Aula pos edu_3_realidade virtual

1. Realidade Virtual
Conceito

2. Realidade Virtual, é uma
tecnologia de interface entre
um usuário e um sistema
computacional, que simula um
ambiente real e permite aos
participantes interagir com o
mesmo, permitindo visualizar e
manipular representações
extremamente complexas.

3. Realidade Virtual
Objetivos

4. O objetivo dessa
tecnologia é recriar ao
máximo, a sensação de
realidade para um
indivíduo em tempo real.

5. Realidade Virtual
Estratégias

6. Usa alta tecnologia para
convencer o usuário de
que ele está em outra
realidade, promovendo
completamente o seu
envolvimento.

7. História
— Em 1950, a Força aérea dos Estados
Unidos constrói simuladores de vôo
para testes.

8. — Em 1958, a Philco desenvolve um par
de câmeras remotas e o protótipo de
um capacete com monitores, que
permitem ao usuário um sentimento de
presença quando dentro de um
ambiente.

9. — Em 1962, Morton Heilig inventou o
Sensorama, que consiste em uma cabine
que combinava filmes 3D, som estéreo,
vibrações mecânicas, aromas e ar
movimentado por ventiladores.

13. — Myron Krueger na década de 1970 já
utilizava frases com o termo realidade
artificial em seus estudos de combinação
de computadores e sistemas de vídeo.

14. — O Início da RV foi com Jaron Lanier
para a indústria de simuladores
multi-usuários em ambiente compartilhado
na década de 1980.
— Em 1977 e 1982 surgiram as primeiras
luvas digitais desenvolvidas pelo grupo da
Universidade de Illinois.

15. — Em 1987, a VPL Research Inc., começou
a vender capacetes e luvas digitais.

16. Os sistemas de RV diferenciam-se
conforme os níveis de:
Imersão: O usuário tem a sensação real de
estar dentro do mundo virtual.
Interação: O usuário manipula objetos
virtuais.
Envolvimento: Exploração de um ambiente
virtual.

17. Sistemas de RV

18. RV DE SIMULAÇÃO
É o tipo mais antigo de sistema de RV, surgiu com os
simuladores de vôo desenvolvidos pelos militares
americanos depois da 2ª Guerra Mundial.
RV de Simulação basicamente imita o interior de um
carro, avião ou jato, colocando o participante dentro
de uma cabine com controles.

19. RV DE SIMULAÇÃO
Dentro dessa cabine, telas de vídeo e monitores
apresentam um mundo virtual,
que reage aos comandos do usuário.
Algumas cabines são montadas sobre plataformas
móveis, com controles de feedback tátil e auditivo.

21. REALIDADE VIRTUAL DE
PROJEÇÃO
Foi criada na década de 70, caracterizada pelo
usuário estar fora do mundo virtual, mas que
por outro lado, podendo
comunicar-se com personagens ou objetos
dentro dele.
Captura imagens de um ou mais usuários e
projetava-as numa grande tela,
que representa o mundo virtual,
onde é possível a interação destes usuários
uns com os outros ou com os objetos.

24. REALIDADE AUMENTADA
É uma combinação da visão do ambiente real
com o ambiente virtual. Esse tipo de sistema é
obtido mesclando-se
sistemas de telepresença e RV.
Utiliza dispositivos visuais transparentes presos
à cabeça
nos quais os dados são projetados.

25. REALIDADE AUMENTADA
Pelo fato desses displays serem transparentes,
o usuário pode ver dados, diagramas,
animações e gráficos 3D,
sem deixar de enxergar o mundo real,
tendo informações sobrepostas ao mundo real.
O usuário pode, estar consertando algo e
visualizando nos óculos os dados necessários
a esta operação.

28. DISPOSITIVOS FÍSICOS
Procuram estimular as sensações físicas, como
o tato, tensão muscular e temperatura.
Diferente dos dispositivos de saída de visão e
audição, os dispositivos físicos requerem uma
sofisticada interação eletromecânica com o
corpo do usuário.
A tecnologia existente atualmente, não é capaz
de estimular os sentidos físicos com o nível de
realismo que atinge os sentidos visuais e
auditivos.

29. Feedback tátil
São sistemas que transmitem sensações que
atuam sobre a pele.
Devem fornecer não apenas a sensação do
toque, mas também permitir ao usuário
perceber se está tocando uma superfície lisa
ou rugosa.
Existem atualmente duas diferentes formas de
fazer essa simulação tátil:
através de pressão de ar e
através de vibrações.

30. Feedback
tátil

31. Feedback de Força
Permitem as sensações de pressão ou peso
oferecem feedback de força, através de um
exoesqueleto mecânico que se encaixa no
corpo do usuário,
fazendo com que determinados movimentos
possam permitir-lhe sentir o peso ou
a resistência de um objeto no mundo virtual.
O usuário pode "sentir" o peso e o cabo do
martelo, enquanto um braço mecânico executa
a mesma ação com o martelo real.

32. Feedback de
Força

33. Feedback Térmico
Forneceria ao usuário a sensação de calor ao
se aproximar de uma fogueira no mundo virtual.
Não é muito utilizado devido ao seu alto custo,
mas já existem algumas pesquisas neste
campo que desenvolve um sistema que aquece
parte do corpo através de um pequeno
aquecedor, um sensor de temperatura.

34. Feedback Térmico

35. TELE-PRESENÇA
É um ambiente comum que será compartilhado por
vários usuários em vários lugares diferentes.
Constitui-se de um conjunto de tecnologias com a
capacidade de conectar em tempo real, pessoas ou
objetos, que se encontrem geograficamente
separadas, através de ligações vídeo e audio de
alta definição. Desenvolvida para gerar um
sentimento de partilha do mesmo espaço e
proximidade física.

36. Tele-presença

38. TELEPRESENÇA (ação remota)
O propósito é estender as capacidades
motoras e sensoriais de um operador,
para um ambiente remoto,
para realizar diversas tarefas.
O operador usa dispositivos que detectam seus
movimentos e enviam as informações
a um robô, que, por sua vez,
repete as ações do operador no ambiente
remoto.
Pode haver dificuldades de transferência dos
dados em tempo real.

39. Os dispositivos, mais comuns de Telepresença:
Capacete de RV, que produz uma visão
estereoscópica do ambiente dando a sensação
de imersão;
Sistema de som tridimensional;
Luvas que possibilitam ao usuário manipular
objetos.

40. Existe um grande campo em aplicações médicas.
Em intervenções cirúrgicas, médicos já utilizam
câmeras de vídeo e cabos de fibra óptica para
visualizar os corpos de seus pacientes.
Através da RV eles podem literalmente "entrar" no
paciente indo direto ao ponto de interesse e/ou
vistoriar a operação feita por outros.

42. DISPOSITIVOS VISUALMENTE
CASADOS
São sistemas em que imagens são exibidas
diretamente ao usuário, onde o usuário olha
num dispositivo, com imagens e sons estéreo,
além de conter sensores ligados, que detectam
movimentos da cabeça do usuário, usando esta
informação para realimentação da imagem
exibida.
HMD's (Head-mounted display)
AMD's (Advanced Micro Devices),
BOOM (Binocular Omni-Orientation Monitor)

43. Dispositivos visualmente casados

44. REALIDADE VIRTUAL DE MESA
Ao invés do uso de "Head Mounted Displays"
(HMD's), são utilizados grandes monitores ou
algum sistema de projeção para apresentação
do mundo virtual.
Alguns sistemas permitem ao usuário ver
imagens 3D no monitor,
através do uso de óculos obturadores,
polarizadores ou com filtros coloridos.

46. RV e Educação

47. Educação
A Educação pode ser vista como
um processo de descoberta,
exploração e de observação, além
de eterna construção do
conhecimento.

48. As características específicas
da RV podem transformá-la
num poderoso instrumento a
serviço de todos que buscam a
evolução da educação.

49.  Diferente das fotos, livros e TV.
 RV permite que se façam
experiências com o conhecimento,
de forma interativa.
 Interação é intuitiva.

50. Com a RV presente na
educação poderemos
descobrir, explorar e
construir conhecimento
(aprender) sobre lugares que
jamais pensaríamos visitar.

51. O grande potencial da RV
está exatamente nessas
possibilidades,
não só através de aulas ou objetos
físicos,
mas também através da
manipulação virtual do alvo
a ser explorado, analisado e
estudado.

52. Professor Virtual
Sistema de ensino
à distância,
através do qual
professor e alunos
podem interagir
remotamente
por intermédio
de um ambiente
virtual.

53. Realidade Virtual
Como Funciona

54. Parte 1

56. Parte 2

58. Parte 3

60. Caverna Digital - USP

61. Com a perspectiva de criar um
ambiente de realidade virtual
de baixo custo,
pesquisadores da Universidade de
São Paulo
desenvolveram um ambiente de
realidade virtual imersivo itinerante,
para aplicações educacionais:
a Gruta Digital.

62. O objetivo desse ambiente,
é simular atividades do dia-a-dia
escolar,
conduzindo atividades em
ambientes virtuais que
representam possíveis abstrações
do mundo físico.

63. Com isso, os pesquisadores
pretendem elevar a qualidade
do ensino,
estimulando estudantes e
educadores da rede pública,
permitindo-lhes explorar
o conhecimento de forma mais
atrativa e criativa.

64. A Gruta Digital assemelha-se com
uma sala de projeção,
todavia projetada sob uma lona
(como uma barraca de
acampamento), proporcionando
maior mobilidade.

66. No interior da Gruta há telas
e com a ajuda de computadores
e projetores embutidos
são produzidas imagens como num
cinema 180º,
gera-se, então, uma sensação de
tridimensionalidade,
resultante da combinação de imagens
estereoscópicas nas telas, sons
e uso de óculos especiais para
visualização em três dimensões.

67. A Gruta Digital, por ser um recurso
computacional independente
de conteúdos,
pode ser utilizado em diversas
áreas da educação.

71. No entanto,
será necessário conhecimento
não trivial
sobre geração de imagens
e aplicações tridimensionais,
sendo um ponto negativo,
não somente desse projeto,
mas toda RV para educação atuais.

72. Além disso,
a interação é limitada,
ou até mesmo inexistente,
uma vez que não há manipulação
direta dos mecanismos
computacionais
ou produtos gerados.

75. VirtWall
Assim como a Gruta Digital, o VirtWall
foi desenvolvido dentro da perspectiva
de baixo custo.
O VirtWall é uma plataforma
desenvolvida por pesquisadores da
UFPa, que possibilita a visualização
de imagens estereoscópicas
que está relacionada à capacidade
de enxergar em três dimensões.

76. O princípio de funcionamento
da maioria dos dispositivos
estereoscópicos é o oferecimento
de imagens distintas
aos olhos esquerdo e direito do
observador,
proporcionando sensação
de profundidade,
tal como quando se observa um objeto
real.

77. Da mesma forma, o usuário necessita
de óculos especiais
para visualizar as imagens geradas.
Contudo, neste ambiente o usuário pode
controlar e movimentar o objeto
no espaço virtual delimitado usando o
mouse ou teclado de um computador.
Portanto, neste ambiente,
tem-se algum tipo de interação entre
o usuário-espaço virtual.

79. Uma característica importante
do VirtWall é a sua facilidade
de difusão em grande escala,
com reduzidos custos de montagem
e implantação.
Assim como o Gruta Digital, VirtWall
tem como limitação a necessidade
de conhecimento não trivial
sobre geração de imagens e
aplicações tridimensionais.

80. Laboratório LAB 3D da COPPE
Rio de Janeiro

81. Lá os alunos aprendem a usar aplicativos em
3D, realidade virtual e realidade aumentada.
Financiado pelo MEC e pela COPPE,
com investimentos de cerca de R$ 250 mil,
o laboratório é voltado para a formação
e o treinamento dos cursos de graduação
e pós-graduação.

82. O objetivo é estimular a criatividade
e a habilidade técnica,
fundamentais para atender a crescente
demanda do mercado de trabalho,
que inclui as indústrias automobilística,
aeronáutica, de entretenimento,
petróleo, internet
e empresas ligadas a setores
da economia como energia elétrica.

85. Vídeo sobre o LAd3D

87. Second Life

88. O Second Life (SL), ou “Segunda Vida”,
é atualmente um dos ambientes
de realidade virtual
mais conhecidos do mundo.
Com ambiente de visão tridimensional
e gratuito, o SL foi tomado pelo público
inicialmente, como um ambiente de
entretenimento, lúdico e com
possibilidades de interação social.

89. Second Life
Como Funciona
Vídeos

90. Parte 1

92. Parte 2

94. Second Life e ensino

95. As primeiras iniciativas na área de
educação com a utilização do SL no
Brasil, foi voltada à formação de
professores e cursos on-line foram da
Universidade Mackenzie e da Anhembi
Morumbi, ambas em São Paulo.

96. Em seguida, outras instituições
desenvolveram projetos de utilização do
SL em seus cursos,
como o SENAC-SP,
a PUC-SP e a USP,
que esta encabeçando
o projeto “Cidade do Conhecimento 2.0”.

97. Temos que levar em consideração que
muitas das coisas do Second Life
são pagas,
então a instituição de ensino ou empresa
que estiver disposta a investir nesse tipo
de iniciativa,
deve se preparar para ter um
investimento extra
o que nem sempre é desejável.

98. Como o futuro da educação a
distância pode estar nesses
ambientes de realidade virtual,
esse tipo de iniciativa pioneira pode
nos preparar para algo que
pensávamos estar ainda muito
distante.

99. Mas ainda é cedo para falarmos de
grandes mudanças nos modelos
educacionais em voga provocadas
pela mediação
através do Second Life.

100. Ouve-se falar em
“recriação do modelo de aprendizagem”,
mas o que acontece na prática são
réplicas, ou simulações, das salas de
aula convencionais,
reproduzindo os conceitos tradicionais
de educação,
perdendo talvez as possibilidades mais
interessantes,
que esse novo ambiente virtual nos
permite.

101. Cidade
do
Conhecimento

102. A Cidade do Conhecimento é um grupo
de pesquisa que desenha e implementa
iniciativas de Emancipação Digital
conectando USP e centros de pesquisa,
empresas, instituições públicas e
organizações da sociedade civil.

103. Visa integrar diversas soluções
de tecnologia educacional
numa rede de cooperação
entre diversas Universidades
do Estado de São Paulo,
disponibilizando um espaço público
para projetos educacionais.

104. É uma excelente plataforma
para promover educação on-line
com flexibilidade,
a partir do uso de ferramentas
disponibilizadas no ambiente,
como arquivos compartilhados e chats.

105. Cidade do Conhecimento 2.0

106. Qual o papel do
professor?

107. Educar RV
Explorar
Descobrir
Observar
Construir
Imersão
Envolvimento
Interação
Motivação

108. RV
 Permite que o aprendiz
imprima seu próprio ritmo
de aprendizado.

109. RV
 Permite que pessoas
deficientes realizem
tarefas que de outra forma
não são possíveis.

110. RV
 Maior motivação dos
estudantes.

111. RV
 Permite uma melhor
compreensão de objetos de
estudo.

112. RV
 Possibilita a visualização de
lugares inexistentes ou de
difícil acesso.

113. RV
 Permite uma análise de muito
perto.

114. RV
 Permite uma análise de muito
longe.

115. RV
 Dá oportunidades para
experiências.

116. RV
 Não restringe o
prosseguimento de
experiências ao período da
aula regular.

117. RV
 Permite que haja interação,
estimula a participação ativa
do estudante.

118. Deve-se utilizar RV quando...
 Uma simulação pode ser
usada no lugar da experiência
“em vivo”.

119. Deve-se utilizar RV quando...
 O erro cometido pelo aprendiz
usando algo real, poderia ser
desmotivador, prejudicial ao
ambiente, ou capaz de causar
danos ao aluno e/ou no
equipamento.

120. Deve-se utilizar RV
quando...
 Um modelo de um ambiente irá
ensinar ou treinar tão bem
quanto com o equipamento real.

121. Deve-se utilizar RV
quando...
 O ensino ou treinamento usando
algo real poderia ser
inconveniente, perigoso ou
impossível.

122. Deve-se utilizar RV quando...
 Um modelo de um ambiente
irá ensinar ou treinar tão
bem quanto com o
equipamento real.

123. Deve-se utilizar RV quando...
 O ensino ou treinamento
usando algo real poderia ser
inconveniente, perigoso ou
impossível.

124. Deve-se utilizar RV quando...
 A visualização da informação
é necessária e a sua manipulação
pode ser melhor entendida, do
que usando apenas símbolos
gráficos.

125. Deve-se utilizar RV quando...
 O aprendizado se tornar mais
interessante.

126. Como qualquer outro
recurso educacional, a RV
deve ser usada com
discernimento.

127. Não se deve utilizar RV
quando...
 A interação presencial,
com professores ou alunos,
se fizer necessária.

128. Não se deve utilizar RV
quando...
 Usar um ambiente virtual
puder ser fisicamente ou
emocionalmente prejudicial.

129. Não se deve utilizar RV
quando...
 O custo estimado para sua
implantação for tão caro, que
não justifique o seu uso,
considerando o aprendizado
esperado.

130. Educação dura realidade

131. Educação 1908 Educação 2012

133. Final da 3ª parte