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Laboratório de Realidade Virtual
http://[email protected]
Fabiano Luiz Santos Garcia, Dr. INPG
Setembro, 2000
Universidade Federal de Santa CatarinaPrograma de Pós Graduação em Engenharia de Produção
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REALIDADE VIRTUAL
Conceitos e Aplicações
1a. Parte - Teórica
2a. Parte - Demonstrações CD Niemeyer - Vida e Obra : Passeio virtual ao MAC (Museu de
Arte Contemporânea); Monta PC; RV Imersiva - HMD + Luva.
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Universidade Federal de Santa Catarina
PPGEP - Programa de Pós Graduação
de Engenharia de Produção
Área de Concentração: Mídia e Conhecimento
LRV - Laboratório de Realidade Virtual
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O que é Realidade Virtual ?
Uma aplicação que utilize Realidade Virtual (RV) deve
proporcionar imersão e interação, e ainda estimular a
imaginação, formando assim uma trilogia (Burdea, 1994).
É o uso da alta tecnologia para convencer o usuário de que
ele está em outra realidade - um novo meio de “estar” e
“tocar” em informações (Pimentel, 1995).
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RV é a utilização de artifícios para a reprodução da
realidade, sendo que atualmente o meio mais utilizado é o digital, através do uso dos computadores. Para se criar a realidade virtual, é necessário aguçar o maior número de
sentidos do usuário, sejam eles visual, auditivo,
tátil, dentre outros.
Assim, o usuário sente-se inserido, ou seja,
imerso em um ambiente no qual pode interagir com
objetos e outras pessoas (Luz, 1997).
O que é Realidade Virtual ?
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O que é Realidade Virtual ?
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Um pouco de história
Em termos de área de estudo podemos situar o provável inicio da Realidade Virtual no século XX,
quando do aparecimento dos primeiros simuladores de vôo, que reproduziam o
movimento de aeronaves através de um “cockpit” que respondia aos movimentos dos controles
mecânicos através de mecanismos com acionamento pneumático.
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Um pouco de história
Com o advento dos computadores eletrônicos nos anos 50, os simuladores passaram a usar
equações matemáticas para a modelagem das características das aeronaves e passou-se a utilizar instrumentos que estabelecessem um
retorno das informação ao operador, aumentando assim sua percepção de realismo.
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Um pouco de história
Foi então desenvolvido um equipamento por Morton Heilig para a industria de entretenimento chamado de Sensorama, que criava a ilusão de
realidade através de um filme em 3D e movimentos mecânicos.
Em 1965 Ivan Sutherland escreveu um artigo denominado “The Ultimate Display” que é
considerado o ponto de partida para a Realidade Virtual. Neste artigo ele disserta sobre a idéia de
simulação, com uma interface onde o computador controla a existência da matéria.
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Um pouco de história
Em 1968 foi criado o primeiro Capacete (HMD) de visualização para 3D, usando duas mini TV’s montadas na frente dos olhos e um sensor de
movimento.
A década de 80 foi chave para o desenvolvimento da Realidade Virtual, foram realizados vários estudos e
projetos envolvendo diversos setores.
Atualmente o desenvolvimento da padronização de técnicas e equipamentos, a popularização da Realidade virtual esta se dando com o uso da
linguagem VRML.
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Mundos Virtuais
O que é um mundo virtual e qual sua origem?
Uma massa de pessoas conectadas por um compromisso
compartilhado, ações mútuas, valores, interesses e/ou
metas.
Um espaço compartilhado, que as pessoas visitam
repetidas vezes, e que vêm tendo pelo menos algo em
comum: atividades, metas, idioma especializado,
ou uma ligação ética.
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Mundos Virtuais
Uma comunidade virtual pode, ou não, formar um mundo virtual.
Comunidades virtuais de tamanhos e características variadas podem vir a fazer parte de um único mundo virtual. Dentre as origens dos mundos ou ambientes virtuais, pode-se citar:
Chats: MUD’s, MOO’s, IRC, Online Service Chat Rooms
Habitat (Farmer, Morningstar);
Sistemas de RV ;
Ambientes de Jogos: Doom, Renderman, Myst;
Hollywood, e a imaginação popular:
Matrix, Tron, Max Headroom;
Ficção: Passageiro do Futuro;
Nirvana;
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Avatares
Um avatar é uma representação do usuário, que é notada pelos outros usuários do ambiente virtual. O usuário, por sua vez, também verá os outros usuários como avatares. Chip Morningstar cunhou o termo avatar em 1985.
Freqüentemente a escolha do avatar pode ser feita pelo usuário, dependendo do sistema que este estiver usando, Avatares podem ser representações realísticas de seres humanos, caricaturas, ou qualquer representação abstrata.
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Avatares
Avatar caricato Avatar realístico
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Justificativa do Uso da RV
Três itens justificam o uso da Realidade Virtual :
Representação
Produtividade
Custo/tempo
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Aplicações
ArquiteturaVRND, A real-time virtual reconstruction,
Notre Dame Cathedral (Digitalo Studios).
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Aplicações
TreinamentoTreinamento via rede (LRV/PPGEP/UFSC).
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EnsinoExperiência química (ParallelGraphics).
Aplicações
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Comércio eletrônicoImobiliária virtual (LRV/PPGEP/UFSC).
Aplicações
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Aplicações
CulturaCD-ROM Oscar Niemeyer, Vida e Obra
(LRV/PPGEP/UFSC).
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Ambientes Virtuais– Ainda sem padronização; – VRML- Virtual Reality Modeling Language;– QuickTime VR;
Necessidade de processadores gráficos mais rápidos Custo dos equipamentos/softwres para RV Difusão errônea da RV
– Imagens prontas e maquetes digitais;– A indústria necessita de novidades e empurra
a RV sem compromisso.
Problemas
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Suporte gráfico tridimensional; Som (entrada e saída); Interação entre objetos virtuais; Processamento distribuído; Multiprocessamento; Rede; Periféricos comerciais; Acesso à bases de dados comerciais; Reconhecimento de voz; Multiusuários cooperativos.
Composição dos A.V.
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HMD - Head Mounted Display Rastreadores de posicionamento Retorno sonoro
Luvas Haptic Feedback
Hardware Característico
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Devido à grande quantidade de cálculos computacionais, tradicionalmente são usadas linguagens que lidam mais facilmente com matemática, visualização gráfica e modelagem 3D.
Hoje a linguagem C++ é muito usada, mas novas
linguagens, criadas para internet, tais como Java e VRML, possuem seu espaço.
Uma nova especificação, a X3D encontra-se em desenvolvimento.
Software
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O Laboratório de Realidade Virtual - LRV foi criado em Julho de 1996, a coordenação esta a cargo do Prof. Ricardo Miranda Barcia, Ph.D., e conta atualmente com dez pesquisadores, com formação diversa.
Missão do LRV:
“Desenvolver pesquisas, aplicações e produtos em Realidade Virtual, visando o domínio e desenvolvimento desta tecnologia beneficiando sociedade e indústria”.
Laboratório de Realidade Virtual
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CD-ROM Oscar Niemeyer, Vida e Obra :
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Laboratório de Realidade Virtual
Ambiente Multiusuário Cooperativo : Projeto Campus Virtual :
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Pesquisa com Jogos :
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Laboratório de Realidade Virtual
Visualização Científica:Visualização de grandezas escalares e vetoriais utilizando VRML.
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Laboratório de Realidade Virtual
CD institucional do LRV :
Versão 1 - 1997 Versão 2 - 2000
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Utilização crescente em treinamento e educação. Redução no custo de treinamento de recursos
humanos. Área de pesquisa abrangente. Necessidade de muita pesquisa e desenvolvimento. RV está ganhando mercado. Tendência pela diminuição no tamanho de
equipamentos periféricos. RV tende a ser a próxima interface homem-máquina.
Considerações finais
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Universidade Federal de Santa CatarinaPrograma de Pós Graduação em Engenharia de Produção