Introdução à Teoria da Interatividade

Teoria da Interatividade

Trabalho deAplicações Informáticas B

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Índice

1.

Graphical User Interface (GUI)

Evolução histórica da interface Homem-Máquina

1.1.

1.2.

Os ambientes gráficos atuais, ergonomia e sentidos

2.

Realidade Virtual

Simulação da realidade

2.1.

Realidade Imersiva e Não Imersiva

2.2.

3.

Interatividade

Características ou componentes

3.1.

Níveis segundo a relação Homem-máquina

3.2.

Níveis segundo a ação sensorial

3.3.

Tipos de interatividade

3.4.

Como avaliar soluções interativas

3.5.

O desenho de soluções interativas

3.6.

Graphical User Interface (GUI)

O GUI(Graphical User Interface), ou interface gráfica, ao ser visualizado pelos utilizadores constitui um meio para a interação destes com o computador.

Com a sua utilização...

Uma interface gráfica transmite ao utilizador a sensação de manipulação direta dos objetos que fazem parte dela, através da utilização de dispositivos de entrada como o rato, o joystick e o teclado. Os ambientes de realidade virtual resultam do desenvolvimento e da investigação realizados com o GUI. Por outro lado, através da utilização de ambientes virtuais e da estimulação de todos os sentidos do utilizador (visão, audição, tato e outros), obtêm-se os ambientes imersivos.

+ INFO

Evolução histórica da interface Homem-Máquina

A evolução histórica da interface homem-máquina é o resultado de diversos desenvolvimentos verificados em diferentes domínios ao longo dos anos. Como principais marcos históricos desta evolução podem ser indicados os seguintes exemplos:

Em 1958, Comeu e Bryan desenvolveram, e a empresa Philco implementou, um protótipo de um capacete com monitores e sensores de deteção de movimento ligado a um par de câmaras remotas. Estes sensores permitiam deslocar as câmaras de acordo com os movimentos da cabeça, criando no utilizador a sensação de presença. Posteriormente, este equipamento passou a chamar-se Head-Mounted Display (HMD).

Evolução histórica da interface Homem-Máquina

Como principais marcos históricos desta evolução podem ser indicados os seguintes exemplos:

Watch

Em 1962, Morton Heilig, cineasta, desenvolveu um simulador denominado Sensorama, que permitia ao utilizador viver de forma artificial, sentindo as sensações de uma viagem num veículo de 2 rodas. Para tal, era utilizada a formação de imagens 3D, som stereo, vibrações e sensações do vento e aromas.

Em 1968, Ivan Sutherland criou o primeiro sistema Head-Mounted Three Dimensional Display, também conhecido por capacete 3D. Em virtude desta descoberta, este investigador ficou conhecido como o precursor da realidade virtual.

Em 1969, Myron Krueger criou o Videoplace, capturando imagens de pessoas que participavam na experiência e projetando-as em 2D numa tela em que as pessoas podiam interagir umas com as outras e com os objetos projetados nesta.

Evolução histórica da interface Homem-Máquina

Como principais marcos históricos desta evolução podem ser indicados os seguintes exemplos:

Em 1986, a NASA criou um ambiente virtual que permitia aos utilizadores indicar comandos por voz, manipular objetos virtuais através do movimento das mãos o ouvir voz sintetizada com som 3D. O som 3D tenta reproduzir no sistema auditivo humano sensações idênticas às escutadas no mundo real.

Em 1987, a VPL Research foi pioneira na comercialização de produtos de realidade virtual como a luva de dados (dataglove)e o capacete de visualização (head-mounted display).

Os ambientes gráficos atuais, ergonomia e sentidos

Os ambientes gráficos atuais apresentam boa qualidade, necessitando, por isso, para a sua formação, de computadores e dispositivos periféricos com mais capacidades. Por terem mais qualidade, transmitem mais facilmente ao utilizador a sensação de realidade e permitem uma análise mais cuidada e correta da informação. A qualidade dos ambientes gráficos é um aspeto particularmente importante na imersão do utilizador, principalmente quando o ambiente virtual é recriado a partir de um ambiente real, pois quanto mais reais se apresentaram aos olhos do utilizador mais imerso este poderá sentir-se no ambiente virtual.

Para tornar os ambientes gráficos mais realistas são utilizados o rendering e o mapeamento de texturas, que são duas técnicas que contribuem para a formação de imagens de boa qualidade.

O desenvolvimento de equipamentos cada vez mais adaptados ao utilizador e às suas funções é o resultado dos estudos efetuados pela ergonomia. Desta forma, evitam-se situações de mal-estar no utilizador criadas pelos equipamentos de realidade virtual devido a características como o seu peso, as suas dimensões e o seu modo de funcionamento.

Info

Exemplo

Realidade Virtual

Realidade Virtual

consiste em ambientes simulados através do computador, permitindo aos utilizadores

interagir, visualizar e manipular objetos destes. Estes ambientes podem ser recriações a partir do ambiente real ou criações originais que existem apenas no ciberespaço. Os utilizadores, ao experimentarem uma situação de realidade virtual, podem senti-la como se fosse real, abstraindo-se da realidade.

A implementação de um sistema de realidade virtual requer a existência de um sistema multimédia interativo bastante desenvolvido, com formação de gráficos 3D interativos em tempo real, implicando a utilização de computadores com grande capacidade.

Por outro lado, quando se pretende a estimulação de outros sentidos para além da visão é necessária a utilização de mais equipamentos, como luvas de dados (datagloves) e auscultadores (headphones).

Realidade Virtual

Estes ambientes virtuais são, atualmente, utilizados na maioria das áreas do conhecimento e das atividades humanas, como medicina, arquitetura, engenharia, educação, entretenimento e treino de atividades desportivas e profissionais.

Permitem colocar o utilizador em contato com novas situações, aprendendo de forma segura, económica e rápida e podendo contribuir para a melhoria do seu desempenho.

Na realidade virtual a imersão, a interação e o envolvimento constituem os aspetos básicos necessários à sua implementação.

Simulação da Realidade

é uma imitação de um sistema do mundo real. A simulação tenta representar certos aspetos do comportamento de um sistema físico ou abstrato através do comportamento de outro sistema.

A realidade virtual permite simular virtualmente experiências do mundo real, economizando tempo e dinheiro e atingindo objetivos que, muitas vezes, não seriam tão facilmente alcançados.

Exemplo

É possível aos biólogos simular alterações em ecossistemas e testar hipóteses sobre o seu equilíbrio.

Realidade Imersiva e Não Imersiva

Realidade Imersiva

Consiste na sensação de inclusão experimentada pelo utilizador de uma ambiente virtual, ou seja, o utilizador sente-se dentro do ambiente e a interagir com os seus elementos. Para produzir no utilizador esta sensação, o sistema tem de conseguir estimulá-lo sensorialmente, utilizando diversos dispositivos, como o head-mounted display, datagloves e os headphones. Além destes, é importante considerar outros aspetos na imersão, como o lugar utilizado, a forma como é efetuada a projeção, a posição e as deslocações do utilizador, a distância do utilizador aos controlos e a qualidade do som.

Realidade Imersiva e Não Imersiva

Realidade Não Imersiva

Consiste na sensação de não-inclusão experimentada pelo utilizador de um ambiente virtual, ou seja, neste caso o utilizador não se sente como parte do ambiente. É considerado ambiente não imersivo a visualização de imagens tridimensionais através de um monitor e em que o utilizador interage com os elementos do ambiente virtual através de dispositivos como o rato, o teclado e o joystick.

HMD(Head-Mounted Display)

Tipo:

Visualização

Descrição:

Capacete de visualização

BOOM(Binocular Omni-Oriented Monitor)

Tipo:

Visualização

Descrição:

Caixa móvel para visão estereoscópica.

Crystal Eye

Tipo:

Visualização

Descrição:

Óculos para visualização estereoscópica, permitindo um campo de visão amplo.

CAVE(Cave Automatic Virtual Envinonment)

Tipo:

Visualização

Espaço delimitado por três ou mais paredes de projeção stereo para visualização interativa

Descrição:

Monitor

Tipo:

Visualização

Descrição:

Permite visualizar ambientes gráficos

Headphone

Tipo:

Audição

Descrição:

Permite ouvir sons provenientes de computador

Dataglove

Tipo:

Controlo e manipulação

Descrição:

Luva eletrónica que permite capturar os movimentes das mãos ( e dos dedos) e usá-los para interagir com o utilizador

Spacemouse

Tipo:

Controlo e manipulação

Descrição:

Dispositivo que permite um alto controlo do movimento, aumentando a produtividade e o conforto dos utilizadores que utilizam aplicações de software 3D

Teclado

Tipo:

Controlo e manipulação

Descrição:

Permite interagir com o computador

Joystick

Tipo:

Controlo e manipulação

Descrição:

Permite interagir com o computador

Fatos de realidade virtual

Tipo:

Controlo e manipulação

Descrição:

Indumentária que permite a interação do utilizador com o mundo virtual

Ring Mouse

Tipo:

Controlo e manipulação

Descrição:

Rato 3D sem fios. A sua posição, XYZ, é detetada através de sensores ultrassónicos no espaço. Muito utilizado em ambientes virtuais

GyroPointDesk

Tipo:

Controlo e manipulação

Dispositivo semelhante ao rato de um computador, mas com a particularidade de poder trabalhar no ar, pois possui um giroscópio e comunica por rádio com o computador

Descrição:

INTERATIVIDADE

INTERATIVIDADE

num ambiente virtual consiste na

na possibilidade de o utilizador dar instruções ao sistema através de ações efetuadas neste e nos seus objetos. O sistema, em função das ações, transforma-se e adapta-se, criando novas situações ao utilizador.

O utilizador pode, por exemplo, movimentar-se num ambiente virtual 3D efetuando ações sobre os objetos que o compõem. A simples movimentação do utilizador vai implicar que o sistema tenha de gerar e atualizar as imagens do ambiente virtual, correspondentes à nova perspetiva.

Características ou componentes

A interatividade tem como características ou componentes:

Comunicação

Estabelece uma transmissão recíproca entre o utilizador e o sistema, através de dispositivos periféricos ligados ao sistema.

Feedback

Controlo e resposta

Permitem ao sistema regular e atuar nos comportamentos dos objetos do ambiente virtual.

Permite regular a manipulação dos objetos do ambiente virtual a partir dos estímulos sensoriais recebidos do sistema pelo utilizador.

Adaptabilidade

Tempo de resposta

É a capacidade que o sistema possui de alterar o ambiente virtual em função das ações do utilizador sobre os objetos deste.

É o tempo que decorre entre a ação do utilizador sobre um dos objetos do ambiente virtual e a correspondente alteração criada pelo sistema.

Níveis segundo a relação Homem-máquina

Reativa:

O utilizador tem um controlo limitado sobre o conteúdo do ambiente virtual. A interação e o feedback são controlados pelo sistemae seguem um caminho pré-programado, ou seja, o sistema controla o desenrolar da ação dos utilizadores.

Coativa:

Proativa:

O utilizador tem o controlo da sequência, do ritmo e do estilo das ações desenvolvidas sobre o conteúdo do ambiente virtual.

o utilizador tem o controlo da estrutura e do conteúdo das ações desenvolvidas no ambiente virtual, ou seja, o utilizador controla dinamicamente o desenvolvimento do conteúdo deste.

Níveis segundo a ação sensorial

Segundo a ação sensorial, os níveis de interatividade classificam-se em elevada, média e baixa.

Elevada:

o utilizador está completamente imerso num ambiente virtual, onde são estimulados todos os seus sentidos.

Média:

Baixa:

Apenas alguns sentidos do utilizador estão a ser utilizados e exerce um controlo limitado sobre o desenrolar da ação num ambiente virtual.

O utilizador não se sente como parte do ambiente virtual e apenas alguns dos seus sentidos estão a ser utilizados.

Tipos de interatividade

Reflexiva

Linear

De hiperligação

De Suporte

Hierárquica

De atualização

Construtiva

Sobre objetos

Como avaliar soluções interativas

As soluções interativas de realidade virtual têm como objetivo principal o envolvimento do utilizador interagindo num ambiente que não é real. Estas soluções necessitam de ser avaliadas, nomeadamente nos aspetos relacionados com as questões tecnológicas utilizadas, as alterações provocadas ao nível psicológico e social dos utilizadores e a qualidade da aplicação.

Para avaliarsoluções interativas, de uma forma mais completa e objetiva, analisam-se as seguintes características:

• Funcionamento dos dispositivos periféricos e a sua ergonomia;
• Qualidade gráfica dos ambientes virtuais e o seu realismo perante o olhar do utilizados;
• Contributo para a imersão do utilizador;
• Utilização adequada das cores;
• Aspetos virtuais;
• Qualidade adequada do som;
• Qualidade da estimulação táctil e da perceção da força;
• Funcionamento e objetivos da simulação;
• Outras características mais específicas relacionadas com a área ou domínio em quese insere.

O desenho de soluções interativas

O desenho de soluções interativas deve ser precedido do levantamento de todos os requisitos envolvidos, podendo este ser mais ou menos complexo, de acordo com o tamanho e a complexidade destas.

• Definição da solução interativa a desenvolver.
• Caracterização do tipo de imersão pretendido.
• Avaliação, caracterização e suporte dos vários dispositivos a utilizar.
• Definição da capacidade de perceção dos movimentos do utilizador.
• Avaliação de recursos e capacidades.
• Seleção das ferramentas a utilizar no desenvolvimento.
• Criação e edição de formas geométricas e texturas.
• Descrição da visão estereoscópica.
• Caracterização do hardware, do software e do suporte de rede.
• Modelação da ação física do sistema.

O desenho de soluções interativas: ferramentas

WorldToolKit para Windows

Gizmo3D

01

02

03

04

Virtus Walk Through Pro

DI-Guy

O desenho de soluções interativas: ferramentas

VRML

05

03

CAVELib

Terminar

Espero que tenha gostado<3

Trabalho realizado por:

Letícia Ramos Nº6 12ºB