Realidade virtual - Renata Bulhões

REALIDADE VIRTUAL
Renata Bulhões Costa
Salvador, 2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
FACULDADE DE ARQUITETURA
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E URBANISMO

REALIDADE VIRTUAL
1. DEFINIÇÃO
2. ESTEREOSCOPIA
3. TIPOS DE REALIDADE
4. HISTÓRICO
5. FORMAS DE RV
6. PRODUTOS NA ARQUITETURA
7. APLICAÇÕES NA ARQUITETURA
8. DESVANTAGENS DOS MÉTODOS ATUAIS
9. VANTAGENS DA RV
10. DESAFIOS E POSSIBILIDADES

Uso da alta tecnologia para convencer o usuário de que
ele está em outra realidade – um novo meio de estar e
tocar em informações: Realidade Virtual é o lugar onde
humanos e computadores fazem contato.
(PIMENTEL,1995)
Uma forma de visualizar, manipular e interagir em tempo
real com ambientes tridimensionais simulados por
computador. As principais características da tecnologia
de RV e que a distinguem, atualmente de outras
aplicações são: Imersão e interatividade
(BURDEA; COIFFET, 1994)
Características da tecnologia em cinco ‘i’s: Intensiva,
Interativa, Imersiva, Ilustrativa, e Intuitiva.
(SHERMAN & JUDKINS, 1992)
1. DEFINIÇÃO

ESTEREOSCOPIA
do grego stereos, "sólido, tridimensional“ + skopeō, "ver“
• Percepção da profundidade = imagem olho esquerdo +
imagem olho direito
2. ESTEREOSCOPIA
ESTEREOSCOPIA NATURAL ESTEREOSCOPIA ARTIFICIAL
PARALAXE
Diferença de posição aparente
Um objeto visto por dois ângulos diferentes (olho direito e
esquerdo)

Estereoscopia artificial
Realidade virtual utiliza dispositivos que simulam a visão
estereoscópica.
2. ESTEREOSCOPIA
ESTEREOSCOPIA NATURAL ESTEREOSCOPIA ARTIFICIAL

“Realidade/Virtualidade Contínua”
Elementos virtuais no
ambiente real
Ambiente real Realidade Aumentada Virtualidade Aumentada Realidade virtual
Milgram e Kishino (1994)
Elementos reais ao
ambiente virtual
Ambiente totalmente
virtual

Mundo físico do usuário por um mundo
virtual
Mundo físico do usuário com elementos
digitais, sem a possibilidade de interação.
Mundo físico do usuário com elementos
digitais, em forma de hologramas, com a
possibilidade de interação.

4. HISTÓRICO
1962 1965 1977 1986 19891950
SIMULADOR
• Simuladores de voo
• Força Aérea dos
Estados Unidos
• Depois da Segunda
Guerra Mundial.

4. HISTÓRICO
1962 1965 1977 1986 19891950
SIMULADOR SENSORAMA
Estados Unidos
Guerra Mundial.
• Simulador Sensorama
• Cabine = filmes 3D +
experiências
multissensoriais
Som estéreo
+
Vibrações
mecânicas
Aromas
+
Ar movimentado
por ventiladores

4. HISTÓRICO
1962 1965 1977 1986 19891950
SIMULADOR SENSORAMA SKETCHPAD
Estados Unidos
Guerra Mundial.
experiências
multissensoriais
• Desenho de projetos
diretamente na tela
• Uso de uma caneta
ótica
• Ratifica o uso de
computadores para
auxiliar projetos
• Ivan Sutherland
Som estéreo
+
Vibrações
mecânicas
Aromas
+
Ar movimentado
por ventiladores

4. HISTÓRICO
1962 1965 1977 1986 19891950
SIMULADOR SENSORAMA SKETCHPAD LUVA DE DADOS
Estados Unidos
Guerra Mundial.
experiências
multissensoriais
• Primeiras luvas
digitais desenvolvidas
Som estéreo
+
Vibrações
mecânicas
Aromas
+
Ar movimentado
por ventiladores
diretamente na tela
ótica
computadores para
auxiliar projetos
• Ivan Sutherland

4. HISTÓRICO
1962 1965 1977 1986 19891950
SIMULADOR SENSORAMA SKETCHPAD LUVA DE DADOS NASA
Estados Unidos
Guerra Mundial.
experiências
multissensoriais
• Primeiras luvas
• Manipulação objetos
virtuais diretamente
através do
movimento das mãos.
• Início de muitos
programas de
pesquisa em
Realidade Virtual no
mundo inteiro.Som estéreo
+
Vibrações
mecânicas
Aromas
+
Ar movimentado
por ventiladores
diretamente na tela
ótica
computadores para
auxiliar projetos
• Ivan Sutherland

Estados Unidos
Guerra Mundial.
4. HISTÓRICO
1962 1965 1977 1986 19891950
experiências
multissensoriais
• Primeiras luvas
• Manipulação objetos
virtuais diretamente
através do
movimento das mãos.
• Início de muitos
programas de
pesquisa em
Realidade Virtual no
mundo inteiro.
• AutoDesk® cria o
primeiro sistema de
Realidade Virtual
baseado num
computador
pessoal.
Som estéreo
+
Vibrações
mecânicas
Aromas
+
Ar movimentado
por ventiladores
SIMULADOR SENSORAMA SKETCHPAD LUVA DE DADOS NASA AUTODESK
diretamente na tela
ótica
computadores para
auxiliar projetos
• Ivan Sutherland

SIMULAÇÃO
Inserção no mundo totalmente virtual
Reage aos comandos do usuário
5. FORMAS DE RV
RV DE SIMULAÇÃO TELEPRESENÇA RV DE PROJEÇÃO REALIDADE AUMENTADA
Tratamento de fobias e traumas Treinamentos Entretenimento

CAPACETE DE IMERSÃO
HMD - Head Mounted Displays
Oculus Rift Samsung Gear VR
Google Cardboard Loox VR
MONITOR
DISPOSITIVOS VISUAIS DISPOSITIVOS HÁPTICOS DISPOSITIVOS AUDITIVOS
5. FORMAS DE RV

LUVA DE DADOS
Reconhecimento tátil
CONTROLES
Oculus Rift
TECLADO E MOUSE
Samsung Gear VR
Captura gestos
5. FORMAS DE RV

Som Estéreo
Som tridimensional que pode vir de qualquer direção
Não integrado Integrado
5. FORMAS DE RV

TELEPRESENÇA
Telerobô atua sobre o um mundo real
Câmeras de vídeo + microfones remotos
Dificuldade de transferência
5. FORMAS DE RV

PROJEÇÃO
Tela panorâmica CAVE Mesa virtual
• Tela curva 180º • Sala com paredes, piso e teto
• Funcionam como telas para a
projeção sincronizada
• Sensação de imersão
• Visualização em grupo
• Base horizontal de vidro
• Projeta-se uma imagem com efeitos
estereoscópicos
5. FORMAS DE RV

REALIDADE AUMENTADA
Visão do ambiente real + objetos virtuais
Marcador X Sem marcador
Óculos transparentes X Dispositivos móveis
5. FORMAS DE RV

REALIDADE MISTA
Hologramas com possibilidades de interação
*
Hololens – Microsoft
5. FORMAS DE RV
https://www.youtube.com/watch?v=qym11JnFQBM

Renderizado X Não renderizadoImersivo X Não imersivo Interativo X Não interativo
Representação
• Construído ou não
• Ambiente
• Edificação
• Bairro
• Cidade
Produtos
• Imagem 360°
• Tour virtual
• Real time Render
• Modelo 3D RV
• Modelo 3D RA
Usuários
• Arquitetos
• Engenheiros
• Técnicos
• Incorporadores
• Clientes

IMAGEM 360° TOUR VIRTUAL REAL TIME RENDER MODELO 3D RV MODELO 3D RA
Virtual reality experience in architectural visualization
https://www.youtube.com/watch?v=hO4bKWZ3v1U
• Imagem 360°
• Plataforma visualizadora
• Imagem dupla
• Simulação da visão
estereoscópica
• Giro 360°
• Posicionamento estático

Decorado virtual, Mooca - SP
http://www.rossiresidencial.com.br/tourvirtual/tour_estilo_mooca/index.html

Architecture Real-time - Unreal Engine 4
https://www.youtube.com/watch?v=eTt7AGIpV2I
• Arquivo VRML
• Visualizador
• Deslocamento livre
• Opções de interatividade

Architectural Design in Virtual Reality - VRtisan - Unreal Engine VR
https://www.youtube.com/watch?v=dXI8Z-tu1PY
• Modelo não renderizado
• Criação em RV
• Processo projetual

RD3 - Rossi Villa Bella | Realidade Aumentada + Tour Virtual 360º
https://www.youtube.com/watch?v=8lnz4Uz1G2E
• Modelo 3D em RA
• Marcador

CONCEPÇÃO PROCESSO PROJETUAL PROMOCIONAL
CONSTRUÇÃO OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DOCUMENTAÇÃO E RESTAURAÇÃO
• Compreensão do terreno
• Soluções para implantação
• Estudo dos volumes
• Projeto Paramétrico
• Compreensão do modelo
• Rapidez aprovação
• Comercialização sem presença física
• Decoração do ambiente
• Visualização da construção in loco
• Planejamento da obra
• Instrução de montagem
• Visualização de instalações ocultas
• Instruções de percurso
• Interação com o patrimônio
• Visualização de ruínas

RA móvel: Tablet
“Realidade Aumentada na Visualização de Soluções do Projeto de Arquitetura”| Lorena Moreira e Regina Ruschel |Sigradi, 2015
CONCEPÇÃO
RA projetada: Projetor multimídia
• Melhor opção nessa situação
• Possibilita um maior campo de visão
• Permite uma maior interação entre pessoas
• Melhor qualidade de imagem
• Manuseio fica restrito
• Dificulta o processo colaborativo
Concepção
do projeto
• Estudo de implantação de
um conjunto habitacional
• Workshop da UNICAMP, 2014
• 5 avaliadores
• Análise de dois dispositivos de
visualização.
Aplicação da Realidade
aumentada
Processo
colaborativo

Projeto do Walt Disney Concert Hall | Frank Gehry | Los Angeles | 2003
• Utilização da Realidade Virtual
• CAVE
• Projeto colaborativo
• Modelo 3D + Técnicas RV + metadados
PROCESSO
PROJETUAL

Maior realidade aumentada do mundo| Empreendimento comercial Fibrasa Connection | Rossi | Vitória – ES | 2010
• Guinness Book
• Maior RA do mundo
• Representar o empreendimento aos clientes
• Lona de vinil como marcador de RA de 900 m2 no local
PROMOCIONAL
Clientes helicóptero futuro edifício câmera + notebookno para
visualizar
através

Mobiliário in loco por Realidade aumentada | Aplicativo Amikasa |
PROMOCIONAL
Escolha o formato do ambiente: Adicione as dimensões:
Busque e edite móveis: Posicione no local:

“Utilização de técnicas de realidade virtual para treinamento técnico na construção civil”| F. P. Stange, S. Scheer |Paraná | 2012
CONSTRUÇÃO
• Realidade virtual no canteiro de obra
• Simular montagem de uma fôrma para moldar
um pilar de concreto
• Ensino de técnicas construtivas

“Realidade aumentada como auxílio à montagem de parede em wood-frame”| Ana Regina Cuperschmid, Marina Graf e Márcio| 2016
CONSTRUÇÃO
• Uso de RA
• Parede wood-frame
• Instruções de montagem
• BIM RA

“Aplicações de Realidade Aumentada no Canteiro de Obras” |Jonas de Assis, Max de Andrade e Mikael Brochardt |Pernambuco| Sigradi, 2016
CONSTRUÇÃO
Utilização da realidade
aumentada
na visualização de projetos
de instalações para a execução
Tubulações hidráulicas
REALIDADE AUMENTADA
• Tornar visível o que está oculto
• Tornar visível futura realidade
• Marcador fiducial
Cuba a ser instalada
DIFICULDADES:
• Leitura a partir de marcadores
• Canteiro de obras
• Espaço em construção
• Remoção / Reposicionamento do marcador

“Aplicações de Realidade Aumentada no Canteiro de Obras” |Jonas de Assis, Max de Andrade e Mikael Brochardt |Pernambuco| Sigradi, 2016
OPERAÇÃO E
MANUTENÇÃO
REALIDADE AUMENTADA MARKLESS
• Sem marcadores
• Mais versátil e prática
• Rastreamento
• Sistema SitePack
• Através do uso do Tablet = Câmera + caneta
• Correspondência entre linhas do modelo físico e
virtual
• Sobreposição do virtual no real – sem marcadores

Turismo + interatividade + documentação do patrimônio
DOCUMENTAÇÃO
E RESTAURO
Reconstrução de cidades históricas (RA)
Ar-media, 2013
Pontos turísticos da Toscana Barcelona em Florianópolis (RV)
Viagem virtualApp da Toscana (RA)

• Difícil entender a relação entre
elementos do projeto
• Alto investimento
• Necessidade de presença física
• Limite de horário
• Lugar fixo
• Não permite diferentes LODs em um
único modelo
• Dificuldade de visualização
• Desperdício
8. DESVANTAGENS DOS MÉTODOS ATUAIS
Perspectivas:
Imóveis decorados físicos:
Maquetes físicas:
Folders impressos

9. VANTAGENS DA REALIDADE VIRTUAL
DECISÕES PROJETUAIS
DIFERENTES LODS
(Level of detail)
COMPREENSÃO DE MODELOS COMPLEXOS
(Projetos Paramétricos e Arquitetura Fluída)
FAVORE PROJETOS COLABORATIVOS
REDUZ RETRABALHO E ERROS
CUSTO BAIXO E EVITA DESPERDÍCIO

PAÍSES PROFISSÕESEFEITOS COLATERAIS HEADSETS VRML LENTE DE CONTATO
Produção de VR 2016
40% Europa
9% América do Sul
Trabalhos em VR
43% Empresa de Visualização arquitetônica
22% Empresa de Arquitetura
Fonte: Cg architect

Efeitos colaterais
Náuseas
Cansaço visual
Dores de cabeça
Fonte: G1

Fonte: IEEE/2016 - Institute of Electrical and Electronic Engineers
Feira de tecnologia
52%
headsets obsoletos
até 2030
60%
sentem um grau de
desconforto
36%
apostam no impacto
na educação
24%
apostam no impacto
na engenharia

Meu passeio virtual
Plataforma de
Imagens 360°
VRML - complexa a
implementação
Má experiência com
leigos
Noção de como
funcionam os games
Fonte: Acervo pessoal

Arquiteto de novas realidades
Programação + Gamification + RV + RA
Impacto da arquitetura tradicional
Fonte: El país

Fonte: Super interessante
Lentes de contato
Lentes com microcâmeras integradas
Conexão wifi

REFERÊNCIAS
NETO, Ruy Alberto de Assis Espinheira. ARQUITETURA DIGITAL A REALIDADE VIRTUAL, SUAS APLICAÇÕES E POSSIBILIDADES. . [2004 ]. 72 p. TESE (MESTRE EM
CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL)- UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO, RIO DE JANEIRO, 2004.
GRILO, Leonardo et al. POSSIBILIDADES DE APLICAÇÃO E LIMITAÇÕES DA REALIDADE VIRTUAL NA ARQUITETURA E NA CONSTRUÇÃO CIVIL. 16 p. ARTIGO
(Mestrado em Engenharia)- EPUSP, SP,.
DE FREITAS, Márcia Regina ; RUSCHEL, Regina . Aplicação de realidade virtual e aumentada em arquitetura. Arquitetura Revista, SP, p. 127-135, dez. 2010.
MOREIRA, Lorena Claudia de Souza. EXPRESSÃO GRÁFICA ATRAVÉS DA REALIDADE AUMENTADA E BIM: UMA EXPERIÊNCIA DE VISUALIZAÇÃO. In:
GRAPHICA, 2013, FLORIANÓPOLIS. SIMPÓSIO NACIONAL DE GEOMETRIA DESCRITIVA E DESENHO TÉCNICO... FLORIANÓPOLIS: [s.n.], 2013. p. 1-13.
SEABRA, R. D.; SANTOS, E. T. Utilização de técnicas de realidade virtual no projeto de uma ferramenta 3D para desenvolvimento da habilidade de
visualização espacial. Revista Educação Gráfica, Bauru, n.9, p.111-122, 2005.
PAES, Daniel Carneiro; ARANTES, Eduardo Marques. A REALIDADE VIRTUAL IMERSIVA COMO TECNOLOGIA DE SUPORTE À COMPREENSÃO DE MODELOS
COMPUTACIONAIS. 2015, RECIFE.ENCONTRO DE TECNOLOGIA DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO NA CONSTRUÇÃO... RECIFE: [s.n.], 2015. p. 1-12.
NETTO, ANTONIO VALERIO; MACHADO, LILIANE DOS SANTOS; DE OLIVEIRA, MARIA CRISTINA FERREIRA. Realidade Virtual - Definições, Dispositivos e
Aplicações. 2002. 34 p. ARTIGO (Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação)- USP, SP, 2002.
MOREIRA, Lorena Claudia de Souza; RUSCHEL, Regina Coeli. Realidade Aumentada na Visualização de Soluções do Projeto de Arquitetura. 2015,
FLORIANÓPOLIS. SIGRADI ... FLORIANÓPOLIS: [s.n.], 2015. p. 192-196.
ITO, Elica; AFFINI, Letícia Passos. Realidade Aumentada para Dispositivos Móveis e Portáteis. In: Congresso de Ciências da Comunicação na Região
Sudeste, 2011, SP. Intercom – Sociedade Brasileira de Estudos Interdisciplinares da Comunicação... SP: [s.n.], 2011. p. 1-12.

REFERÊNCIAS
CUPERSCHMID, Ana Regina Mizrahy; GRACHET, Marina Graf; MÁRCIO MINTO, Márcio Minto. REALIDADE AUMENTADA COMO AUXÍLIO À MONTAGEM DE
PAREDE EM WOOD-FRAME. PARC Pesq. em Arquit. e Constr, Campinas, SP, p. 266-276, dez. 2015. Disponível em:
<http://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc>. Acesso em: 25 jun. 2017.
CUPERSCHMID, A. R. M.; GRACHET, M. G.; FABRÍCIO, M. M. Development of an Augmented Reality environment for the assembly of precast wood-frame
wall from the BIM model. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 16, n. 4, p. 63-78, out./dez. 2016.
DE ASSIS, Jonas H. G.; DE ANDRADE, Max L. V.; BROCHARDT, Mikael M. de S. A. Aplicações de Realidade Aumentada no Canteiro de Obras: Proposta de
utilização na visualização de projetos de instalações para a execução. In: Congress of the Iberoamerican Society of Digital Graphics, 2016, BUENOS
AIRES, ARGENTINA. SIGRADI ... BUENOS AIRES, ARGENTINA: [s.n.], 2016. p. 662-667.
DA SILVA, Diego Leite; HEIDRICH, Felipe Etchegaray. Visualização interativa de modelos BIM em tablets: comparação de aplicativos de uso livre. 2015,
FLORIANÓPOLIS. SIGRADI ... FLORIANÓPOLIS: [s.n.], 2015. p. 20-24.
STANGE, F. P.; SCHEER, S. UTILIZAÇÃO DE TÉCNICAS DE REALIDADE VIRTUAL E VISUALIZAÇÃO CIENTÍFICA PARA DESENVOLVIMENTO DE UM AMBIENTE DE
TREINAMENTO TÉCNICO NA CONSTRUÇÃO CIVIL. 2012, SP. WORLD CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS... SP: [s.n.], 2012. p. 1-19.
HAYMAKER, John; FISCHER, Martin. Challenges and Benefits of 4D Modeling on the Walt Disney Concert Hall Project. 2001. 17 p. CIFE Working Paper
(CENTER FOR INTEGRATED FACILITY ENGINEERING)- STANFORD UNIVERSITY, Stanford, CA, 2001.
CUPERSCHMID, Ana Regina M.; RUSCHEL, Regina Coeli; DE G MONTEIRO, Ana Maria R. Reconhecimento de modelos 3D em realidade aumentada
móvel. In: Proceedings of the 12th Brazilian Symposium on Human Factors in Computing Systems. Brazilian Computer Society, 2013. p. 288- 291.

*REALIDADE MISTA
5. FORMAS DE RV

Autodesk LIVE
https://www.youtube.com/watch?v=bVoAaMKlPtk&t=126s
BIM para VRML

• Linguagem de RV
• Descrição geométrica + dados
• Possível interatividade: Deslocar, visualizar
diferentes ângulos, adicionar luz, produzir som,
abrir outro arquivo
• Ajustes de diferentes níveis de detalhe (LODs)
Autodesk LIVE
Tradução do BIM em Realidade Virtual sem
perder os metadados da construção
7. VRML (Virtual Reality Modeling Language)

“Realidade Aumentada na Visualização de Soluções do Projeto de Arquitetura”| Lorena Moreira e Regina Ruschel |Sigradi, 2015
CONCEPÇÃO
Análise de transparência das imagens na RA:
• Melhor opção
• Menos invasiva
• Mais incorporável ao terreno
• Visualiza o terreno através da imagem (em caso de demolições + vegetação existente)
• Menos indicada
• Confusa
• Contorno das edificações se confundia com o terreno
IMAGENS OPACAS
IMAGENS COM TRANSPARÊNCIA DE 50%
IMAGENS VAZADAS
• Impossibilita a interação visual com o existente

“Augmented reality - Recognition of multiple models simultaneously” | Ana Regina Cuperschmid, Regina Ruschel e Ana Maria Monteiro | 2015
CONCEPÇÃO
• Equipamento urbanos
• Dimensões variadas
• Visualizados simultaneamente
• Projeto participativo
em Realidade
Aumentada
Reconhecimento
dos modelos 3D
Ipad
Ipad com auxílio de projetor
EquipAR!Modelo 3D no Revit

“Augmented reality - Recognition of multiple models simultaneously” | Ana Regina Cuperschmid, Regina Ruschel e Ana Maria Monteiro | 2015
CONCEPÇÃO
Resultado:
em Realidade
Aumentada
Reconhecimento
dos modelos 3D
Ipad
Ipad com auxílio de projetor

“Visualização interativa de modelos BIM em tablets: aplicativos de uso livres”| Diego Silva e Felipe Heidrich | Sigradi, 2015
PROCESSO
PROJETUAL
• Banco de dados
• Geometria 3D
• Elementos paramétricos
• Estimula a experimentação
• Diminui conflitos
• Facilita revisões
• Aumenta produtividade
BIM
Aplicativo BIM + Explorer Aplicativo BIMx Aplicativo BIM 360° GLUE

Starbucks, Japão
PROCESSO
PROJETUAL
• Projeto não padronizado
• Características regionais
• 2009 – AutoCAD por Revit
• BIM – Projeto colaborativo
• Modelo 3D – Agilidade de
aprovação
• 2016 – Uso de Realidade
virtual
• Compartilhamento de ideias
Revit Revit
Live
Conteúdo
VR
Fonte: Archdaily

“Aplicação de realidade virtual e aumentada em Arquitetura” | Regina Ruschel e Márcia de Freitas |2010
OCAR (Outoor Collaborative Augmented Reality)
• Desenvolvido na Vienna University of Technology
• Áustria, em 2003
• Para pedestre andar pela cidade de Vienna
• Pontos de referência artificiais e condução ao destino
desejado.
OPERAÇÃO E
MANUTENÇÃO

PAÍSES APT DECORADO PROFISSÕES EFEITOS COLATERAIS HEADSETS RESOLUÇÃO REALIDADE MISTAVRML LENTE DE CONTATO

Ampliar o uso para o desenvolvimento de projeto e não apenas para
fins comerciais
Utilização da RV sem a necessidade de vários dispositivos
Realidade mista
Dedicação de profissionais da área de arquitetura no estudo de
aplicações e desenvolvimento de RV
Estudos por pessoas de computação, eh necessário envolvimento de cada área
específica para definir novos usos

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