DESENVOLVIMENTO DE JOGOS COM REALIDADE VIRTUAL: CONSCIENTIZAÇÃO DA POPULAÇÃO PARA A

COLETA SELETIVA DO LIXOLINS FILHO, José Sapucahy Barros

Faculdade Municipal Professor Franco Montoro (FMPFM)josesapucahyfilho@gmail.com

SOARES, Ivan AlanFaculdade Municipal Professor Franco Montoro (FMPFM)

ivan.devwork90@gmail.com

RESUMO: Este trabalho trata-se do desenvolvimento de um jogo educacional que utiliza-se da tecnologia de realidade virtual para ensinar os benefícios ao meio ambiente da coleta seletiva do lixo urbano. Em um ambiente totalmente em três dimensões, o jogador controla um personagem em primeira pessoa que deve coletar um tipo de lixo e então colocá-lo na devida caixa de reciclagem, sendo ela de plástico, metal, orgânico ou papel. O jogo foi criado utilizando o ambiente de desenvolvimento Unity e é compatível com o sistema operacional Google Android, podendo ser executado em smartphones e tablets. PALAVRAS-CHAVE: Coleta Seletiva do Lixo. Realidade Virtual. Jogo Educacional. Unity. Google Android.

ABSTRACT: This work presents the development of an educational game that uses virtual reality technology to teach the benefits to the environment of the selective collection of urban waste. In a fully three-dimensional environment, the player controls a first-person character who must collect a type of garbage and then put it in the appropriate recycling box, whether it is plastic, metal, organic or paper. The game was created using the Unity development environment and is compatible with the Google Android operating system, which can run on smartphones and tablets. KEYWORDS: Selective Waste Collection. Virtual reality. Educational Game. Unity. Google Android.

1. INTRODUÇÃOEste documento visa encontrar soluções para a problemática atual da

coleta seletiva de lixo, ou seja, incutir o tema coleta seletiva de lixo na vida dos usuários do jogo que será proposto em Unity, na tecnologia de Realidade Virtual (VR) para Android, por este projeto, incentivando a seleção dos resíduos descartados como lixo, através de um jogo lúdico, na busca de melhorias para o meio ambiente.

Demonstra-se assim, como objetivo geral, a importância de desenvolver um aplicativo de educação ambiental para a plataforma Android, na necessidade de alcançar o objetivo específico de conscientizar a população de como resíduos descartados incorretamente podem ser prejudiciais à saúde e ao meio ambiente.

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Assim sendo, a criação de um jogo educativo que conscientize sobre os riscos que os resíduos descartados de forma errônea representam para o meio ambiente e eduque de forma interativa como utilizar as lixeiras de coleta seletiva numa abordagem contínua por meio deste projeto. Através deste jogo que será interativo, educativo e distribuído gratuitamente busca-se desmitificar a coleta seletiva atingindo o máximo possível de pessoas para que adquiram conhecimento.

O levantamento de conteúdos para a base do jogo será feito por meio da revisão literária, utilizando livros, artigos, sites e revistas como fonte de informação, mediante pesquisa bibliográfica.

Para tanto, justifica-se a utilização do jogo no intuito de educar o usuário na necessidade de entender que um dos grandes agressores do meio ambiente, sem dúvida, é o descarte incorreto de resíduos em aterros sanitários fora de padrão que ameaçam não somente a saúde da população, mas também lençóis freáticos. Sendo assim, uma alternativa é iniciar pela conscientização. Além de ajudar na reciclagem, pode-se evitar que produtos prejudiciais à natureza sejam enviados a locais impróprios.

2. PLATAFORMA ANDROIDA Plataforma Android consiste numa plataforma opensource para

dispositivos móveis com base no sistema UNIX, utilizando a linguagem de programação Java. Sua criação e preservação eram garantidas pelo Open Handset Alliance (OHA), liderada pelo Google. Uma plataforma atual e adaptável, que proporciona o desenvolvimento de novos aplicativos com rapidez, possibilitando a customização das aplicações e componentes do seu sistema operacional. Observa-se que no minuto em que apresenta seu código de fonte aberto garante uma evolução infinita, possibilitando a alteração de seu código, definindo a agregação de novas tecnologias, na medida em que surjam e as comunidades de desenvolvimento trabalhem em conjunto para criarem novas aplicações móveis.

2.1. HistóriaA história do Android teve início em outubro de 2003, em Palo Alto, uma

cidade da Califórnia nos Estados Unidos, criado pelas mãos de Andy Rubin, Rich Miner, Nick Sears e Chris White quando fundaram a Android, Inc. Esta empresa focava-se no desenvolvimento de sistemas operacionais para celulares, mas todos os projetos eram secretos. Em agosto de 2005, em média dois anos depois, o sistema operacional Android foi comprado pela Google, sendo assim a abertura da caminhada meteórica desta plataforma em direção ao mercado de softwares para dispositivos móveis. Neste contexto, a primeira versão final do Android foi anunciada em 23 de setembro de 2008 no smartphone HTC Dream para comercialização.

2.2. ArquiteturaA arquitetura da plataforma Android possui em sua constituição cinco

módulos: Kernel Linux, Biblioteca, Runtime (ambiente de execução), Framework de Aplicações e Aplicações.

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Figura 1 - Arquitetura Android

FONTE (Adaptado): GOOGLE DEVELOPERS, (2018)

O Kernel do Linux é a fundação arquitetural das plataformas Android, utilizado como uma camada de abstração entremeando o hardware e os softwares da plataforma. Para tanto, muitas maneiras de execução das aplicações podem ser observadas, como por exemplo, gerenciamento de memória, gerenciamento de processos, pilhas de protocolos, módulo de segurança, entre outros.

Acima do Kernel Linux, temos o módulo Biblioteca, que são escritas em C/C++, compostas por uma série de bibliotecas utilizadas pelo Android, algumas delas são: biblioteca de sistema C e de mídias, gerenciador de superfície, LibWebCore, SGL, 3D libraries, FreeType, SQLite, entre outras.

Logo depois, pode-se observar o módulo Runtime, um ambiente de execução. Assim sendo, esta execução tem na sua composição a máquina virtual Dalvik, desenvolvida para que os dispositivos suportem múltiplas máquinas virtuais de modo adequado. Dalvik utiliza um compilador de linguagem Java, além de usar o kernel na obtenção de um melhor funcionamento de múltiplos tópicos e gerenciamento de memória de baixo nível.

O Framework de Aplicações utiliza-se de componentes que deixarão que as novas estruturas possam usadas para futuras aplicações, valendo-se do reúso desses componentes, sempre sujeito a restrições de segurança. Além disso, aceita que os mesmos possam ser substituídos no decorrer do seu desenvolvimento.

O fomento das aplicações do framework agrega um conjunto de serviços e sistemas, dentre eles, gerenciador de atividade, gerenciador de pacotes, gerenciador de janelas, gerenciador de telefonia, provedores de conteúdo,

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gerenciador de recursos, visão do sistema, gerenciador de localização, gerenciador de notificações e serviços XMPP.

E por fim, para facilitar no manejo do aplicativo, temos no topo da plataforma, inúmeras aplicações, nas quais podemos encontrar as aplicações de forma padrão, na inclusão de um e-mail, calendário, navegador, contatos, mapas, programas SMS, entre outros.

2.3. Play StoreA Google Play Store consiste numa loja virtual do Google para celulares

com o sistema Android. Nesta loja pode-se observar inúmeros aplicativos criados para a plataforma, assim como jogos, músicas, filmes e livros. Criada como Android Market, a loja possui milhões de apps numa enorme diversidade de gêneros – entre eles redes sociais, mensageiros, para entretenimento, navegadores, de segurança e softwares de fotografia, além de vender e alugar filmes online. Entre os apps mais populares estão o WhatsApp, Facebook, YouTube e PayPal. A instalação remota de apps é permitida através deste serviço.

Por conseguinte, não existe melhor decisão do que permitir que o app do jogo da coleta seletiva de lixo criado pelo projeto em questão seja disponibilizado gratuitamente pela Play Store com a finalidade de atingir maior número de usuários possíveis.

3. UNITY 2018Pode-se entender o Unity como uma engine que visa auxiliar no

desenvolvimento de jogos, ou seja, consiste em uma ferramenta intensamente potente no momento de criar inúmeros tipos de games para uma diversidade de plataformas. Algumas linguagens podem ser utilizadas através desta ferramenta, ou seja, podemos manusear uma linguagem C# ou JavaScript na incorporação de lógica ao jogo.

Para tanto, o Unity caracteriza-se como uma ferramenta que detém um modo de programar e organizar os projetos de maneira peculiar e simples. O mais importante diferencial desta ferramenta demonstra ser a prioridade de manter-se de prontidão, sendo que o que já está feito se mantém, deixando a criatividade do desenvolvedor aberta para as infinitas possibilidades, bem como a capacidade de estar focado na criação dos comportamentos dos PCs (Player Characters) e NPCs (Non-Player Characters).

Assim sendo, observa-se que o Unity determina seu foco no desenvolvimento 3D em tempo real com enorme capacidade gráfica. Esta engine apresenta-se como forma substancial para criar games de aventura, como RPGs, FPSs e TPSs, oferecendo aos desenvolvedores de todo o mundo as ferramentas para criar experiências ricas em 2D, 3D, VR e AR com grandes parcerias como Facebook, Google, Microsoft e Oculus para garantir suporte otimizado para as versões e plataformas mais recentes. Neste ínterim, quando um jogo tem sua criação feita através do Unity recebe a garantia de poder ser exportado para diversas plataformas como Mobile, Desktop, Consoles e Browsers, sendo este o motivo para ter sido escolhido para a criação do jogo do projeto em questão. Algumas plataformas seguem na figura abaixo.

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Figura 2 - Plataformas disponíveis para distribuição pelo Unity

FONTE (Adaptado): UNITY 2018 (2018)

4. REALIDADE VIRTUALA Realidade Virtual começou sua trajetória na indústria de simulação,

com simuladores de voo que a Força Aérea dos Estados Unidos decidiu pela construção logo após a Segunda Guerra Mundial. A indústria de entretenimento foi de suma importância para a criação da Realidade Virtual através do simulador conhecido por Sensorama.

4.1. Definições GeraisA terminologia Realidade Virtual foi criada no fim dos anos 80, por Jaron

Lanier, sendo pode-se determinar que a RV baseia-se na utilização de alta tecnologia, induzindo o usuário na certeza de que está em uma realidade alternativa demonstrando um convencimento total da realidade e de forma completa.

Também conhecida como VR, uma sigla da palavra Virtual Reality que em português significa Realidade Virtual (RV) que promove emulação de realidade. A ideologia de VR se resume na imersão do usuário na realidade emulada através dos cinco sentidos: Paladar, Tato, Olfato, Visão e Audição.

A conceitualização de imersão deu-se com a “Immersive Audio” e “Cinema 3D” ambos os quais exploram os sentidos como a audição e a visão/audição, respectivamente, fortalecendo a impressão de que os usuários estão em um show ou até mesmo dentro do cenário de um filme.

Segundo BAYARD, em 20 de setembro de 2018:

Tudo o que sabemos sobre a nossa realidade vem por meio dos nossos sentidos. Em outras palavras, toda a nossa experiência da realidade é simplesmente uma combinação de informações sensoriais e nossos cérebros de mecanismos de criação de sentido para essa informação. É lógico, então, que, se você puder apresentar seus sentidos com informações inventadas, sua percepção da realidade também mudaria em resposta a isso. Você seria presenteado com uma versão da realidade que não está realmente lá, mas da sua perspectiva, seria percebida como real. Algo que nos referimos como uma realidade virtual. (BAYARD, 2018).

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Os jogos desenvolvidos em Realidade Virtual trazem um conjunto de exploração dos sentidos, no qual a visão da realidade tem como recurso os Óculos VR que são criados em dois modelos, ou seja, o Sistema Integrado, o qual possui um sistema e hardware no próprio equipamento com sensores de movimentos e o Sistema de suporte para Smartphones, o qual simplesmente consiste em um sistema de suporte para o smartphone que se fundamenta nos sensores do próprio equipamento. Os sistemas acima citados utilizam-se de sensores para garantir a detecção dos movimentos da cabeça do usuário que fará a câmera no jogo movimentar-se, trazendo assim uma imersão infinitamente maior que no caso dos Cinemas 3D.

4.2. Jogos com realidade virtualA realidade virtual diferencia-se por ser um ramo crescente entre as

indústrias dos jogos, assim sendo, pode-se observar uma enorme gama de consoles e títulos que são lançados atualmente em comparação ao ano de 2004, no qual aconteceu o lançamento do primeiro “Google Cardboard” que consiste em um dos principais facilitadores para a popularização da tecnologia VR em se tratando de um equipamento extremamente barato, pois era confeccionado de papelão e lentes como complemento de aparelhos celulares baseados no seu software “Cardboard”.

O primeiro jogo comercial de grande porte a utilizar a tecnologia de realidade virtual foi o jogo Doom 3, em uma tentativa de seu criador John Carmack de popularizar a tecnologia de realidade virtual. Exemplos de jogos que usam a tecnologia de realidade virtual que podem ser citados na atualidade, VR CHAT, onde os jogadores utilizam avatares virtuais para conversar, trocar ideias e se divertir utilizando a realidade virtual.

4.3. ConsolesA integração entre os consoles que são os videogames e a Realidade

Virtual foi mais demorada e mais cara do que a utilização de lentes e papelão, pois foi necessário uma interação destes dois seguimentos de forma a promover um alto nível de qualidade para os jogos que foram e ainda serão desenvolvidos.

4.4. SmartphonesOs aparelhos de VR para smartphones se popularizaram muito

rapidamente, sendo que a ideia de utilizar um smartphone, que grande parte da população já possuía, e atribuir uma nova e interessante função ao aparelho realmente agradou os mais entusiastas e chamou atenção das pessoas que não possuíam muito conhecimento sobre tecnologias. O Google Cardboard deu início a uma onda de aparelhos semelhantes, os quais em muitos casos somente o material de construção do aparelho era alterado.

5. A Coleta SeletivaSem dúvida, o maior meio de agressão ao meio ambiente é a maneira

errada do descarte dos resíduos, a criação de aterros ilegais ou não padronizados que ameaçam a saúde pública. Uma lei foi criada para legalizar a

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situação caótica que vem se tornando o modo como o lixo vem sendo tratado. Esta lei nº 12.305/10 institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) que vem atuando na solução dos problemas ambientais, sociais e econômicos oriundos do descarte sem adequação dos resíduos. Alguns dados alarmantes podem ser observados de acordo com que descreve o site ABRALATAS:

Os lixões a céu aberto, que deveriam ter sido extintos em 2014, de acordo com a PNRS, continuam firmes e fortes no Brasil. Segundo dados da Confederação Nacional dos Municípios (CNM), divulgados no Diagnóstico da Gestão Municipal de Resíduos Sólidos, as regiões Norte e Nordeste do país ainda apresentam os maiores índices de disposição inadequada de resíduos: 75% dos rejeitos nessas regiões são dispostos em lixões e aterros controlados em que o solo não é impermeabilizado. Já a região Sudeste dispõe 45% de seus resíduos sólidos inadequadamente. (ABRALATAS, 2018).

Coleta seletiva consiste no recolhimento diferenciado de resíduos a serem descartados como lixo, entretanto são previamente separados segundo a sua constituição ou composição, ou seja, os resíduos com características similares são selecionados pelo gerador, que pode ser um cidadão, uma empresa ou outra instituição e disponibilizados para a coleta separadamente.

De acordo com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, a implantação da coleta seletiva é obrigação dos municípios e as metas referentes à coleta seletiva fazem parte do conteúdo mínimo que deve constar nos planos de gestão integrada de resíduos sólidos dos municípios.

As principais formas utilizadas no Brasil para a coleta seletiva são:● PEV´s (Pontos de Entrega Voluntária): que consistem em locais

próximos a residências para entrega de resíduos segregados.● Coleta Porta-a-Porta: Esta coleta consiste no trabalho feito por

prestadores de serviço público de limpeza ou até mesmo por associações ou cooperativas de catadores de materiais recicláveis com a utilização de caminhões ou outros veículos que passam em frente às residências e comércios fazendo o recolhimento dos resíduos previamente separados.

6. O Aplicativo

6.1 Estrutura de ProjetoA estrutura do projeto foi definida categorizando cada tipo de

arquivo do jogo, criando pastas nomeadas como Resources, Scenes e Scripts.

Figura 3 - Estrutura do Projeto

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FONTE: O autor, (2018)

É importante observar que dentro das pastas existem subpastas relacionadas a cada categoria, permitindo uma organização mais clara e simples. Na pasta Resources são encontrados os ativos do projeto, como imagens, animações, arquivos de banco de dados, entre outros. No diretório Scenes são encontradas as cenas do jogo e na pasta Scripts, deve-se salvar todos os códigos relacionados as funcionalidades e regras de negócio dos objetos e funções.

6.2. Funcionamento do Aplicativo

6.2.1. Objetivo do JogoO objetivo final do jogo é educar e conscientizar a comunidade da

necessidade de compreender que um dos incríveis agressores do meio ambiente, sem dúvida, é o despejo errôneo de resíduos em aterros não padronizados que comprometem a saúde da sociedade.

6.2.2. CenárioFoi testado diversos cenários da Asset Store, porém o ambiente

mais adequado para o projeto foi uma cidade, por ser um local familiar aos usuários. Dentre os locais testados, optou-se por limitar a um pequeno trecho para que não fosse possível perder-se, aumentando a dificuldade do jogo e essa não era a intenção por se tratar de um jogo educativo.

Figura 4 - Cenário da cidade

FONTE: O autor, (2018)

6.2.3. Objetos RecicláveisDurante uma busca na Asset Store foram encontrados objetos

que comumente são deixados na cidade com a intenção de gerar um sentimento de familiarização aos usuários, aumentando assim a imersão no jogo. Os objetos escolhidos foram:

Lata de refrigerante Garrafa de Vidro

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Copo Plástico Caixa de Papelão Papéis.

Figura 5 - Objetos Recicláveis

FONTE: O autor, (2018)

6.2.4. Tipos de LixeirasPara melhor representação do jogo foram escolhidas quatro

lixeiras coloridas para a coleta seletiva do lixo, dentre elas:

Vermelha – Plástico Amarelo – Metal Verde – Vidro Azul – Papel e Papelão

Figura 6 - Tipos de Lixeiras

FONTE: O autor, (2018)

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6.3. Implementação

6.3.1. ScenesO jogo possui apenas uma Scene principal, na qual o jogador

permanece até o final da partida. A partida somente se encerra após o jogador colocar todos os lixos em suas respectivas lixeiras. Pode-se observar a Scene principal do jogo dentro da plataforma Unity.

Figura 7 - Exemplo da Scene principal

FONTE: O autor, (2018)

6.3.2. GameObjectsPara o desenvolvimento do jogo foram necessários diversos

GameObjects, porém os mais importantes podem ser citados como:

CIDADEAgrupa todos os GameObjects relacionados a cidade, sendo eles as casas, árvores, ruas, formas de iluminação, placas ou carros.

LIXEIRASAgrupa todos os GameObjects das lixeiras de coleta seletiva, sendo elas a lixeira vermelha, amarela, verde e azul.

LIXOSAgrupa todos os GameObjects relacionados aos lixos, sendo eles as latas de refrigerante, garrafas de vidro, copos plásticos, caixas de papelão e papéis.

PLAYEREste GameObject é de grande importância, pois agrupa a câmera e os ativos relacionados ao jogador, possibilitando sua movimentação e posicionamento no jogo.

SpawnPoints

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Quando o jogo se inicia, os lixos são aleatoriamente posicionados no cenário por meio dos SpawnPoints, que são pontos na Scene específicos de criação de lixos.

ClockManagerEste GameObject, junto ao código, gerencia a contagem do tempo em relação a quantidade de lixos recolhidos. É imprescindível ao jogo, pois cria a sensação de desafio.

6.3.3. ScriptsO desenvolvimento da lógica do jogo aconteceu por intermédio de

Scripts em C#. Os principais códigos podem ser observados nos tópicos abaixo:

PlayerO código abaixo define a movimentação da câmera em relação ao

objeto selecionado:Figura 8 - Implementação da câmera em relação ao objeto

FONTE: O autor, (2018)

Entretanto, foi necessário a criação de um código capaz de gerar a movimentação do Player. Este código está representado na figura abaixo:

Figura 9 - Implementação da movimentação do Player

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FONTE: O autor, (2018)

LixosOs SpawnPoints criam objetos aleatórios, estes que são definidos

como Lixos no jogo. O código que faz esta criação está definido na porção de script representada na figura abaixo:

Figura 10 - Implementação do código dos SpawnPoints

FONTE: O autor, (2018)

LixeirasA funcionalidade mais importante da lixeira é identificar o tipo

correspondente do lixo e finalizar o objeto, ou seja, destruir o objeto lixo. Para tal, foi utilizado o método OnCollisionEnter, que define quando um objeto entra em colisão com outro, retornando um objeto Collision. Este código pode ser observado na figura abaixo:

Figura 11 - Implementação do código das Lixeiras

FONTE: O autor, (2018)

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7. CONCLUSÃO

Conforme já mostrado por diversos desenvolvedores, como VREDUCATION (2018), os programas educativos podem ter grande impacto no auxílio de professores no ensino de estudantes, uma vez que pode-se providenciar um ambiente onde o objetivo é simular a atividade desejada sem os custos e riscos de uma atividade de campo. No caso do jogo desenvolvido, os estudantes podem praticar a coleta seletiva de lixo sem sair do ambiente escolar. Levando em consideração a ideia inicial do projeto e o estado final, houve inúmeras melhorias, resultando em um projeto muito mais elaborado que o idealizado, cumprindo sua função de ensinar o uso correto das lixeiras de coleta seletiva. No entanto, torna-se necessário no atual estado deste projeto, o uso de um Óculos VR e um Controle Bluetooth, mesmo considerando que são produtos que hoje estão com valores muito reduzidos se comparados aos seus lançamentos, deve-se considerar isso como uma dificuldade ao usuário, porém já está em meios aos planos futuros a implantação de um menu onde será selecionado “Modo VR” ou “Modo Normal”, que dará ao usuário a possibilidade de escolher a opção que melhor o agradar.

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8. REFERÊNCIAS

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BAYARD, Oswaldo. Realidade Virtual - Entenda do que Se Trata. Disponível em: <https://www.webartigos.com/artigos/realidade-virtual-entenda-do-que-se-trata/159781>. Acesso em: 5 novembro 2018.

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GOLDSTONE, Will. Unity game development essentials. Packt Publishing Ltd, 2009.

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MEDEIROS, Maria S. - Coleta seletiva de resíduos sólidos urbanos:acompanhamento do projeto lixo social na cidade de são josé do seridó. 2010.Disponível em: <https://monografias.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/1820/6/Coleta%20seletiva_Monografia_Medeiros.pdf>. Acesso em 15 de junho de 2018.

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José Sapucahy Barros Lins Filho graduando em Ciência da Computação na

Faculdade Municipal Professor Franco Montoro – Mogi Guaçu.

Ivan Alan Soares possui Graduação em Ciência da Computação pela PUC –

Poços de Caldas, Licenciatura em Matemática pela FAMAC, Pós-Graduação

em Engenharia de Software pela Faculdade Integrada Vez do Mestre, MBA

Executivo em Gerenciamento de Projetos pela Universidade Cândido Mendes e

Mestrando em Engenharia Química pela Universidade Federal de Alfenas -

UNIFAL. É Engenheiro de Software na empresa Verve Marketing Group de

Chicago, IL, e Professor do Curso de Ciência da Computação na Faculdade

Municipal Professor Franco Montoro - Mogi Guaçu.