap) de
modo a que possam ser apresentadas em um
monitor ou impressora.
Ray-tracing É a técnica de renderização de um modelo 3D
que simula o trajeto que os raios de luz
percorreriam no mundo real. Entretato, para
tornar o processo factível, essa técnica opera
ao contrário. Na vida real, os raios de luz são
refletidos nos objetos e em seguida atingem o
observador, desperdiçando a maioria dos raios
refletidos. Já computacionalmente, o
observador é a fonte, fazendo com que só
sejam renderizados os raios de luz que
realmente vão ser vistos pelo observador.
Pipeline de
Renderização
É todo o processo de transformação dos
modelos tridimensionais em imagens
rasterizadas. Inclui alguns passos principais,
como: Transformações do Modelo;
Transformação de Câmera; Transformação de
Projeção e a Rasterização.
Shader É um conjunto de instruções que interferem
nas etapas do pipeline de renderização.
Normalmente é utilizado para criar efeitos nas
imagens geradas e/ou torná-las mais realistas.
Podem interferir em praticamente todas as
etapas do processo de renderização, podendo,
inclusive, modificar a malha dos objetos
descritos.
32
Malha Em inglês “mesh”, é uma estrutura geométrica
composta por vértices que são conectados por
segmentos de linhas, que por sua vez
descrevem um objeto do mundo real. É o
modelo 3D em si.
Antialiasing É uma técnica especial para simular suavidade
nas bordas e detalhes das áreas de alto-
contraste em uma imagem, adicionando pontos
de cores intermediárias.
UV unwrapping e
UV mapping
UV mapping é um processo de modelagem
para fazer uma imagem 2D representar um
modelo 3D. Em contraste com X, Y e Z, que
são as coordenadas originais do objeto
tridimensional no ambiente de modelagem, U
e V são as coordenadas do objeto já
transformado. A imagem é então re-
transformada (wrapped) sobre a superfície do
objeto 3D.
Por sua vez, o UV unwrapping é o processo de
“desembrulhar” um objeto 3D, tornando
possível a criação de sua textura para aplicação
no UV mappping.
Rigging Rigging, em inglês, é o sistema de cordas,
correntes e aparelhos utilizados para apoiar e
controlar os mastros, velas e estaleiros de
embarcações. Na computação gráfica,
funciona com o mesmo princípio que nos
navios, mas aqui particularmente para criar a
estrutura de animais vertebrados, constituindo-
se de duas partes, o skin e o skeleton, que são
respectivamente a representação da face do
personagem e uma hierarquia de ossos
(bones), cada um, vinculado a uma parte da
face. Seria, em outras palavras, a etapa na qual
se permite que um objeto 3D seja animável.
Fonte: adaptado de AZHHAEL (2010), APERTEF5 (2010), BABOO (2010), CGUFSC (2010),
PATTA (2007) e WOLFE (2010).
33
A seguir, são apresentados alguns softwares de modelagem (e animação) 3D pesquisados,
descrevendo-se algumas de suas funcionalidades e características, com o objetivo de escolher um
ou mais desses softwares para ser utilizado no desenvolvimento desse trabalho.
2.7.1 Blender 3D
É uma ferramenta de código aberto, para criação de modelos 3D, animações, efeitos de
física e partículas e até mesmo de jogos profissionais. Suporta uma grande variedade de arquivos,
como 3ds Max, Collada, DirectX, Lightwave, AVI, Mov, JPG, PNG, VRML, entre outros, sendo
que utilizando o formato Blend (do próprio software), é possível comprimir todos os arquivos
utilizados no projeto em um único arquivo, facilitando o manuseio, e podendo-se ainda adicionar
assinatura digital e criptografia (BLENDER, 2010; BRITO, 2008).
O Blender 3D possui uma entidade de projetos de produção aberta chamada Fundação
Blender, sediada na Holanda. Seus projetos têm chamado a atenção da comunidade internacional de
artistas 3D, dando destaque para o projeto Big Buck Bunny8, que chamou a atenção pelo seu alto
nível de qualidade e semelhança técnica com as animações produzidas pela Pixar, que é referência
mundial na criação de animações 3D. O DVD pode ser baixado diretamente através do Website,
assim como todos os arquivos utilizados em sua produção (BRITO, 2008).
2.7.2 Autodesk 3ds Max
É um software proprietário para modelagem, animação, renderização e composição 3D,
designado para desenvolvedores de jogos, artistas de efeitos visuais e designers gráficos, que
trabalham com a produção de jogos, filmes ou conteúdo para televisão (AUTODESK, 2010).
O 3ds Max pode ser extensível, utilizando as linguagens de programação C++ ou .Net para
criar seus próprios plugins (utilizando um módulo interno dele) ou através de plugins já prontos e,
assim como o Blender 3D, possui uma grande comunidade de usuários por todo o mundo (ibidem).
8 Disponível em: <http://www.bigbuckbunny.org>.
34
2.7.3 Art of Illusion
É um software de código aberto para modelagem, texturização, animação e renderização 3D.
É voltado para pessoas que necessitam de uma ferramenta eficiente, gratuita e de fácil utilização na
área de modelagem tridimensional (ILLUSION, 2010).
Ganha destaque entre seus concorrentes possuindo interface em português, barras com as
principais ferramentas e um layout bem organizado, intuitivo e leve, sendo que muitas de suas
funcionalidades são encontradas em softwares comerciais, apesar de não poder ser comparado com
os mesmos, por ficar limitado ao OpenGL e ao modo de trabalho. O software é recomendado
principalmente para arquitetos, designers de interiores e pessoas que querem exercer tarefas simples
(ILLUSION, 2010; BAIXAKI, 2010a).
O software conta ainda com um repositório on-line e flexibilidade de extensão através da
instalação de plugins e scripts que podem ser baixados diretamente em um gerenciador dentro do
software (CGSOCIETY, 2010a).
2.7.4 LightWave
É um software para modelagem, animação e renderização 3D, composta por dois módulos
principais, sendo um para a modelagem dos objetos tridimensionais e outro para a finalização dos
projetos, com inserção de iluminação, animações, etc. (NEWTEK, 2010).
É utilizado na produção de conteúdo para televisão, na criação de efeitos especiais para
filmes, no desenvolvimento de jogos e para realizar trabalhos impressos. É também responsável por
fazer mais artistas ganharem o Emmy Awards (premiação atribuída a programas televisivos mais
focados ao entretenimento) do que qualquer outro software 3D (NEWTEK, 2010).
2.7.5 Silo 3D
É um software de modelagem 3D, com foco na capacidade de alternar entre esculturas
orgânicas de alta precisão e controles de superfícies rígidas. Ele pode ser utilizado para qualquer
fim, desde criar personagens 3D para jogos e filmes 3D como rapidamente explorar ideias
arquitetônicas (NEVERCENTER, 2010).
35
Atualmente o software é utilizado por grandes estúdios espalhados por todo o mundo, mas
também pode ser utilizado individualmente como uma ferramenta autônoma. Além da capacidade
de produzir desde modelos simples até maquetes profissionais repletas de detalhes complexos, o
software é relativamente barato (NEVERCENTER, 2010; BAIXAKI, 2010c; PONTUAKI, 2010).
2.7.6 POV-Ray
É um software livre para a criação de gráficos tridimensionais. O nome é uma sigla, que em
inglês significa Persistence of Vision Raytracer, sendo considerado um programa de alta qualidade.
Ao contrário dos outros softwares descritos, ele não possui interface visual, sendo a modelagem
feita inteiramente por código, em uma sintaxe parecida com C, mas possui uma documentação
muito boa, que facilita bastante o aprendizado e gera resultados surpreendentes (POV-RAY, 2010).
POV-Ray é talvez o mais popular e mais largamente utilizado ray-tracer. Seu pacote inclui
instruções detalhadas na utilização de ray-tracing e na criação de cenas com a linguagem de
definição de cenas definida para ele (CGUFSC, 2010).
2.7.7 Análise Comparativa entre as Ferramentas Pesquisadas
Na Tabela 6, são apresentadas algumas informações que foram adaptadas de uma pesquisa
comparativa realizada pela CGSociety (2010b). Essa pesquisa envolveu diversos softwares de
modelagem 3D, descrevendo detalhes técnicos, funcionalidades, opções de texturização, animação,
renderização, arquivos suportados para importação e exportação e até atalhos padrões.
Sendo que muitas das informações da pesquisa são irrelevantes no contexto deste trabalho, e
outras ainda são faltantes ou desatualizadas, a tabela foi adaptada para um melhor entendimento e
uma maior veracidade das informações.
Tabela 6. Comparação entre as ferramentas de modelagem 3D pesquisadas.
Detalhes Técnicos
Ferramenta Plataforma Vídeo Suportado Extensão Preço Tamanho
Blender Windows, OSX,
Linux, FreeBSD,
Irix e Solaris
Software Rendering,
OpenGL
C, Python Free (GPL) 15.50Mb
3ds Max Windows 32/64 Direct X, OpenGL,
Soft. Rendering, Heidi
MAXScript,
C++, .Net
US$3.495 930Mb
36
Art of Illusion Qualquer uma
que suporte Java
Software Rendering,
OpenGL
Beansheel,
Java
Free (GPL) 6.59Mb
LightWave Windows 32/64 e
OSX OpenGL
Lscript US$895 142Mb
Silo 3D Windows e OSX ND**
ND**
US$159 17.20
POV-RAY Windows, OSX e
Linux ND
**
ND**
Free (POV-
Ray)
9.70Mb
Funcionalidades
Ferramenta NURBS Patch SubD Polygon Smooths 3gons Smooths ngons
Blender X X X X
3ds Max X X X X X X
Art of Illusion X X* X X
*
LightWave X X X X X
Silo 3D X X X X
POV-RAY X ND**
X X X
UV Unwrapping
Ferramenta Basic Pelt LSCM ABF++ Multi uv sets Subsurfed uv
Blender X X X X X
3ds Max X X X* X X
Art of Illusion X X* X X
LightWave X X* X X
Silo 3D X ND**
X ND**
X ND**
Texturização e Pintura
Ferramenta Baseado no Nó Pintura 2D Pintura 3D Vértice
Blender X X X X
3ds Max X* X
* X
* X
Art of Illusion X
LightWave X X
Silo 3D X ND**
ND**
ND**
POV-RAY X X X ND**
Animação e Simulação
Ferramenta Simples Personagem Partícula Física Cabelo Fumaça
Blender X X X X X
3ds Max X X X X X X
Art of Illusion X X X
LightWave X X X X X* X
*
Renderização
Ferramenta Primário Suporte RIB Outros
Blender Blender X
*
YafRay, Mental Ray, Sunflow,
Kerkythea, Indigo, Luxrender, VRay
3ds Max Scanline, Mental Ray, X* Brazil r/s, finalRender, finalToon,
37
Em termos de recursos para modelagem, todas as ferramentas pesquisadas estão bem
niveladas, sendo que os resultados finais não ficam muito diferentes, e o que pode vir a causar mais
diferença é o desempenho entre as ferramentas (BRITO, 2010).
A escolha entre uma ferramenta ou outra se deverá mais pelo contexto específico de cada
projeto, que pode contar com diversos fatores, como recursos financeiros, tecnologias utilizadas,
propósito da utilização (se será apenas para modelagem, ou também para animação, por exemplo),
facilidade de aprendizado, entre outros (BRITO, 2010).
Light Tracer, Radiosity
Engine (Lightscape)
Gelato, Illustrate!, Krakatoa,
MaxwellRenderer, VRay, Fryrender
Art of
Illusion
Raster, Raytracer, Vector
Renderer, Adv. Renderer
LightWave LightWave X
*
Renderman, FPrime, Kray,
MaxwellRenderer
Silo 3D ND**
ND**
VRay
POV-RAY Ray-tracer ND**
ND**
Interface e Customização
Ferramenta Teclas de atalho Atalhos de mouse Menus Botões
Blender
3ds Max X X X X
Art of Illusion
LightWave X X X
Silo 3D X ND**
X X
POV-RAY X
Arquivos suportados
Ferramenta Importação Exportação
Blender obj, 3ds, dxf, lwo, VRML, collada, jpg,
tiff, psd, bmp, gif, png, exr, hdr
obj, 3ds, dxf, lwo, VRML, collada, jpg,
tiff, psd, bmp, gif, png, exr, xsi, hdr
3ds Max obj, 3ds, dxf, fbx, VRML, collada, jpg,
tiff, psd, bmp, gif,png, exr, hdr, xsi, ai
obj, 3ds, dxf, fbx, VRML, collada, jpg,
tiff, psd, bmp, gif, png, exr, hdr, ai
Art of Illusion aoi, obj, jpg, tiff, bmp, png, hdr VRML, aoi, obj, jpg, tiff, bmp, png, pov
LightWave obj, 3ds, dxf, lwo, q3d, VRML, jpg,
tiff, psd, bmp, png, hdr
obj, 3ds, dxf, lwo, q3d, VRML, jpg, tiff,
psd, bmp, png, hdr * – Disponível via plugin.
** – Não disponível.
Fonte: adaptado de CGSOCIETY (2010b).
38
Este trabalho não dispõe de recursos financeiros, nem de grandes recursos tecnológicos,
possuindo ainda apenas um fim para estudo. A ferramenta Blender 3D é gratuita, leve e muito
poderosa, conforme descrito no item 2.7.1 além de possuir muito material para aprendizagem
disponível na Internet e em livros.
A ferramenta Art of Illusion (item 2.7.3 ) também possui suas vantagens, como interface em
português, intuitiva, de fácil aprendizagem, possuindo muitos recursos encontrados em ferramentas
comerciais e também é gratuita.
Por esses motivos, foram definidas, para utilização no desenvolvimento deste projeto, as
ferramentas Blender 3D e Art of Illusion, que além de se mostrarem eficazes, possuem opções de
importação e exportação relevantes, como a linguagem VRML e o próprio formato blend aceito
pelo motor de jogo 3D escolhido.
3 DESENVOLVIMENTO
Neste capítulo são descritos os processos necessários para o desenvolvimento do projeto,
desde a fase de concepção da ideia, utilizando um modelo de documentação de jogos como base
para o planejamento, até a fase de implementação, na qual são descritas as etapas da modelagem
3D, texturização e a criação de interatividade.
3.1 PROJETO
O projeto deste trabalho foi elaborado utilizando um modelo de Game Design Document
empregado no curso de Design de Jogos da Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI). Abaixo
seguem os principais tópicos, sendo que o modelo completo se encontra em apêndices.
3.1.1 CONCEITO GERAL
O ambiente virtual proposto coloca o usuário em um Centro de Visitantes do Projeto Tamar-
ICMBio, localizado no Estado da Bahia. O usuário pode caminhar pelo ambiente, interagindo com
elementos dispostos sobre ele.
3.1.2 CONTROLES BÁSICOS
O usuário precisa de um teclado e um mouse para se deslocar e interagir com o ambiente
virtual. As teclas WASD e as setas direcionais do teclado possibilitam a locomoção do ator sobre o
terreno do ambiente virtual, o mouse permite um melhor controle da direção do ator sobre esse
terreno, a barra de espaços permite que o ator pule sobre o terreno ou sobre objetos, e cliques do
mouse ou pressionamento da tecla ENTER, sobre ou perto de objetos pré-estabelecidos, permitem
que informações sejam apresentadas ao usuário.
3.1.3 OBJETIVO DO AMBIENTE VIRTUAL
O objetivo do ambiente virtual consiste em permitir que o usuário conheça uma parte do
Centro de Visitantes da base de Praia do Forte – BA, pertencente ao projeto Tamar-ICMBio, sem a
necessidade de se deslocar fisicamente até o local onde a base se encontra instalada, além de
possibilitar a divulgação do projeto Tamar-ICMBio a um maior número de pessoas, ajudando na
40
conscientização em relação à preservação das tartarugas marinhas (todas ameaçadas de extinção),
através da percepção e cognição de informações que estarão expostas no ambiente virtual.
3.1.4 PLATAFORMA-ALVO
O ambiente virtual está acessível através da Internet, com a utilização de um navegador,
como Firefox, Chrome, Safari, Opera, Mozilla, Netscape, Internet Explorer e Camino.
O navegador a ser utilizado não tem grande influência. Em qualquer caso, é necessária a
instalação do plugin Unity Web Player9, que funciona apenas em ambiente Windows
2000/XP/Vista/7 e Mac OS X 10.3.9 ou superior.
3.1.5 PÚBLICO-ALVO
O ambiente virtual não é destinado a nenhum público-alvo em específico, estando disponível
na Internet para quem quiser utilizá-lo. O seu total conteúdo é apropriado para qualquer faixa etária.
3.1.6 GAMEPLAY
É uma espécie de jogo de ação em 3D, em primeira pessoa, no qual o usuário controla um
ator (o usuário não se vê na cena) dentro de um ambiente tridimensional.
3.1.7 CONTINUAÇÕES
Seguem algumas ideias para a continuação deste ambiente virtual:
transformar o ator em um avatar, ou seja, fazer com que a interação do usuário
aconteça em terceira pessoa (utilizando um personagem) ao invés de ser em primeira
pessoa, tornando a interação mais agradável;
implementar a capacidade de o ambiente ser multiusuário, tornando-o um lugar onde
diversos usuários possam entrar ao mesmo tempo, um enxergando o outro,
proporcionando ainda mais realidade ao ambiente.
9 Disponível em: <http://unity3d.com/Webplayer/>.
41
3.1.8 HISTÓRIA DO AMBIENTE
Em uma praia localizada no estado da Bahia, chamada de Praia do Forte, existe uma base
pertencente ao Projeto Tamar-ICMBio de pesquisa, conservação e manejo de tartarugas marinhas
ameaçadas de extinção.
Nessa base, há uma área destinada à visitação de pessoas, onde é possível encontrar tanques
de tratamento e piscinas com tartarugas que nasceram e cresceram dentro da base, assim como
outros tipos de peixes que ficam expostos aos visitantes, além de réplicas das cinco espécies de
tartarugas marinhas que ocorrem no Brasil.
Em certa localização dentro do Centro de Visitantes, em temporadas reprodutivas, de
setembro a março, é possível presenciar a eclosão de ninhos de tartarugas, quando os filhotes saem
de seus ovos e andam em busca do mar para prosseguirem com suas vidas.
O centro é repleto de informações dispostas em placas que auxiliam os visitantes na
conscientização em relação à preservação das tartarugas marinhas e de peixes também em extinção.
A base conta ainda com a presença de uma loja, onde são vendidos produtos como canecas e
camisetas, sendo alguns produzidos pela própria comunidade.
O visitante (personagem principal) já inicia seu trajeto dentro do Centro de Visitantes e pode
passear por ele, visualizando as informações dispostas nas placas, tartarugas e outros animais.
3.1.9 DESCRIÇÃO DOS PERSONAGENS
Existem oito personagens principais no ambiente: o ator (que será comandado pelo usuário
visitante da base), as cinco espécies de tartarugas marinhas que ocorrem no Brasil, os tubarões lixa
e as raias.
3.1.9.1 Ator (Personagem Principal)
Descrição: personagem em primeira pessoa, não tem nenhum avatar associado a ele;
Comportamentos: pode andar pelo Centro de Visitantes, conhecendo algumas das suas
principais áreas, interagindo com placas, fotos do ambiente real, tartarugas e links
externos.
42
3.1.9.2 Tartaruga de Pente
Descrição: seu nome científico é Eretmochelys imbricata, é uma espécie criticamente
ameaçada de extinção devido à caça indiscriminada, possui carapaça medindo entre 60 e
115cm de comprimento, e seu peso máximo é de 100kg. É coberta por placas córneas
imbricadas. Sua carapaça tem um fundo laranja com uma irregular combinação de faixas
claras e escuras, predominando as cores marrom e preta radiando para os lados;
Comportamentos: pratica natação nas piscinas, descansa no fundo das piscinas e pode
existir apenas como sendo uma réplica da tartaruga real.
3.1.9.3 Tartaruga Cabeçuda
Descrição: seu nome científico é Caretta caretta e é uma espécie ameaçada de extinção.
Sua cabeça é bastante grande em proporção ao restante do corpo, podendo medir até
25cm. Em geral, o tamanho de fêmeas adultas fica entre 81,5cm e 120cm, com um peso
de 77kg, podendo chegar a até 227kg;
Comportamentos: pratica natação nas piscinas, descansa no fundo das piscinas,
alimenta-se quando ganha comida e pode existir apenas como sendo uma réplica da
tartaruga real.
3.1.9.4 Tartaruga Verde
Descrição: seu nome científico é Chelonia mydas, é mais uma tartaruga ameaçada de
extinção, seu casco pode atingir 139cm de comprimento, e seu peso pode chegar a
250kg. Em geral, os machos são menores do que as fêmeas. As características que a
distinguem das outras tartarugas são a sua cabeça pequena e redonda e a carapaça sem
rugosidades;
Comportamentos: pratica natação nas piscinas, descansa no fundo das piscinas e pode
existir apenas como sendo uma réplica da tartaruga real.
43
3.1.9.5 Tartaruga Oliva
Descrição: seu nome científico é Lepidochelys olivacea e é outra tartaruga ameaçada de
extinção. Sua carapaça pode medir até 75cm, e seu peso pode chegar até 45kg. É a
menor de todas as outras cinco espécies e tem preferência em se alimentar de camarões;
Comportamentos: pratica natação nas piscinas, descansa no fundo das piscinas,
alimenta-se quando ganha comida, pode nascer na área de desova e pode existir apenas
como sendo uma réplica da tartaruga real.
3.1.9.6 Tartaruga de Couro
Descrição: seu nome científico é Dermochelys coriacea e também é uma espécie
ameaçada de extinção. Sua carapaça pode chegar até 2 metros de comprimento e pode
pesar até 900kg. Vive em alto mar, aproximando-se do litoral apenas para desovar.
Alimenta-se de águas-vivas;
Comportamentos: existe apenas como réplica da tartaruga real.
3.1.9.7 Tubarão Lixa
Descrição: seu nome científico é Ginglymostoma Cirratum e é uma espécie ameaçada de
extinção. Quando adulto, chega a 4,3 metros de comprimento e 400kg. Vive nas águas
tropicais e subtropicais dos oceanos Atlântico e Pacífico, sobre os fundos arenosos e
rochosos, frequentemente descansando em cavernas. Alimenta-se de peixes, crustáceos,
moluscos e outros invertebrados;
Comportamentos: pratica natação nas piscinas, descansa no fundo das piscinas e pode
existir apenas como sendo uma réplica do tubarão real.
3.1.9.8 Raia Manteiga
Descrição: seu nome científico é Dasyatis americana. Em inglês, é chamada de Southern
Stingray. É encontrada nas águas tropicais e subtropicais do oceano Atlântico, nas praias
caribenhas e no golfo do México. É conhecida como raia manteiga por ser muito
escorregadia;
44
Comportamentos: pratica natação em sua piscina.
3.1.10 MAPA
Descrição: representa toda a área do ambiente real a ser desenvolvido virtualmente;
Travessia: o usuário se desloca pelo ambiente a pé;
Área total do mapa: 8.930,00 m²;
Área total do centro de visitantes: 7.341,00 m²;
Características: localiza-se próximo a praia, possui cactos, coqueiros, sombreiros e um
farol. O chão é inteiramente de areia com algumas partes calçadas, para facilitar o
deslocamento de pedestres. Possui diversas piscinas artificiais que contêm animais como
tartarugas, tubarões e raias;
Interações com o ambiente:
o Placas informativas: o usuário pode clicar nas placas dispostas sobre o ambiente,
fazendo com que as informações dispostas nela sejam expostas em formato 2D
na tela, de forma a facilitar a leitura;
o Tartarugas: o usuário pode lançar alimentos para tartarugas que estiverem em
uma determinada piscina do ambiente. Pode também clicar sobre alguma
tartaruga, fazendo com que ela ganhe destaque na tela, girando-a e analisando
suas características;
o Carapaças: são os cascos das tartarugas, que estarão dispostos em certo local do
ambiente. O usuário pode clicar nos cascos, fazendo com que estes ganhem
destaque na tela, podendo girá-los, e assim, conhecendo melhor suas
características;
o Links: em alguns pontos do ambiente, podem existir placas com links para outros
Websites. Estes Websites podem conter mais informações a respeito de algum
assunto mencionado, fotos ou mini-jogos.
45
Aspectos do ambiente: os aspectos de plano de fundo do ambiente são um céu claro, mar
e árvores;
Áreas do mapa: o mapa é conceitualmente dividido em seis áreas, sendo elas:
o Área de entrada – contém a bilheteria, banheiros, restaurante, a loja, um palco
para shows, placas informativas, entre outros pequenos elementos;
o Área 1 (Proteção e Manejo) – contém um quiosque falando sobre a poluição, um
aquário suspenso, o tanque dos tubarões lixa, placas informativas e um centro de
Incubação;
o Área 2 (Biologia e Anatomia) – contém piscinas com três espécies de tartarugas,
carapaças das cinco espécies de tartarugas, placas informativas, um quiosque
com esqueletos e o farol;
o Área 3 (Ameaças) – contém uma piscina em formato de barco, um tanque de
raias, placas informativas, o tamarzinho (casinha para ensino infantil) e um
tanque de filhotes;
o Área 4 (Interação Comunitária) – contém um barco de pesca, placas
informativas, o submarino amarelo (uma sala onde se passam vídeos e que possui
peixes) e o cine Tamar (outra sala onde se passam vídeos);
o Área de Saída – ocupa parte das mesmas áreas anteriores, possuindo alguns
ângulos de visão diferentes das piscinas e placas informativas.
3.1.11 INTERFACE
O ambiente virtual não possui interface, nem menus. O usuário acessa o ambiente através de
um navegador de Internet, e, assim que o ambiente é carregado, já é permitido ao usuário interagir
com o ambiente.
46
3.1.12 RITMO DE INTERATIVIDADE
O usuário interage com o ambiente através do teclado e do mouse do computador, utilizando
os comandos descritos no item 3.1.2 .
Ao decorrer do percurso no ambiente, é oferecida, ao usuário, a possibilidade de interagir
com placas informativas, tartarugas, carapaças e links externos, que podem dar acesso a páginas
com mais informações ou a mini-jogos.
Os elementos do ambiente com os quais o usuário pode interagir possuem destaque em
relação aos demais elementos, como mudança de cor e brilho, podendo ainda ser mostradas
mensagens informativas na tela do usuário, indicando que ele pode interagir com determinado
elemento.
Todos esses fatores foram criados visando chamar a atenção do usuário, para que este
interaja com os elementos.
3.1.13 ESTILO DE ARTE
O aspecto visual do ambiente virtual tem um visual próximo ao mundo real, sendo um
ambiente tridimensional sério, sem quaisquer aspectos caricatos, reproduzindo fielmente as
principais áreas do Centro de Visitantes da base de Praia do Forte - BA, pertencente ao Projeto
Tamar-ICMBio.
3.1.14 EFEITOS DE MÚSICA E SOM
Nenhuma música foi aplicada, e efeitos de sons realistas de mar, árvores agitadas pelo vento,
água corrente e sons de animais foram utilizados no ambiente.
3.2 Implementação
Para o desenvolvimento do ambiente virtual proposto, foram utilizadas a ferramenta de
desenvolvimento de jogos Unity e a ferramenta de modelagem 3D Blender. Plantas baixas reais do
Centro de Visitantes da base de Praia do Forte também foram utilizadas como referência, tanto na
Unity quanto no Blender.
47
A seguir, são listados todos os procedimentos realizados na parte prática do
desenvolvimento do ambiente virtual proposto.
3.2.1 Reconhecimento do Ambiente Real
Assim que se iniciou o desenvolvimento conceitual do projeto, foi percebida a necessidade
de se conhecer o ambiente real a ser desenvolvido virtualmente, eliminando assim um risco que se
tinha de não possuir um mínimo de informações suficientes que viessem a prejudicar o resultado
final do trabalho. Fez sentido então pensar que, para se criar um ambiente virtual que simule um
ambiente real, é necessário conhecê-lo pessoalmente.
Para isso, uma visita foi feita à base de Praia do Forte, localizada na cidade de Mata de São
João – BA, que fica a uma distância de aproximadamente 2500 km da cidade do autor deste
trabalho. Lá se pode ter acesso a diversas informações a respeito do projeto Tamar-ICMBio, das
tartarugas marinhas protegidas pelo projeto e do Centro de Visitantes, onde o autor permaneceu por
seis dias, coletando informações e participando de tarefas do dia-a-dia dos funcionários do projeto.
As informações coletadas de mais utilidade na hora do desenvolvimento foram plantas
baixas do local, fotos e principalmente os vídeos registrados aleatoriamente. Foi nos vídeos que se
pôde perceber um maior número de detalhes, como diferentes ângulos de um mesmo objeto e
alguns que sequer se tinha percebido. Outro fator importante foi a possibilidade de tirar fotos
estando no topo do farol, que se faz presente no local, abrangendo quase toda a área pretendida e
agrupando um maior número de objetos em uma mesma foto.
3.2.2 Modelagem e Texturização do Terreno
O terreno foi modelado e texturizado inteiramente na Unity, pois ela possui um painel
exclusivo para a criação de terrenos, que funciona de forma semelhante às ferramentas de edição de
bitmaps, como o Adobe Photoshop e Gimp, possuindo uma espécie de pincél com diversas formas,
tamanhos e intensidades, que servem para modelar, pintar e preencher o terreno com árvores e
plantas. A modelagem utilizando pincéis já é uma técnica empregada em ferramentas de
modelagem 3D como o Zbrush e o próprio Blender. Um exemplo de utilização de um pincél para
modelagem de um terreno na Unity pode ser visto na Figura 10.
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Figura 10. Modelagem de terreno na Unity utilizando pincéis.
Sabendo-se que as unidades de medida na Unity são de uma unidade para um metro,
definiu-se que o terreno teria 100 unidades de largura por 100 unidades de comprimento e quatro
unidades de altura, simulando assim o tamanho do terreno real necessário para a construção do
Centro de Visitantes, que é de aproximadamente 10.000 m², com no máximo quatro metros de
altura nas partes mais elevadas.
Os terrenos na Unity são possíveis através de uma técnica denominada heightmap, ou seja,
mapa de altura. Esse mapa de altura é uma imagem em tons de cinza, onde as partes mais escuras
são mais baixas, e as partes mais claras são mais altas, sendo até mesmo possível exportá-lo, editá-
lo em uma ferramenta de edição de imagens externa e novamente importá-lo na Unity, mas
lembrando que não é essa a mesma técnica utilizada nas ferramentas de modelagem 3D que
utilizam pincéis, nelas os pincéis servem para modificar o posicionamente dos pontos nos eixos x, y
e z do modelo 3D.
Na Figura 11, é possível visualizar uma parte do mapa de altura do ambiente virtual já em
sua fase final de desenvolvimento.
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Figura 11. Parte do heightmap do ambiente virtual já pronto.
Após a criação do terreno, ainda sem nenhum relevo, foi feita a sua texturização com a
planta baixa do terreno real. Essa planta continha todas as construções, piscinas, árvores e outros
objetos que estão dispostos no centro de visitantes, conforme se pode ver na Figura 12, o que
deixou a modelagem mais precisa, uma vez que se sabia a posição exata de cada elemento disposto
sobre o terreno.
Figura 12. Terreno com a textura da planta baixa ainda em fase de modelagem.
A texturização do terreno também é feita utilizando pincéis, sendo que, nesse caso,
realmente se tem a impressão de pintar o terreno. É possível escolher diversas texturas para utilizar
ao mesmo tempo, fazendo sobreposições com diferentes intensidades, que tornam possível suavizar
os limites entre uma textura e outra, ficando mais bonito e real. Algumas texturas foram utilizadas
50
da própria biblioteca da Unity, como a areia, grama e água, outras de fotos tiradas do próprio centro
de visitantes, como as muretas de pedras, corais e piscinas, e outras foram encontradas
gratuitamente na Internet, como a textura de cimento. O resultado parcial de duas partes do terreno
já com algumas texturas pode ser visto na Figura 13.
Figura 13. Partes do terreno parcialmente texturizadas.
Dois planos 3D foram colocados em paralelo com o terreno para simular uma extensão dele,
possuindo apenas uma textura em cada um, que serão vistas somente a longa distância, dando a
impressão de um mapa territorial infinito.
Depois de finalizada a modelagem e a texturização do terreno, iniciou-se o processo de
arborização, que também é feito através de pincéis. A Unity consegue renderizar milhões de árvores
e plantas com um custo muito baixo de processamento, pois as trata de forma diferente de outros
modelos tridimensionais inseridos no ambiente, e algumas configurações específicas podem ainda
ser feitas visando aumentar o desempenho ou a qualidade. Na Figura 14, uma imagem do terreno já
possuindo algumas árvores pode ser vista.
51
Figura 14. Terreno parcialmente texturizado e arborizado.
Ao final do desenvolvimento, foi modelado 2.730,00 m² do centro de visitantes, o
equivalente a 37% em relação ao total, abrangendo toda a área que se pretendia modelar
inicialmente.
Na Figura 15 é possível visualizar a imagem da planta de implantação de todo o terreno da
base de Praia do Forte, onde a parte em amarelo é responsável pelo centro de visitantes e a parte em
vermelho foi a parte desenvolvida neste trabalho.
52
Figura 15. Planta de Implantação do Projeto Tamar-ICMBio / Praia do Forte - BA
3.2.3 Modelagem e Texturização dos Objetos
Os objetos foram em sua totalidade manipulados no Blender, alguns desde o início e outros
somente alterados de modelos prontos distribuídos gratuitamente na Internet. É interessante notar
que a maioria dos modelos gratuitos encontrados são criados em ferramentas proprietárias, mas o
Blender é capaz de importar todos eles.
O livro de Allan Brito (2008) intitulado Blender 3D: guia do usuário auxiliou no processo
de compreensão da metodologia de uso da ferramenta, descrevendo minuciosamente todos os
procedimentos para se executar cada tarefa. O Blender se mostrou, sem dúvidas, uma ferramenta de
modelagem tridimensional capaz de competir com qualquer outra, e não deixou nada a desejar.
O primeiro modelo desenvolvido foi uma das piscinas que estão no centro de visitantes, e
como referência, foi utilizada uma imagem da sua planta baixa, assim como em todos os outros
53
modelos feitos posteriormente. Essa técnica de utilizar imagens como referência é chamado de
blueprint, na verdade, as imagens são chamadas de blueprints, e muitas são encontradas
gratuitamente na Internet, sendo em sua maioria de carros, com a visão do topo, frente, lateral e
trazeira, conforme Figura 16.
Figura 16. Blueprint de um carro encontrado na Internet.
No Blender é possível escolher com facilidade uma imagem para ficar sempre de referência
como plano de fundo, servindo assim de base para toda a modelagem, conforme a Figura 17.
Figura 17. Modelo de uma piscina utilizando sua planta baixa como referência, antes e depois.
54
Para a texturização, foram utilizados diferentes métodos de acordo com cada caso. No geral,
foi aplicada uma pequena textura que se repete sobre todo o modelo, como é o caso da piscina
mostrada na Figura 18.
Figura 18. Texturas 2D e o modelo de uma piscina já texturizado.
Em outros casos mais específicos, como o do banheiro, foi utilizada a técnica de UV-
Unwrapping e UV-Mapping. Essa técnica envolve alguns processos que servem para “desdobrar” o
modelo 3D, permitindo gerar uma imagem bidimensional de forma que se possa texturizá-la em um
programa de edição de imagens, criando assim sua textura, que é aplicada novamente no modelo,
conforme a Figura 19, na qual se podem ver as quatro etapas necessárias para a aplicação desta
técnica:
1. Modelo 3D do banheiro sem qualquer textura aplicada;
2. Modelo 3D aberto através de alguns procedimentos de UV-Unwrapping disponíveis
no Blender;
3. Imagem 2D do modelo 3D texturizada em um programa de edição de imagens; e
4. Modelo 3D texturizado através de alguns procedimentos de UV-Mapping.
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Figura 19. Etapas necessárias para a texturização do banheiro utilizando UV-Unwrapping.
Foram modelados pouco mais de dez objetos desde o início, sendo estes objetos específicos
e com características únicas do centro de visitantes da Praia do Forte, como é o caso das piscinas,
pontes, farol e banheiro, que, além da modelagem, exigiram também a criação de suas texturas,
sendo este um processo às vezes mais trabalhoso do que a criação do próprio modelo. Outros
objetos mais comuns como portas e sanitários foram encontrados prontos na Internet, minimizando
o trabalho para apenas a criação das texturas, que dificilmente vêm com os modelos encontrados.
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O modelo mais complexo de todos que não foi encontrado gratuitamente e nem se teve
tempo hábil para tentar criá-lo, foi o de uma tartaruga verde. A espécie, de nome científico
Chelonia mydas, foi encontrada em um website internacional de vendas de modelos 3D chamado
TurboSquid. A aquisição foi feita pelo valor de US$ 84,00 que convertidos para moeda brasileira
custou cerca de R$ 150,00. O modelo 3D já veio também com sua textura, conforme Figura 20.
Figura 20. Modelo 3D de uma tartaruga da espécie Chelonia mydas.
3.2.3.1 Aperfeiçoando os Modelos 3D
Depois de alguns modelos já feitos e um pouco de prática adquirida, se percebeu que alguns
modelos criados inicialmente poderiam ser melhorados. Em geral, todos esses modelos se tratavam
de piscinas. Um exemplo disso pode ser visto na Figura 21, na qual é mostrado uma comparação
entre a primeira e a segunda modelagem.
Figura 21. Modelo 3D de uma piscina antes e depois de ser aperfeiçoada.
Basicamente, os modelos foram comparados com suas respectivas plantas baixas, e alguns
ajustes se mostraram necessários, como a diminuição das bordas. Outra mudança que se mostrou
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significativa foi aplicar o modificador “Subsurf” do Blender, que faz um processo de subdivisão dos
pontos, suavizando-os.
3.2.4 Animação de uma Tartaruga
A tartaruga verde, mostrada na sessão anterior, foi o único animal colocado no ambiente
virtual, sendo que, em algumas partes do ambiente, ela se apresenta apenas como réplicas de sua
forma viva, que não passam de modelos 3D estáticos. Contudo, em outros casos, foi preciso simulá-
la como um animal vivo, fazendo-se necessária a criação de animações para isso.
Esse processo de animação foi sem dúvidas o mais complicado de se aprender, envolvendo
desde a preparação do modelo para permiti-lo receber uma animação até a criação da animação em
si. As etapas efetuadas para se chegar ao resultado pretendido são mostradas na Tabela 7.
Tabela 7. Etapas para animação de uma tartaruga no Blender e Unity.
Descrição das Etapas Imagem Demonstrativa
Criação de uma estrutura óssea chamada de
Armature (armadura) composta por vários bones
(ossos), que deformam determinados pontos do
modelo quando são movidos.
Definição de pesos para cada bone sobre as partes do
modelo onde se quer que ele tenha influência,
utilizando uma ferramenta do Blender específica
para essa função, através da qual se pode pintar o
modelo, definindo quais partes terão mais ou menos
influência sobre cada bone. No exemplo ao lado, é
mostrada a área de influência sobre os bones da
cabeça, sendo a parte em vermelho com total
influência, e as partes em azul com nenhuma
influência. Somente depois de os passos anteriores terem sido
seguidos, é que se pode criar a animação, utilizando
um painel chamado Action Editor, através do qual é
possível criar quadros-chaves, gerando assim uma
animação.
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Nessa parte do trabalho, considerou-se encerradas as etapas que envolveram a computação
gráfica para o seu desenvolvimento, tendo cumprido quase todos os itens prometidos, sendo uma
quantidade aceitável para cobrir toda a parte do Centro de Visitantes que se havia prometido criar
no projeto conceitual, conforme é mostrado na Figura 22, que já pode ser comparada com a Figura
5, onde se tem uma foto superior da base de Praia do Forte.
O posisionamento dos ossos para cada quadro-chave
é definido em um modo de edição chamado de Pose
Mode. Nesse modo, as alterações feitas no
posicionamento dos bones não são realmente
aplicadas ao modelo e servem apenas para definir
uma pose para o bone em determinado momento do
tempo. Dessa forma, foi possível criar toda a
movimentação necessária para as articulações da
tartaruga.
A Unity importa apenas animações criadas nas
Armatures do Blender, sendo que, para se criar uma
animação da tartaruga indo de um ponto a outro no
espaço, foi preciso fazer isso diretamente na Unity,
utilizando um painel de animação disponível nela
mesma, chamado de Animation. Porém, também se
fez necessário utilizar algumas linhas de código.
59
Figura 22. Ambiente virtual com toda sua parte gráfica finalizada.
3.2.5 Criação de Interatividade com o Usuário
Visando cumprir o objetivo de mostrar informações que conscientizassem o usuário a
respeito da preservação das tartarugas marinhas, foram criadas diversas interações, de forma a
expôr essas informações, ou então que tivessem apenas o intuito de entreter o usuário, prendendo
sua atenção por mais tempo no ambiente virtual, e fazendo com que se interessasse mais em
explorá-lo.
Toda a programação na Unity foi feita utilizando linguagem JavaScript, que já era de
domínio do autor, sendo que há mais duas linguagens disponíveis para programação, C# e Boo.
Alguns scripts e bibliotecas externas foram utilizados, como um script para auxiliar na
criação de um menu de configurações e uma biblioteca gratuita capaz de manipular animações
chamada de iTween, que é baseada em outras bibliotecas de mesmo fim desenvolvidas para o
Adobe Flash.
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3.2.5.1 Menu
Inicialmente não era pretendido criar um menu, mas a necessidade surgiu do fato de a Unity
captar os movimentos do mouse mesmo que este não esteja com o foco na aplicação, o que causou
uma sensação desagradável. Com o menu foi então possível fazer com que o ambiente virtual se
mantivesse em um estado de pausa, desativando quaisquer capturas de dispositivos de entrada ou
eventos que estivessem ocorrendo, voltando a ativá-los apenas com o clique do usuário no botão
“Continuar”, conforme Figura 23.
Figura 23. Menu principal.
Algumas opções básicas foram também disponibilizadas, como controle de volume, ajuste
da qualidade gráfica e visualização da taxa de quadros por segundo, podendo-se analisar melhor a
performance do ambiente virtual com diferentes qualidades e em diferentes computadores.
3.2.5.2 Fotos do Ambiente Real
Essa interatividade não estava prevista na documentação do projeto, mas foi uma ideia que
surgiu no decorrer do desenvolvimento e que se considerou muito interessante. O objetivo foi mixar
uma foto retirada no próprio Centro de Visitantes da base de Praia do Forte ao ambiente virtual,
posicionando-a em junção aos objetos virtuais condizentes aos objetos da fotografia, conforme é
apresentado na Figura 24.
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Figura 24. Foto do ambiente real mixada ao ambiente virtual.
Através de ícones de uma câmera fotográfica dispostos sobre o ambiente, é possível
visualizar essas fotos após um clique do usuário, o qual é levado automaticamente até uma posição
pré-definida, onde é possível ver a foto mixada ao ambiente virtual exatamente em seu ângulo de
visão correto. Posteriormente, é possível voltar para a posição de onde se estava passeando, para
assim dar continuidade ao passeio.
3.2.5.3 Tartarugas
Na maioria das piscinas existentes no Centro de Visitantes, há tartarugas nadando, sendo que
neste trabalho há apenas uma espécie. Quando o usuário interage com essas tartarugas, são expostas
informações a seu respeito, que visam aprimorar os conhecimentos em relação aos hábitos e
características de cada espécie, conforme mostrado na Figura 25.
62
Figura 25. Painel de informação.
3.2.5.4 Placas Informativas
Muitas placas e painéis com informações a respeito do Projeto Tamar-ICMBio estão
presentes ao longo de todo o Centro de Visitantes, sendo que, para faciliar o entendimento, essas
informações são mostradas em formato 2D quando o usuário interage com as placas, como já foi
mostrado na Figura 25.
3.2.5.5 Carapaças
Essa interatividade não foi implementada devido a alguns fatores, como: (i) o ritmo de
interação era igual ao item anterior, o que não traria nenhum conhecimento novo para o autor; (ii)
segundo responsáveis do Centro de Visitantes, não faria sentido criar essa interatividade no
63
ambiente virtual, porque o principal objetivo dessa atração é fazer com que o visitante sinta o casco
em suas próprias mãos.
3.2.5.6 Links Externos
Alguns links foram disponibilizados no decorrer das informações expostas ao usuário,
possibilitando uma maior extensão do conteúdo, caso seja de interesse do mesmo. Em alguns links,
por exemplo, é possível ter acesso a jogos educacionais referentes ao Projeto Tamar-ICMBio,
disponibilizados em um Website mantido pelo próprio projeto.
3.2.6 Testes com a Unity Pro
Alguns testes foram realizados utilizando a versão paga da Unity. Nessa versão da
ferramenta, é possível utilizar mais recursos de renderização, como reflexos, refrações e sombras
em tempo real. Esses fatores realmente fazem diferença, principalmente as sombras, pois apenas
elas já deixam o ambiente com um aspecto muito mais próximo ao da vida real, aumentando até
mesmo a percepção de distância dos objetos em relação ao chão, que muitas vezes dão a impressão
de estarem flutuando quando não possuem sombras.
Os reflexos e as refrações foram mais perceptíveis na água, onde a impressão foi de se estar
diante de uma verdadeira piscina. Com os reflexos, seria também possível simular o espelho do
banheiro, utilizando-se de um recurso chamado Render Texture, através do qual é possível mostrar,
na textura de um objeto, o que está aparecendo na câmera, simulando por exemplo telões que
exibem o conteúdo que se está vendo na própria cena.
Outro recurso interessante que está disponível apenas na versão paga da ferramenta é a
utilização de vídeos. Com esse recurso, seria possível apresentar vídeos do ambiente real, da mesma
forma que foram apresentadas fotografias, e também, como existe uma sala de cinema no ambiente
real, poderia-se criar essa sala virtualmente, oferecendo mais interatividade ao usuário.
3.2.6.1 Visão Estereoscópica 3D
Com a popularização das televisões e cinemas 3D, não se pode deixar de tentar adicionar
essa tecnologia ao ambiente virtual proposto. Ela inicialmente não foi mencionada neste trabalho,
64
mas, pelo fato de se tratar de uma tecnologia de realidade virtual imersiva de baixo custo e que pode
aumentar consideravelmente a sensação de imersão do usuário, foi então analisada.
O único requisito para o usuário final é possuir um par de óculos anaglífico 3D, que é um
óculos com lentes vermelha e azul, sendo que o pensamento inicial de funcionamento é simples: o
ambiente deve transmitir duas imagens (uma que deve ser vista somente com o olho esquerdo, e
outra que deve ser vista apenas com o olho direito), cada uma possuindo a respectiva visão referente
a cada olho, com o deslocamento aproximado de 10cm entre uma e outra.
Para chegar nesse resultado, começou-se a estudar como exatamente funciona a criação de
uma foto anaglífica e percebeu-se que basicamente se trata da junção de dois dos três canais de
cores existentes em uma foto, deixando o terceiro sozinho, sendo eles os canais verde e azul, que
quando juntos formam o canal ciano, e o terceiro canal sendo o vermelho. Esses canais são
comumente conhecidos como RGB, que em inglês significa Red, Green, Blue (vermelho, verde e
azul).
As fotos que utilizam essa técnica são conhecidas como anaglíficas, por fornecerem um
efeito que possibilita a visão estereoscópica 3D. A visão 3D é possível devido ao deslocamento
entre os olhos, que conseguem captar a profundidade nos objetos, sendo que cada olho possui um
ângulo de visão diferente do outro.
Esse efeito faz com que os óculos anaglíficos filtrem o que cada olho deve ver, criando a
sensação de profundidade nos objetos, por mais que estes estejam em uma simples foto. Para tanto,
deve-se possuir uma imagem respectiva a cada olho, ou seja, duas imagens, uma com o ângulo de
visão do olho esquerdo e outra com o ângulo de visão do olho direito.
Tendo como base esses conceitos, o que se tinha a fazer era criar duas câmeras que
possuíssem o deslocamento de 10cm entre uma e outra e separassem os canais RGB, fazendo com
que elas ficassem sobrepostas, de forma a criar o efeito anaglífico.
Depois de algumas tentativas e muita pesquisa, foi encontrado um pacote para a Unity
chamado Unity3D-Anaglyph-izer, distribuído gratuitamente, mas que precisa da Unity Pro para
funcionar. Esse pacote possui um shader, um script e alguns materiais, que servem justamente para
criar esse efeito anaglífico, bastando apenas ligá-lo a uma câmera na cena.
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O resultado foi melhor do que o esperado, passando a impressão de se realmente estar
imerso no ambiente virtual, podendo-se sentir alguns objetos saltados para fora da tela do
computador e sem perda de desempenho. Um trecho do ambiente usando esse efeito anaglífico pode
ser visualizado na Figura 26, onde as folhagens se mostram saltadas da tela quando se utiliza um
óculos de lentes vermelha e azul.
Figura 26. Trecho do ambiente virtual 3D utilizando efeito anaglífico.
3.2.6.2 Conclusões sobre a Unity Pro
Depois dos testes realizados com a versão paga da ferramenta, não restaram dúvidas de que
o preço pago por ela vale a pena. A iniciativa de lançar uma versão gratuita parece ter sido uma boa
estratégia de atrair novos desenvolvedores, que geralmente não possuem um capital inicial para
investir em aprendizado, como no caso deste trabalho, ou até mesmo no caso de empresas que já
possuem uma forma gratuita de desenvolvimento e temem comprar uma nova ferramenta sem
qualquer conhecimento prévio.
3.3 Testes e Validações
Testes foram feitos em diferentes computadores com diferentes configurações de hardware,
e na maior parte das vezes foi possível passear pelo ambiente sem maiores dificuldades, com uma
taxa de quadros por segundo sempre acima de 20. Entretanto, em outros casos, houve uma grande
66
latência, baixando essa taxa para cerca de seis quadros por segundo, o que causou certo
desconforto, porém não evitou o passeio.
O ambiente foi testado nos quatro principais navegadores, Chrome, Firefox, Safari e IE, e
em computadores com configurações variadas, alguns aspectos podem ser visualizados na Tabela 8.
Tabela 8. Pontos negativos e positivos do ambiente virtual.
Pontos Negativos Pontos Positivos
Problema frequente no Chrome que encerra a
execução de ambientes da Unity em geral após
serem carregados, tendo que recarregá-los para
poderem ser visualizados.
Instalação e/ou atualização rápida do plugin,
praticamente imperceptível
Dificuldade em fechar o navegador ou aba
após certo tempo de permanência dentro do
ambiente virtual
Possibilidade de gerar conteúdo 3D para web.
Dentre todas as máquinas testadas, a pior configuração foi:
Processador: Celeron 420 – 1.6 GHz;
Sistema Operacional: Windows XP SP3;
RAM: 512 MB;
Vídeo: OnBoard – 8MB dedicado da RAM;
FPS mínimo: 5.
Configuração sugerida:
Processador: Pentium 4 – 3 GHz;
Sistema Operacional: Windows XP SP3;
RAM: 2 GB;
Vídeo: 128 MB dedicado;
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Uma pesquisa também foi realizada com 15 pessoas, que passearam pelo ambiente por cerca
de 5 minutos e após esse período responderam um questionário contendo 15 questões, que são
mostradas na Figura 27 e também no decorrer do texto.
*HUD – gráficos/textos 2D que ficam sempre fixos na tela ou aparecem temporariamente para auxiliar o usuário.
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Figura 27. Resultado de uma pesquisa feita com 15 usuários finais.
Com base nestes resultados percebe-se grande aceitação por parte dos usuários, que
concordaram que é possível conhecer o ambiente real através do ambiente virtual desenvolvido
neste trabalho, havendo apenas um voto negativo na usabilidade, na taxa de quadros por segundo e
também no grau de liberdade que o usuário tem dentro do ambiente.
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Foi possível perceber também que a maioria dos usuários que testaram o ambiente já
tiveram ou têm ligação com jogos de primeira pessoa, o que facilita o passeio pelo ambiente virtual.
Outra questão proposta aos usuários foi para saber o que eles mais gostaram e mais lhe
chamaram a atenção durante o passeio, e como resposta teve-se muitos comentários a respeito da
combinação das cores, da semelhança com o ambiente real, da tartaruga nadando, das informações
expostas e a possibilidade de aprender com elas, os efeitos sonoros, as gaivotas voando no céu, as
interações com as fotos reais sobrepostas ao ambiente 3D, e até alguns comentários a respeito da
facilidade da instalação do plugin e dos efeitos da água.
Como sugestões, propuseram que haja mais interatividade com os próprios animais do
ambiente, como a possibilidade de alimentar as tartarugas, e também que sejam adicionados mais
espécies de tartarugas e outros animais que existem no ambiente real. Essas sugestões foram
colocadas como trabalhos futuros.
4 CONCLUSÕES
Este trabalho teve como objetivo criar um ambiente virtual tridimensional acessível por
meio da Internet, que simulasse o Centro de Visitantes da base de Praia do Forte pertencente ao
Projeto Tamar-ICMBio, permitindo que as pessoas conheçam esse Centro de Visitantes e adquiram
mais conhecimento a respeito desse projeto de proteção as tartarugas marinhas, que tem grande
importância nacional e internacional.
Para atingir esse objetivo foram realizadas diversas etapas que foram seguidas
cronologicamente dentro de certa organização de ordem e tempo. Cada uma das etapas realizadas
foi de muita importância para o sucesso final deste trabalho, contemplando a iniciação, o
planejamento, o desenvolvimento e, o encerramento dado por meio deste documento.
Percebeu-se que as etapas do trabalho que envolveram modelagem 3D se mostraram
dispendiosas e com um nível de complexidade e dedicação que resultaram em mais de 50% do
tempo dedicados em todo o trabalho, mas, para evitar despesas e obter um maior conhecimento
técnico nessa área, foi decidido desenvolver a maior parte dos elementos possíveis por conta
própria, ficando somente o modelo da tartaruga verde a cargo de terceiros, que foi a única espécie
de tartaruga marinha encontrada para venda.
Alguns elementos como a loja e o escritório, que inicialmente se pretendia adicionar ao
ambiente virtual, não puderam ser criados devido às limitações de tempo, porém, não foram
considerados de grande importância para o enriquecimento do ambiente, sendo que os demais
objetos somaram mais de 33% do ambiente real, cumprindo toda a área que se pretendia criar
inicialmente.
Outro fator que deve ser considerado em geral é que a Unity, tanto na sua versão paga
quanto na gratuita, auxiliou no processo de desenvolvimento e foi importante para alcançar o nível
atual do trabalho. Provavelmente o resultado não teria sido o mesmo se tivesse sido feito com outro
motor de jogo, como o JMonkey, por exemplo. No entanto, nem todos os processos são simples de
aprender, e muito esforço foi necessário para atingir os resultados pretendidos, principalmente na
questão da interatividade.
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Um fato curioso de pensar quando se trabalha com orientação a objetos nesse contexto de
mundos tridimensionais, é que realmente se está trabalhando com elementos que simulam objetos
reais, como por exemplo, quando se tem um objeto Tartaruga, esse objeto possui todas as formas,
características e métodos que executam funções da vida real de uma tartaruga, como nadar e comer,
podendo-se visualizar essas ações como se estivesse visualizando a tartaruga de verdade.
Ao mesmo tempo, a metodologia de acesso aos objetos na Unity se mostrou muito diferente
da conhecida no desenvolvimento de sistemas em geral, e muitas vezes se pareciam mais com
conceitos utilizados na área de Redes de Computadores, possuindo métodos denominados
SendMessageUpwards, que serve para chamar uma função que está contida no pai do objeto que
chamou, ou então BroadcastMessage para executar um método contido nos filhos do objeto que
chamou, o que dificultou muito a compreensão inicial.
Tentou-se otimizar esse problema de lentidão por várias vezes, reduzindo-se a quantidade de
pontos dos modelos 3D, a qualidade das imagens e texturas e a resolução em que o ambiente é
aberto. Todos esses fatores foram de grande impacto, melhorando muito o desempenho do ambiente
virtual, lembrando que, para alterar a resolução, é necessário estar em tela cheia.
Outro fator interessante é em relação ao plugin da Unity para os navegadores web, que
sempre se mostrou eficiente quando utilizando um script oferecido pela própria ferramenta, que
instala ou atualiza o plugin de forma rápida e simples, não tendo problemas por nenhum usuário e
não sendo necessário reiniciar o navegador após a instalação de nenhum caso testado.
Diante de todos os fatores expostos e dos testes realizados, julga-se que o ambiente virtual
desenvolvido encontra-se apto a cumprir o objetivo geral do trabalho de acordo com o escopo
proposto.
Com isso, conclui-se que este trabalho contempla as necessidades de pesquisa, projeto,
gerência, desenvolvimento, documentação, validação e testes, que além de contribuir para a
formação do autor, possibilitou estender seus conhecimentos para uma área fora da matriz
curricular do curso de Ciência da Computação.
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4.1 Trabalhos Futuros
Muitas interatividades que se gostaria de implementar ou que se mostraram necessárias são
apresentadas a seguir:
Utilizar a Unity Pro: com a versão paga da ferramenta é possível aumentar ainda
mais a realidade do ambiente e ao mesmo tempo otimizar a performance através de
recursos que não estão disponíveis na versão gratuita;
Carregamento dinâmico das fotos: essa é uma sugestão para diminuir o tempo inicial
de espera do carregamento total do ambiente, sendo somente as fotos/placas são
responsáveis por aproximadamente 50% do tamanho total do projeto;
Vídeos: disponibilizar vídeos de modo que o usuário possa assisti-los diretamente
dentro do ambiente virtual, para tanto é necessário utilizar Unity Pro;
Modelagem dos objetos faltantes: modelar e adicionar os objetos pertencentes aos
63% do ambiente real que não foi desenvolvido neste trabalho, assim como os outros
6 animais que já estão descritos no projeto, permitindo que todo o centro de
visitantes real possa ser conhecido por meio da internet;
Mapa: várias pessoas que testaram o ambiente sentiram a falta de um mapa para
ajudar em sua localização dentro do próprio ambiente. Acredita-se realmente que
esta funcionalidade seja importante, principalmente para as pessoas que estão
visitando o local pela primeira vez;
Guia Virtual: trata da simulação de um guia, que levaria o usuário por um caminho
pré-definido, explicando todas as áreas, facilitando o entendimento do ambiente e de
todas as informações expostas sobre nele, mas com o cuidado de não perder a
flexibilidade que o usuário tem de seguir o seu próprio caminho caso prefira;
Multiplayer: possibilidade de encontrar outras pessoas dentro do ambiente virtual, o
que implica além do desenvolvimento de um ambiente multiplayer, a criação de
avatares, que representariam cada pessoa presente no ambiente;
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Chat: sendo um ambiente multiplayer, porque não permitir que todos os usuários
presentes no ambiente possam conversar entre si? Isso aumentaria muito o ritmo de
interatividade e a troca de informações entre as pessoas, podendo até mesmo um
funcionário do Projeto Tamar-ICMBio estar presente no ambiente virtual para
esclarecimento de dúvidas;
Alimentação das tartarugas: no ambiente real é possível alimentar as tartarugas em
um determinado horário do dia, sugere-se então que essa interação também seja
implementada no ambiente virtual; e
Suporte para Apple iPhone e Google Android: sabendo que a Unity possui suporte
para essas tecnologias, e que elas estão cada vez mais presentes no dia-a-dia dos
usuários, talvez seja interessante fazer uma pesquisa para verificar a real necessidade
de se adaptar o ambiente virtual desenvolvido para que também possa ser acessado
por meio dos aparelhos que utilizam estas tecnologias.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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GLOSSÁRIO
Antialiasing É uma técnica especial para simular suavidade nas bordas e detalhes das
áreas de alto-contraste em uma imagem, adicionando pontos de cores
intermediárias.
BitBlt Bit Block Transfer – consiste em mover um bloco de dados de um lugar
para outro, utilizada quando uma janela é movida por exemplo.
Blueprints São imagens em 2D com detalhes do modelo que se deseja criar em 3D.
Geralmente possui visão do topo, de frente e de perfil, são utilizados na hora
da modelagem 3D para servir de referência.
Direct3D É uma API desenvolvida pela Microsoft que está contida no DirectX e que
só pode ser utilizada em ambiente Windows, utilizada para desenvolver
conteúdos 3D como jogos.
Game Engine Em português Motor de Jogo, é um sistema ou um conjunto de bibliotecas
desenhadas para o desenvolvimento de jogos. Geralmente provê
funcionalidades para renderização, simulação de física e detecção de
colisão, animação, som, inteligência artificial, etc.
JOGL Java OpenGL é um empacotador Java que permite que o OpenGL possa ser
utilizado na linguagem de programação Java.
LWJGL Lightweight Java Game Library é uma biblioteca Java de código-fonte
aberto para desenvolvedores de jogos que provê acesso multiplataforma de
alto desempenho para bibliotecas como OpenGL e OpenAL, e também a
dispositivos de entrada como joysticks, gamepads e volantes.
Malha Em inglês mesh, é uma estrutura geométrica composta por vértices que são
conectados por segmentos de linhas, que por sua vez descrevem um objeto
do mundo real. É o modelo 3D em si.
OpenAL É uma API livre e multiplataforma geralmente utilizada em conjunto com a
OpenGL, que fornece diversas possibilidades para produção de áudio 3D.
OpenGL É uma poderosa e sofisticada API para criação de conteúdos 2D e 3D,
extremamente portável e rápida definida como sendo um programa de
interface para hardware gráfico, que pode ser utilizada em qualquer sistema
operacional.
Rasterização É o processo de conversão de imagens descritas de forma vetorial em
imagens descritas por uma matriz de pixels (bitmap) de modo que possa ser
apresentada em um monitor ou impressora.
80
Ray-tracing É a técnica de renderização de um modelo 3D, que simula o trajeto que os
raios de luz percorreriam no mundo real, mas que para tornar o processo
factível esta técnica opera ao contrário. Na vida real, os raios de luz são
refletidos nos objetos, e após, atingem o observador, desperdiçando a
maioria dos raios refletidos. Já computacionalmente, o observador é a fonte,
fazendo com que só sejam renderizados os raios de luz que realmente vão
ser vistos pelo observador.
Renderização Do inglês rendering – é o processo de criar imagens utilizando modelos 3D
e fórmulas para adicionar cor, iluminação, sombras, entre outras
características.
Rigging Rigging em inglês é o sistema de cordas, correntes e aparelhos utilizados
para apoiar e controlar os mastros, velas e estaleiros de embarcações. Na
computação gráfica funciona com o mesmo princípio que nos navios, mas
aqui particularmente para criar a estrutura de animais vertebrados,
constituindo-se de duas partes, o skin e o skeleton, que são respectivamente
a representação da face do personagem e uma hierarquia de ossos (bones),
cada um vinculado a uma parte da face. Seria em outras palavras, a etapa no
qual se permite a um objeto 3D, ser animável.
Shader Normalmente é utilizado para criar efeitos nas imagens geradas através da
renderização e/ou torná-las mais realistas. Podem interferir em praticamente
todas as etapas do processo de renderização, podendo, inclusive, modificar a
malha dos objetos descritos.
UV unwrapping UV mapping é um processo de modelagem para fazer uma imagem 2D
representar um modelo 3D. Em contraste com X, Y e Z que são as
coordenadas originais do objeto tridimensional no ambiente de modelagem,
e U e V são as coordenadas do objeto já transformado. A imagem é então
re-transformada (wrapped) sobre a superfície do objeto 3D.
UV mapping É o processo de “desembrulhar” um objeto 3D, tornando possível a criação
de sua textura para aplicação no UV mappping.
WebGL É uma iniciativa de padronização que permite utilizar gráficos 3D em
navegadores de uma forma “nativa”, utilizando a propriedade canvas do
HTML 5, sem a necessidade da instalação de plugins. Ainda está em
desenvolvimento mas já está sendo implementado em navegadores como o
Chrome, Firefox e Safari.
APÊNDICES
A GAME DESIGN DOCUMENT
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte Game Bible
i
Game Design Document
Game Bible
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-
ICMBio / Praia do Forte
Lennon Romano Bisolo
dezembro 2010
Versão 2.0
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte Game Bible
ii
Sumário
DESIGN DOCUMENT
1.1 CONCEITO GERAL .....................................................................................................1 1.2 LOCALIZAÇÃO ...........................................................................................................1 1.3 GÊNERO ....................................................................................................................1 1.4 CONTROLES BÁSICOS ................................................................................................1 1.5 OBJETIVO DO AMBIENTE VIRTUAL ............................................................................1
1.6 PLATAFORMA ALVO ..................................................................................................1 1.7 PÚBLICO ALVO..........................................................................................................2 1.8 ASPECTOS CHAVE DO AMBIENTE VIRTUAL ...............................................................2
1.9 GAMEPLAY................................................................................................................2 1.10 PRODUTOS SIMILARES .............................................................................................2
1.10.1 Museu Virtual 3D ..................................................................................................... 2 1.10.2 Forterra Systems Inc ................................................................................................ 3 1.10.3 ActiveWorlds ............................................................................................................ 3 1.10.4 Second Life ............................................................................................................... 3 1.10.5 Considerações sobre os produtos similares ............................................................. 3
1.11 CONTINUAÇÕES .......................................................................................................4
2.1 RESUMO DA HISTÓRIA ..............................................................................................5 2.2 HISTÓRIA COMPLETA ................................................................................................5
2.3 DESCRIÇÃO DOS PERSONAGENS .................................................................................5 2.3.1 Ator (personagem principal) ...................................................................................... 5 2.3.2 Tartaruga de Pente ..................................................................................................... 6 2.3.3 Tartaruga Cabeçuda .................................................................................................. 6 2.3.4 Tartaruga Verde ......................................................................................................... 7 2.3.5 Tartaruga Oliva .......................................................................................................... 8 2.3.6 Tartaruga de Couro .................................................................................................... 9 2.3.7 Tubarão Lixa ............................................................................................................ 10 2.3.8 Raia Manteiga .......................................................................................................... 10
2.4 MAPA ......................................................................................................................11
3.1 INTERFACE ..............................................................................................................14 3.2 RITMO DE INTERATIVIDADE ....................................................................................14
4.1 ESTILO DE ARTE E ANIMAÇÃO .................................................................................15 4.2 ESTILO DOS EFEITOS DE SOM ...................................................................................15 4.3 ESTILO DE MÚSICA ..................................................................................................15 5.1 ARTE 3D .................................................................................................................16
5.1.1 Modelos de Personagens Principais ........................................................................ 16 5.1.2 Modelos de outros elementos ................................................................................... 17 5.1.3 Modelos de ambientes e/ou terrenos ........................................................................ 19
5.2 ARTE 2D .................................................................................................................19 5.2.1 Arte dos personagens ............................................................................................... 19
5.3 SOM ........................................................................................................................24 5.3.1 Efeitos sonoros ......................................................................................................... 24
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte Game Bible
iii
DESIGN DOCUMENT
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
1
1 Sumário Executivo
1.1 Conceito Geral
O ambiente virtual proposto coloca o usuário em um Centro de Visitantes do Pro-
jeto Tamar-ICMBio, localizado no Estado da Bahia. O usuário pode caminhar pelo ambi-
ente, interagindo com elementos dispostos sobre ele.
1.2 Localização
Tempo: se passa no presente.
Espaço: está geograficamente situado no Estado brasileiro da Bahia, na Praia do
Forte, localizada no estado de Mata de São João.
1.3 Gênero
Ambiente Virtual.
1.4 Controles Básicos
O usuário precisa de um teclado e um mouse para se deslocar e interagir com o
ambiente virtual. As teclas WASD e as setas direcionais do teclado possibilitam a loco-
moção do ator sobre o terreno do ambiente virtual, o mouse permite um melhor controle
da direção do ator sobre esse terreno, a barra de espaços permite que o ator pule sobre o
terreno ou sobre objetos, e cliques do mouse ou pressionamento da tecla ENTER, sobre
ou perto de objetos pré-estabelecidos, permitem que informações sejam apresentadas ao
usuário.
1.5 Objetivo do Ambiente Virtual
O objetivo do ambiente virtual consiste em permitir que o usuário conheça uma
parte do Centro de Visitantes da base de Praia do Forte – BA, pertencente ao projeto Ta-
mar-ICMBio, sem a necessidade de se deslocar fisicamente até o local onde a base se
encontra instalada, além de possibilitar a divulgação do projeto Tamar-ICMBio a um
maior número de pessoas, ajudando na conscientização em relação à preservação das
tartarugas marinhas (todas ameaçadas de extinção), através da percepção e cognição de
informações que estarão expostas no ambiente virtual.
1.6 Plataforma Alvo
O ambiente virtual está acessível através da Internet, com a utilização de um na-
vegador, como Firefox, Chrome, Safari, Opera, Mozilla, Netscape, Internet Explorer e
Camino.
O navegador a ser utilizado não tem grande influência. Em qualquer caso, é ne-
cessária a instalação do plugin Unity Web Player , que funciona apenas em ambiente
Windows 2000/XP/Vista/7 e Mac OS X 10.3.9 ou superior.
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
2
Uma placa de vídeo com suporte a gráficos 3D, por ínfima que seja, é recomen-
dada para que o ambiente virtual possa ser visualizado.
1.7 Público Alvo
O ambiente virtual não é destinado a nenhum público-alvo em específico, estando
disponível na Internet para quem quiser utilizá-lo. O seu total conteúdo é apropriado para
qualquer faixa etária.
1.8 Aspectos chave do Ambiente Virtual
Ambiente virtual interativo em três dimensões que simula um ambiente real, sen-
do este ambiente real de grande importância nacional e internacional.
1.9 Gameplay
É uma espécie de jogo de ação em 3D, em primeira pessoa, no qual o usuário
controla um ator (o usuário não se vê na cena) dentro de um ambiente tridimensional.
1.10 Produtos Similares
A seguir são apresentados alguns ambientes virtuais similares ao proposto, com
uma tabela comparativa ao final da listagem.
1.10.1 Museu Virtual 3D
A Tradky é uma empresa espanhola, localizada em Madri, que oferece possibili-
dades ilimitadas ao mundo da arte e cultura. Seus museus permitem recriar qualquer tipo
de monumento, escultura ou pintura em 3D, assim como rotas de viagem, interconectando
ambientes tridimensionais com vídeos, mapas, páginas informativas e documentos.
Os visitantes e expositores podem interagir através de chat, videoconferência e
em auditórios de onde os artistas explicam suas obras ao público. E como exemplos de
museus desenvolvidos pela empresa, pode-se destacar:
Moais: gigantescas estátuas de pedras encontradas pelas encostas da Ilha
de Páscoa, no Chile;
Pirâmides do Egito: também denominadas como pirâmides de Gizé, por
se localizarem no planalto de Gizé, na margem esquerda do rio Nilo, pró-
ximo a cidade do Cairo, no Egito;
Taj Mahal: mausoléu situado em Agra, na Índia, sendo o monumento
mais conhecido do país;
Giralda de Sevilha: localizada na cidade de Sevilha, na Espanha, chegou
a ser a torre mais alta do mundo, e é atualmente a torre mais alta da regi-
ão.
Os museus são desenvolvidos no Adobe Director, e podem ser acessados em
qualquer navegador através da internet, necessitando apenas que o plugin Adobe Shock-
wave Player esteja instalado no navegador.
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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1.10.2 Forterra Systems Inc
É uma empresa estadunidense que disponibiliza um software de um mundo virtu-
al que possibilita aos seus clientes criar suas próprias soluções de internet em 3D. Possibi-
litando a realização de encontros, treinamentos, experimentos, entre outras tarefas, socia-
lizando pessoas em qualquer lugar do mundo de uma forma interessante e com menores
custos que alternativas convencionais. O software é destinado a áreas corporativas, edu-
cacionais, governamentais, da saúde e de segurança.
O software funciona sobre uma plataforma denominada OLIVE, pelo qual, ambi-
entes virtuais imersivos são construídos. Este ambiente oferece alta flexibilidade e alto
nível de colaboração às empresas, como exemplo pode-se dizer de uma empresa onde
seus trabalhadores, gestores, parceiros e afiliados se reúnem para discutir um determinado
assunto, resolver exercícios, ensaios e participarem de sessões de treinamentos, a qual-
quer hora e em qualquer lugar do mundo.
1.10.3 ActiveWorlds
É uma plataforma para criação e distribuição de conteúdo 3D interativo em tempo
real, desenvolvido com o motor de jogo RenderWare, podendo ser instalado através de
um plugin ActiveX ou por intermédio de um arquivo executável, funcionando apenas em
ambiente Microsoft Windows. O usuário precisa apenas instalar o software ActiveWorlds
Browser, informar um usuário e uma conta de e-mail e já estará hábil a explorar mundos
virtuais que outros usuários construíram. É possível conversar com outros usuários atra-
vés de chat, e construir seu próprio mundo virtual.
ActiveWorlds é a mais poderosa experiência de mundos virtuais rodando sobre a
web. Em poucos minutos é possível criar fascinantes mundos 3D que outras pessoas po-
dem visitar e conversar. Existe ainda uma solução chamada White Label, que permite que
empresas hospedem mundos virtuais customizados diretamente dentro de seus próprios
servidor, possibilitando maior flexibilidade e permitindo assim que adotem suas próprias
políticas de segurança.
1.10.4 Second Life
É um simulador da vida real em um ambiente on-line totalmente em 3D onde
avatares dançam, compram roupas virtuais, jogam, têm encontros, entre outras ações,
como até mesmo criar programas.
O fundamento principal do simulador é incentivar cada usuário a encontrar um
meio de sobreviver, aprendendo a desenvolver atividades lucrativas, as quais refletem
diretamente em seu poder aquisitivo dentro do jogo, sendo que sua moeda virtual, Linden
dollar (L$), pode ser convertida em dólares verdadeiros, ou seja, o simulador pode refletir
diretamente sua vida real.
Para entrar no simulador é necessário instalar o browser 3D Second Life Viewer,
que roda em ambiente Windows, MacOS X e Linux (ainda em fase de testes), mas ele
pode não funcionar corretamente em algumas placas de vídeo.
1.10.5 Considerações sobre os produtos similares
A análise e documentação de soluções similares é um importante passo no desen-
volvimento de um novo software, visando extrair uma idéia geral a partir de cada caso em
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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particular. Para este trabalho foram escolhidos softwares que mais predominavam a idéia
de realidade virtual, ou seja, ambientes tridimensionais que possibilitam a interação do
usuário em tempo real.
Na tabela abaixo podem-se visualizar alguns pontos comparativos entre os produ-
tos pesquisados e o que está sendo proposto neste trabalho.
Software Ambiente Multius
uário
Tecnologia
s
Online Customiz
ável
Plataforma
Museu Virtual 3D –
Tradky Web Não
Adobe
Director Sim Não
Windows,
Linux
Forterra Systems Inc. Desktop Sim NI* Sim Sim
Windows,
Linux
Active Words Desktop Sim RenderWar
e Sim Sim Windows
Second Life Desktop Sim NI* Sim Sim
Windows,
MacOS X,
Linux
(beta)
Ambiente Virtual
proposto neste
trabalho
Web Não Unity Sim Não Windows,
MacOS X
* - Não identificado
O estudo destes ambientes virtuais possibilitou agregar idéias referentes à usabi-
lidade, texturização, experiência do usuário, plataformas, tempos de carregamentos, assim
como possibilitou a descoberta de novos motores de jogos 3D.
1.11 Continuações
Seguem algumas idéias para continuação deste ambiente virtual:
transformar o ator em um avatar, ou seja, fazer com que a interação do usuá-
rio seja feito em terceira pessoa (utilizando um personagem) ao invés de ser
em primeira pessoa, tornando a interação mais agradável;
implementar a capacidade de o ambiente ser multiusuário, tornando-o um lu-
gar onde diversos usuários possam entrar ao mesmo tempo, um enxergando o
outro, proporcionando ainda mais realidade ao ambiente; e
conversação via chat, devido à implementação de multiusuário, criar um meio
em que os usuários possam se comunicar uns com os outros de forma textual.
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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2 Elementos do Jogo
2.1 Resumo da História
O ambiente virtual se passa em uma base de pesquisa, conservação e manejo de
tartarugas marinhas ameaçadas de extinção, localizada em uma praia do litoral brasileiro.
2.2 História Completa
Em uma praia do litoral norte brasileiro, localizada no estado da Bahia chamada
de Praia do Forte, existe uma base de pesquisa, conservação e manejo de tartarugas mari-
nhas ameaçadas de extinção, pertencente ao Projeto Tamar-ICMBio.
Nessa base, há uma área destinada à visitação de pessoas, onde é possível encon-
trar tanques de tratamento e piscinas com tartarugas que nasceram e cresceram dentro da
base, assim como outros tipos de peixes que ficam expostos aos visitantes, além de répli-
cas das cinco espécies de tartarugas marinhas que ocorrem no Brasil.
Em certa localização dentro do Centro de Visitantes, em temporadas reproduti-
vas, de setembro a março, é possível presenciar a eclosão de ninhos de tartarugas, quando
os filhotes saem de seus ovos e andam em busca do mar para prosseguirem com suas
vidas.
O centro é repleto de informações dispostas em placas que auxiliam os visitantes
na conscientização em relação à preservação das tartarugas marinhas e de outros peixes
também em extinção. A base conta ainda com a presença de uma loja, onde são vendidos
produtos como canecas e camisetas, sendo alguns produzidos pela própria comunidade.
O visitante (personagem principal) já inicia seu trajeto dentro do Centro de Visi-
tantes e pode passear por ele, visualizando as informações dispostas nas placas, tartarugas
e outros animais.
2.3 Descrição dos personagens
Existem oito personagens principais no ambiente: o ator (que será comandado pe-
lo usuário visitante da base), as cinco espécies de tartarugas marinhas que ocorrem no
Brasil, os tubarões lixa e as raias.
2.3.1 Ator (personagem principal)
Descrição do personagem
Personagem em primeira pessoa, não terá nenhum avatar associado a ele.
Comportamentos
Pode andar pelo Centro de Visitantes, conhecendo algumas das suas prin-
cipais áreas, interagindo com placas, fotos do ambiente real, tartarugas e
links externos.
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2.3.2 Tartaruga de Pente
Descrição do personagem
Seu nome científico é Eretmochelys imbricata, é uma espécie criticamen-
te ameaçada de extinção devido à caça indiscriminada, possui carapaça
medindo entre 60 e 115cm de comprimento, e seu peso máximo é de
100kg. É coberta por placas córneas imbricadas. Sua carapaça tem um
fundo laranja com uma irregular combinação de faixas claras e escuras,
predominando as cores marrom e preta radiando para os lados.
Comportamentos
1. Pratica natação nas piscinas;
2. Descansa no fundo das piscinas; e
3. Pode existir em forma de réplica.
Arte conceitual
Uma das características mais facilmente distinguíveis nessa tartaruga são
os espessos escudos (placas) que compõem a sua carapaça. Sua carapaça possui
cinco escudos centrais e quatro pares de escudos laterais, como ocorre em outros
membros da mesma família, mas seu escudo posterior sobrepõe-se de tal maneira
que dá à margem traseira de sua carapaça uma imagem semelhante à beira de
uma serra.
2.3.3 Tartaruga Cabeçuda
Descrição do personagem
Seu nome científico é Caretta caretta e é uma espécie ameaçada de ex-
tinção. Sua cabeça é bastante grande em proporção ao restante do corpo,
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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podendo medir até 25cm. Em geral, o tamanho de fêmeas adultas fica en-
tre 81,5cm e 120cm, com um peso de 77kg, podendo chegar a até 227kg.
Comportamentos
1. Pratica natação nas piscinas;
2. Descansa no fundo das piscinas;
3. Alimenta-se quando ganha comida; e
4. Pode existir em forma de réplica.
Arte conceitual
Cabeça grande e coloração marrom-avermelhada, possui cinco pares de
placas laterais, cinco pares de placas centrais, quatro escamas pré-frontais, três
placas infra-marginais.
2.3.4 Tartaruga Verde
Descrição do personagem
Seu nome científico é Chelonia mydas, é mais uma tartaruga ameaçada
de extinção, seu casco pode atingir 139cm de comprimento, e seu peso
pode chegar a 250kg. Em geral, os machos são menores do que as fê-
meas. As características que a distinguem das outras tartarugas são a sua
cabeça pequena e redonda e a carapaça sem rugosidades.
Comportamentos
1. Pratica natação em sua piscina;
2. Descansa no fundo da piscina; e
3. Pode existir em forma de réplica.
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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Arte conceitual
A cabeça possui 1 par de placas pré-frontais alongadas, enquanto que a
carapaça apresenta 4 pares de placas costais, 5 placas vertebrais e 12 pares de
marginais. Ventralmente possui 4 pares de placas inframarginais desprovidas de
poros.
2.3.5 Tartaruga Oliva
Descrição do personagem
Seu nome científico é Lepidochelys olivacea e é outra tartaruga ameaçada
de extinção. Sua carapaça pode medir até 75cm, e seu peso pode chegar
até 45kg. É a menor de todas as outras cinco espécies e tem preferência
em se alimentar de camarões.
Comportamentos
1. Pratica natação nas piscinas;
2. Descansa no fundo das piscinas;
3. Alimenta-se quando ganha comida;
4. Pode nascer na área de desova; e
5. Pode existir em forma de réplica.
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Arte conceitual
2.3.6 Tartaruga de Couro
Descrição do personagem
Seu nome científico é Dermochelys coriacea e também é uma espécie
ameaçada de extinção. Sua carapaça pode chegar até 2 metros de com-
primento e pode pesar até 900kg. Vive em alto mar, aproximando-se do
litoral apenas para desovar. Alimenta-se de águas-vivas.
Comportamentos
1. Existe apenas em forma de réplica.
Arte conceitual
Cabeça grande e coloração marrom-avermelhada, possui cinco pares de
placas laterais, cinco pares de placas centrais, quatro escamas pré-frontais, três
placas infra-marginais.
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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2.3.7 Tubarão Lixa
Descrição do personagem
Seu nome científico é Ginglymostoma Cirratum e é uma espécie ameaça-
da de extinção. Quando adulto, chega a 4,3 metros de comprimento e
400kg. Vive nas águas tropicais e subtropicais dos oceanos Atlântico e
Pacífico, sobre os fundos arenosos e rochosos, frequentemente descan-
sando em cavernas. Alimenta-se de peixes, crustáceos, moluscos e outros
invertebrados.
Comportamentos
1. Pratica natação nas piscinas;
2. Descansa no fundo das piscinas; e
3. Pode existir em forma de réplica.
Arte conceitual
2.3.8 Raia Manteiga
Descrição do personagem
Seu nome científico é Dasyatis americana. Em inglês, é chamada de Sou-
thern Stingray. É encontrada nas águas tropicais e subtropicais do oceano
Um Ambiente Virtual Interativo em 3D para o Projeto Tamar-ICMBio / Base de Praia do Forte
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Atlântico, nas praias caribenhas e no golfo do México. É conhecida como
raia manteiga por ser muito escorregadia.
Comportamentos
1. Pratica natação em sua piscina.
Arte conceitual
2.4 Mapa
Descrição
Representa toda a área do ambiente real a ser desenvolvido virtualmente.
Travessia
O usuário se desloca pelo ambiente a pé.
Escala
Área do mapa: 8.930,00 m².
Área construída: 2.201,30 m².
Regras
Deverá conter elementos interativos, como placas informativas e animais.
Características
Localiza-se próximo a praia, possui cactos, coqueiros, sombreiros e um farol. O
chão é inteiramente de areia com algumas partes calçadas, para facilitar o deslo-
camento de pedestres. Possui diversas piscinas artificiais que contêm animais
como tartarugas, tubarões e raias.
Interações com o ambiente
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Placas informativas: o usuário pode clicar nas placas dispostas sobre o ambiente,
fazendo com que as informações dispostas nela sejam expostas em formato 2D na
tela, de forma a facilitar a leitura;
Tartarugas: o usuário pode lançar alimentos para tartarugas que estiverem em
uma determinada piscina do ambiente. Pode também clicar sobre alguma tartaru-
ga, fazendo com que ela ganhe destaque na tela, girando-a e analisando suas ca-
racterísticas;
Carapaças: são os cascos das tartarugas, que estarão dispostos em certo local do
ambiente. O usuário pode clicar nos cascos, fazendo com que estes ganhem des-
taque na tela, podendo girá-los, e assim, conhecendo melhor suas características;
Links: em alguns pontos do ambiente, podem existir placas com links para outros
Websites. Estes Websites podem conter mais informações a respeito de algum as-
sunto mencionado, fotos ou mini-jogos.
Aspectos do Ambiente
Os aspectos de plano de fundo do ambiente são um céu claro, mar e árvores.
Visual do Mapa
Áreas do Mapa
O mapa é conceitualmente dividido em seis áreas, sendo elas:
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1. Área de entrada – contém a bilheteria, banheiros, restaurante, a loja, um
palco para shows, placas informativas, entre outros pequenos elementos;
2. Área 1 (Proteção e Manejo) – contém um quiosque falando sobre a polui-
ção, um aquário suspenso, o tanque dos tubarões lixa, placas informativas
e um centro de Incubação;
3. Área 2 (Biologia e Anatomia) – contém piscinas com três espécies de tar-
tarugas, carapaças das cinco espécies de tartarugas, placas informativas,
um quiosque com esqueletos e o farol;
4. Área 3 (Ameaças) – contém uma piscina em formato de barco, um tanque
de raias, placas informativas, o tamarzinhos (casinha para ensino infantil)
e um tanque de filhotes;
5. Área 4 (Interação Comunitária) – contém um barco de pesca, placas in-
formativas, o submarino amarelo (uma sala onde se passa vídeo e possui
peixes) e o cine Tamar (uma sala onde se passam vídeos); e
6. Área de Saída – ocupa parte das mesmas áreas anteriores, possuindo al-
guns outros ângulos de visão das piscinas e placas informativas.
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3 Interatividade
3.1 Interface
O ambiente virtual não possui interface, nem menus. O usuário acessa o ambiente
através de um navegador de Internet, e, assim que o ambiente é carregado, já é permitido
ao usuário interagir com o ambiente.
3.2 Ritmo de interatividade
O usuário interage com o ambiente através do teclado e do mouse do computador,
utilizando os comandos descritos no item 1.4.
Ao decorrer do percurso no ambiente, é oferecida, ao usuário, a possibilidade de
interagir com placas informativas, tartarugas, carapaças e links externos, que podem dar
acesso a páginas com mais informações ou a mini-jogos.
Os elementos do ambiente com os quais o usuário pode interagir possuem desta-
que em relação aos demais elementos, como mudança de cor e brilho, podendo ainda ser
mostradas mensagens informativas na tela do usuário, indicando que ele pode interagir
com determinado elemento.
Todos esses fatores foram criados visando chamar a atenção do usuário, para que
este interaja com os elementos.
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4 Arte e Produção
4.1 Estilo de arte e animação
O aspecto visual do ambiente virtual tem um visual próximo ao mundo real, sen-
do um ambiente tridimensional sério, sem quaisquer aspectos caricatos, reproduzindo
fielmente as principais áreas do Centro de Visitantes da base de Praia do Forte - BA, per-
tencente ao Projeto Tamar-ICMBio.
4.2 Estilo dos efeitos de som
Efeitos de sons realistas de mar, árvores sendo agitadas pelo vento, água corrente,
catraca (para passagem de pessoas) e sons de animais serão utilizados no ambiente.
4.3 Estilo de música
Nenhuma música será aplicada ao ambiente.
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5 Assets
5.1 Arte 3D
5.1.1 Modelos de Personagens Principais
Modelo 1 – Tartaruga de Pente
Descrição
Representará a tartaruga de pente.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo sempre dentro de uma
piscina que conterá duas de sua espécie.
Modelo 2 – Tartaruga Cabeçuda
Descrição
Representará a tartaruga cabeçuda.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo dentro de duas piscinas,
onde em uma delas existirá duas de sua espécie e em outra existirá apenas
uma.
Modelo 3 – Tartaruga Verde
Descrição
Representará a tartaruga verde.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo dentro de uma piscina on-
de existirá uma de sua espécie.
Modelo 4 – Tartaruga Oliva
Descrição
Representará a tartaruga oliva.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo dentro de uma piscina
contendo duas de sua espécie juntamente com duas espécies cabeçudas.
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Modelo 5 – Tartaruga de Couro
Descrição
Representará as réplicas da tartaruga de couro.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo em alguns lugares do am-
biente como uma réplica, já que não existe nenhuma tartaruga dessa es-
pécie em cativeiro nesse ambiente.
Modelo 6 – Tubarão Lixa
Descrição
Representará os tubarões lixa.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo dentro de sua piscina onde existirá quatro
de sua espécie.
Modelo 7 – Raia Manteiga
Descrição
Representará as raias manteiga.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo em sua piscina onde exis-
tirá quatro de sua espécie.
5.1.2 Modelos de outros elementos
Modelo 8 – Carapaça da Tartaruga de Pente
Descrição
Representará a carapaça (casco) da tartaruga de pente.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo sempre pendurada em um
painel que contém as carapaças de todas as cinco tartarugas.
Modelo 9 – Carapaça da Tartaruga Cabeçuda
Descrição
Representará a carapaça (casco) da tartaruga cabeçuda.
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Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo sempre pendurada em um
painel que contém as carapaças de todas as cinco tartarugas.
Modelo 10 – Carapaça da Tartaruga Verde
Descrição
Representará a carapaça (casco) da tartaruga verde.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo sempre pendurada em um
painel que contém as carapaças de todas as cinco tartarugas.
Modelo 11 – Carapaça da Tartaruga Oliva
Descrição
Representará a carapaça (casco) da tartaruga oliva.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo sempre pendurada em um
painel que contém as carapaças de todas as cinco tartarugas.
Modelo 12 – Carapaça da Tartaruga de Couro
Descrição
Representará a carapaça (casco) da tartaruga de couro.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo permanecendo sempre pendurada em um
painel que contém as carapaças de todas as cinco tartarugas.
Modelo 13 – Placas
Descrição
Representará as placas informativas.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo, sendo aproximadamente 90, de tama-
nhos e formatos diferentes, dispostos sobre diversos pontos do ambiente.
Modelo 14 – Placas Tartarugas
Descrição
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Representará as placas informativas em formato de tartaruga e em seus
tamanhos reais.
Duração do papel
Será utilizado por todo o tempo em um determinado local do ambiente,
sendo um total de cinco placas, representando cada uma das cinco tarta-
rugas.
5.1.3 Modelos de ambientes e/ou terrenos
Terreno
Descrição
Abrange todo o ambiente, conforme o mapa do item 2.4.
Duração
Será utilizado por todo o tempo, sendo o único terreno existente no ambi-
ente virtual.
Resumo dos Ambientes em Geral
Descrição
No geral serão em média 18 modelos de ambientes/construções que esta-
rão dispostos pelo ambiente, sendo eles: bilheteria, restaurante, loja, fa-
rol, escritório, tamarzinho (casinha de ensino infantil), submarino amare-
lo (uma sala onde se passa vídeo e possui peixes), cine Tamar (uma sala
onde se passam vídeos), aquários suspensos, banheiros, quiosques de ex-
posição (com placas informativas), quiosque de apoio (espaço onde ficam
monitores que guiam turistas), duas pontes, barco piscina, tanque de to-
que, piscina dos filhotes, barco de pesca.
O interior dos ambientes fechados, como a loja e o restaurante não serão
detalhados.
Duração
Todos permanecerão por todo o tempo dispostos sobre o Terreno.
5.2 Arte 2D
5.2.1 Arte dos personagens
Personagem 1 (Tartaruga de Pente)
Descrição
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Esta arte tem o propósito de auxiliar no desenvolvimento do mo-
delo 3D deste personagem.
Visual
Personagem 2 (Tartaruga Cabeçuda)
Descrição
Esta arte tem o propósito de auxiliar no desenvolvimento do mo-
delo 3D deste personagem.
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Visual
Personagem 3 (Tartaruga Verde)
Descrição
Esta arte tem o propósito de auxiliar no desenvolvimento do mo-
delo 3D deste personagem.
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Visual
Personagem 4 (Tartaruga Oliva)
Descrição
Esta arte tem o propósito de auxiliar no desenvolvimento do mo-
delo 3D deste personagem.
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Visual
Personagem 5 (Tartaruga de Couro)
Descrição
Esta arte tem o propósito de auxiliar no desenvolvimento do mo-
delo 3D deste personagem.
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Visual
5.3 Som
5.3.1 Efeitos sonoros
Efeito 1 (som do mar)
Descrição
Utilizado para representar a proximidade com o mar, sendo que o
ambiente se situa em uma praia.
Duração
É utilizando por todo o período de utilização do ambiente em que
o usuário estiver próximo a praia.
Efeito 2 (som de vento nas árvores)
Descrição
Utilizado para representar o movimento das árvores ao serem a-
tingidas pelo vento.
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Duração
Será utilizado quando o usuário estiver próximo a árvores.
Efeito 3 (som de água corrente)
Descrição
Utilizado para representar a água que cai de tubulações dentro de
algumas piscinas.
Duração
Será utilizado quando o usuário estiver próximo a alguma piscina
que possuir algum cano jorrando água.
Efeito 4 (som de tartarugas)
Descrição
Utilizado para representar a respiração de algumas tartarugas a-
dultas quando colocam suas cabeças para fora da superfície da água.
Duração
Será utilizado quando o usuário estiver próximo a alguma tarta-
ruga que sair para respirar.
Efeito 5 (som de pássaros)
Descrição
Utilizado para representar aves que ocasionalmente possam estar
sobrevoando o ambiente.
Duração
Será utilizado quando aves sobrevoarem próximas ao usuário.
B DICAS
Quando se começa a trabalhar com desenvolvimento tridimensional, percebe-se que tudo
gira em torno de quadrados e triângulos, sendo que um quadrado na verdade são dois triângulos.
Algumas vezes, esse conhecimento se mostrou importante como, por exemplo, na geração de
texturas.
Na Unity, uma importante configuração que deve ser levada em conta no início da
modelagem do terreno é a qualidade da imagem do mapa de altura, chamada de Heightmap
Resolution, que, por padrão, é de 512 pixels. Neste trabalho, a modelagem foi iniciada nesse
padrão, mas, por se tratar de um ambiente pequeno, no qual mínimas alterações em seu relevo se
tornam muito perceptíveis, se fez necessário aumentar essa resolução. Foi só então que se percebeu
que isso teria um custo alto, o de se modelar tudo novamente, porque a Unity limpa o mapa de
altura quando se faz essa alteração de resolução, lembrando também que, quanto maior o valor
desse parâmetro, maior o custo de processamento.
ANEXOS
I ÓCULOS ANAGLÍFICO 3D