Este documento apresenta uma estratégia para desenvolver aplicativos educacionais usando realidade aumentada em dispositivos móveis. A estratégia envolve capturar esboços 2D e transformá-los em ambientes 3D interativos com propriedades físicas para ensinar conceitos. Como prova de conceito, uma aplicação foi criada para ensinar mecânica básica.
Este documento descreve um projeto para desenvolver um Ambiente Virtual Colaborativo utilizando metáforas de trânsito para melhorar o ensino de Algoritmos e Programação de Computadores. O sistema usará interfaces interativas em Realidade Virtual para representar algoritmos usando objetos como carros, ruas e rotatórias. O objetivo é promover a abstração e raciocínio lógico dos alunos de uma maneira envolvente e colaborativa.
1) O documento discute métodos de desenvolvimento de gestos personalizados para criação e navegação em ambientes de realidade virtual e aumentada em dispositivos móveis.
2) Os gestos personalizados seriam usados para criar modelos tridimensionais a partir de desenhos bidimensionais e navegar nos ambientes criados de forma intuitiva.
3) O documento propõe uma arquitetura para reconhecimento de gestos e transformação de desenhos em objetos 3D que podem ser manipulados por gestos.
Este documento descreve a quarta fase de desenvolvimento de uma metodologia para criação de materiais educacionais digitais, chamada de fase de elaboração. Nesta fase, os tipos de interatividade são escolhidos de acordo com os objetivos pedagógicos e o perfil dos alunos. Em seguida, define-se a estrutura e navegação do material através da malha construtiva, malha estrutural e desenho de navegação.
Engenharia Dirigida por Modelos no Desenvolvimento de Aplicações Ubíquas: Tec...Marcos Alves Vieira
A Engenharia Dirigida por Modelos (Model-driven Engineering - MDE) é uma abordagem que considera os modelos como os principais artefatos no desenvolvimento de um software. Modelos são geralmente construídos usando linguagens específicas de dominio, como a UML e a XML. Essas linguagens, por sua vez, são definidas por metamodelos próprios. Nesse contexto, essa proposta tem como objetivo apresentar um minicurso, com enfoque teórico e prático, abordando os fundamentos de MDE, assim como os principais frameworks e linguagens disponíveis para o seu suporte, com foco na construção de aplicações ubíquas. Ao final do minicurso, cada participante terá os conhecimentos necessários para construir uma ferramenta de modelagem gráfica que possibilite construir modelos em conformidade com um metamodelo em particular. Esses modelos podem então ser usados para documentar e manter sistemas de diferentes domínios.
A realidade virtual é uma interface avançada que simula ambientes virtuais imersivos para interação humana, caracterizada pela imersão, interação e envolvimento do usuário. Ela tem potencial para estimular aprendizagem ativa e motivação em educação a distância.
O documento discute a história, conceitos e aplicações da realidade virtual. Ele explica que a RV permite a imersão, navegação e interação do usuário em ambientes 3D simulados através de canais multissensoriais em tempo real. Exemplos de aplicações incluem simuladores de voo, terapias virtuais e treinamento médico.
OBJETOS DE APRENDIZAGEM NO ENSINO DE PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENSJulio Oliveira
1) O documento apresenta um Objeto de Aprendizagem chamado IMAGINE para facilitar o ensino de Processamento Digital de Imagens.
2) O IMAGINE utiliza tecnologias como Flash e MATLAB para permitir que os usuários apliquem filtros e transformações em imagens de forma interativa.
3) O documento descreve as principais etapas do processamento de imagens como aquisição, segmentação, representação e reconhecimento.
O documento discute os conceitos e aplicações da realidade aumentada. Apresenta o histórico e definições de realidade aumentada, realidade virtual, multimídia e hipermídia. Explora as formas de exibição da realidade aumentada, como head worn e video/optical see-through displays. Também examina usos da realidade aumentada no design de produtos, educação, interiores e informação.
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1) O documento discute métodos de desenvolvimento de gestos personalizados para criação e navegação em ambientes de realidade virtual e aumentada em dispositivos móveis.
2) Os gestos personalizados seriam usados para criar modelos tridimensionais a partir de desenhos bidimensionais e navegar nos ambientes criados de forma intuitiva.
3) O documento propõe uma arquitetura para reconhecimento de gestos e transformação de desenhos em objetos 3D que podem ser manipulados por gestos.
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Engenharia Dirigida por Modelos no Desenvolvimento de Aplicações Ubíquas: Tec...Marcos Alves Vieira
A Engenharia Dirigida por Modelos (Model-driven Engineering - MDE) é uma abordagem que considera os modelos como os principais artefatos no desenvolvimento de um software. Modelos são geralmente construídos usando linguagens específicas de dominio, como a UML e a XML. Essas linguagens, por sua vez, são definidas por metamodelos próprios. Nesse contexto, essa proposta tem como objetivo apresentar um minicurso, com enfoque teórico e prático, abordando os fundamentos de MDE, assim como os principais frameworks e linguagens disponíveis para o seu suporte, com foco na construção de aplicações ubíquas. Ao final do minicurso, cada participante terá os conhecimentos necessários para construir uma ferramenta de modelagem gráfica que possibilite construir modelos em conformidade com um metamodelo em particular. Esses modelos podem então ser usados para documentar e manter sistemas de diferentes domínios.
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Este documento apresenta o plano de trabalho de um aluno da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia para seu projeto de modelagem e elaboração de componentes de ambientes virtuais relacionados a subestações de energia elétrica, utilizando técnicas de computação gráfica e realidade virtual. O objetivo é investigar métodos para modelagem 3D eficiente destes componentes visando aplicações no ensino e treinamento. A metodologia inclui revisão bibliográfica, escolha de software, modelagem
Realidade virtual-na-operação-e-manutenção-em-subestações-e-pchsMarcos Baeta Miranda
1) O documento discute o uso da realidade virtual para simular ambientes de subestações elétricas da Cemig, como forma de treinar funcionários e analisar riscos de maneira segura.
2) A simulação visual em 3D pode reproduzir cenários de subestações de forma realista, permitindo operações e manutenção virtuais.
3) A tecnologia VRML permite criar mundos virtuais 3D interativos que podem ser acessados na internet, tornando possível experienciar ambientes de subestações de forma imersiva através
MOTION GRAPHICS E MICROINTERAÇÕES: Contribuições para experiência do us...Design Archiv UP
Este documento discute como o motion graphics pode melhorar a experiência do usuário em aplicativos móveis. Ele apresenta uma revisão bibliográfica sobre motion graphics, design de interação, microinterações e experiência do usuário. O autor também desenvolveu protótipos testando o uso de motion graphics em microinterações e analisou sua contribuição para a usabilidade e experiência do usuário com base em entrevistas com especialistas.
1) O documento descreve a aplicação de técnicas de realidade virtual na simulação visual do processo construtivo de uma parede dupla de alvenaria.
2) Foi criado um modelo 3D detalhado da parede e seus componentes estruturais usando AutoCAD e foi dotado de propriedades interativas em um sistema de realidade virtual.
3) Isso permite simular e visualizar a progressão da construção da parede ao longo do tempo com informações sobre cada etapa.
1) O documento descreve a aplicação de técnicas de realidade virtual na simulação visual do processo construtivo de uma parede dupla de alvenaria.
2) Foi criado um modelo 3D da parede com os seus elementos estruturais e componentes, que foi depois dotado de propriedades de simulação num ambiente de realidade virtual.
3) Isso permitiu interagir com o modelo e simular a progressão do processo construtivo da parede de acordo com um planeamento, mostrando como a RV pode ser usada em material didático sobre processos construtivos
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1. This document proposes a research project involving the development of techniques and tools for context-aware service composition for mobile and ubiquitous applications and services.
2. The goal is to enable the creation of more sophisticated services for mobile users by composing elementary services.
3. Context-aware service composition allows better interaction with mobile users regarding the inherent characteristics of mobile and ubiquitous computing scenarios.
O documento discute o conceito de computação ubíqua, definindo-a como a integração da computação móvel e pervasiva para permitir que dispositivos se adaptem dinamicamente ao contexto. Apresenta os princípios da computação ubíqua, incluindo diversidade, descentralização e conectividade, e fornece um exemplo de como a tecnologia poderia facilitar as atividades de um executivo.
Apresentação - Representação de Ambientes com recursos de Realidade AumentadaGil Ambrósio Lopes Júnior
Este documento descreve um projeto de graduação sobre representação de ambientes com recursos de realidade aumentada. O projeto teve como objetivos criar um software para apresentar interiores de imóveis usando realidade aumentada e elaborar ambientes tridimensionais. O documento discute conceitos de realidade aumentada, sistemas de realidade aumentada, ferramentas de modelagem 3D, e o desenvolvimento de uma aplicação usando o kit FLARToolKit.
Infografia multimídia para apresentação de resultados de testes de usabilidadeFran Maciel
Este documento discute o uso de infografia multimídia para apresentar resultados de testes de usabilidade de forma clara e simplificada. Ele descreve como infografias podem integrar dados qualitativos e quantitativos de uma forma que melhore o entendimento do usuário, considerando princípios de arquitetura da informação e usabilidade. O documento também discute como recursos interativos podem aprimorar infografias na web.
Este documento aborda os conceitos de realidade virtual e interatividade. Resume a evolução histórica das interfaces homem-máquina desde os primeiros protótipos até aos ambientes virtuais modernos. Explora os conceitos de realidade virtual e não virtual, e apresenta exemplos de dispositivos usados nestes ambientes. Por fim, define os conceitos de interatividade e discute os diferentes níveis e tipos de interatividade.
O documento discute a realidade virtual e sua aplicação na educação, definindo a realidade virtual como uma simulação gerada por computador que permite a imersão do usuário. A realidade virtual pode ser usada na educação para permitir que os estudantes descubram, explorem e construam conhecimento de forma interativa.
O documento discute sistemas de visualização de informações como Realidade Aumentada (RA) e Realidade Virtual (RV). Explica que a RA combina objetos virtuais no mundo real através de dispositivos como óculos ou celulares. A RV cria ambientes virtuais imersivos enquanto a RA sobre põe informações no mundo real. O documento também discute como a RA pode ser usada no design de produtos e interiores.
Este documento propõe o desenvolvimento de uma ferramenta para composição de serviços web sensíveis ao contexto para aplicações móveis e ubíquas. O objetivo é permitir a criação de serviços mais sofisticados para usuários móveis a partir de serviços elementares, levando em conta características da computação móvel e ubíqua. A proposta envolve estudos sobre composição de serviços web, computação móvel e ubíqua, e desenvolvimento de casos de uso e protótipos.
A realidade aumentada mistura o mundo real com o virtual, geralmente usando câmeras para sobrepor objetos 3D no mundo real. Ela pode ser usada para fins de marketing, vendas e educação, demonstrando produtos de forma interativa. A tecnologia reconhece imagens e objetos reais e fornece informações úteis ao usuário, tendo um grande potencial como ferramenta assistiva no futuro.
O documento descreve o framework OpenNI para desenvolvimento de ambientes virtuais interativos usando dispositivos como o Kinect. O OpenNI fornece uma API padrão para comunicação entre sensores, aplicações e middlewares, permitindo acesso aos dados brutos dos sensores e compatibilidade entre dispositivos. As principais classes da API Java do OpenNI gerenciam dispositivos, fluxos de vídeo, gravação e reprodução de dados, e conversão entre sistemas de coordenadas.
[1] O documento trata da aplicação de realidade aumentada como ferramenta de CAD (desenvolvimento assistido por computador). [2] Aborda conceitos de realidade mista e realidade aumentada, aplicações atuais de RA e sistemas de RA. [3] Propõe uma arquitetura para um sistema de CAD utilizando RA e apresenta um protótipo implementado.
Laboratório Rosaurea Magalhaes, relato da experiência de implementação de um ...Fran Maciel
O documento relata a experiência de implementação do laboratório de usabilidade Rosaurea Magalhães na cidade de Manaus, descrevendo sua infraestrutura e equipamentos, além das dificuldades encontradas durante o processo, como a localização do laboratório e a disponibilidade de assistência técnica para equipamentos importados.
Jogos em Realidade Aumentada (Projeto PIBITI 2015-2016)Dra. Camila Hamdan
O documento discute o desenvolvimento de dois protótipos de jogos em realidade aumentada para dispositivos móveis utilizando tecnologias como realidade aumentada e visão computacional. O projeto visa criar aplicativos que permitam aos usuários interagir com objetos digitais sobrepostos no mundo real relacionados à publicidade e arquitetura.
1) O documento apresenta um Objeto de Aprendizagem chamado IMAGINE, que tem como objetivo facilitar o ensino de Processamento Digital de Imagens.
2) IMAGINE foi construído usando a tecnologia Flash e Actionscript e segue os padrões do IEEE Learning Technology Standards Committee.
3) O documento descreve as principais etapas do processamento de imagens como aquisição, pré-processamento, segmentação, representação e reconhecimento.
A Pattern Language for semi-automatic generation of Digital Animation through hand-drawn Storyboards
Pedro Henrique Braga*, UPM; Ismar Silveira, UPM
Presented at Workshop of Works in Progress at SIBGRAPI 2015 - Salvador, BA - Brazil
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O documento descreve o framework OpenNI para desenvolvimento de ambientes virtuais interativos usando dispositivos como o Kinect. O OpenNI fornece uma API padrão para comunicação entre sensores, aplicações e middlewares, permitindo acesso aos dados brutos dos sensores e compatibilidade entre dispositivos. As principais classes da API Java do OpenNI gerenciam dispositivos, fluxos de vídeo, gravação e reprodução de dados, e conversão entre sistemas de coordenadas.
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Workshop of Works in Progress
Apresentação de artigo no SIBGRAPI 2015 - Salvador 2015
A pattern language for semi-automatic generation of Digital Animation through hand-drawn Storyboards
Este documento apresenta uma introdução ao Scratch, uma ferramenta online gratuita para criação de animações, jogos e objetos de aprendizagem interativos. O palestrante explica os principais conceitos por trás da programação no Scratch, como cenários, atores, variáveis, eventos, estruturas de decisão e repetição. Exemplos de projetos são fornecidos para demonstrar como aplicar esses conceitos na prática.
O documento discute princípios fundamentais da animação, incluindo técnicas da Disney como squash and stretch e anticipation. Também aborda composição de cenas utilizando elementos como movimento, iluminação e cor, além de planos cinematográficos como close-up e plano geral.
Este documento discute técnicas e padrões para storyboards, resumindo 4 fontes. Apresenta os principais elementos que devem estar em storyboards como ações, intenções e emoções representadas por imagens e símbolos. Também discute questões como o número ideal de quadros e a classificação e simbologia usada.
O Storyboard é a ferramenta que apresenta o contexto de uma narrativa, por meio de imagens, símbolos e palavras que representam ações, intenções e emoções. O processo de criação do storyboard é uma tarefa a ser desenvolvida com atenção e deve-se ter um cuidado especial aos detalhes que envolvem a representação das ações dos personagens, da movimentação dos cenários e câmeras e, acima de tudo, da intenção do autor em cada quadro. Escolher cada símbolo é uma tarefa que requer precisão, já que o objetivo maior é facilitar a compreensão da história.
O documento propõe uma linguagem de padrões para geração semiautomática de animações digitais a partir de storyboards. A linguagem permitiria representar movimentos de personagens e cenários para auxiliar artistas na produção do storyboard e gerar animações simples que experienciem cada cena antes da finalização. O artigo apresenta a primeira etapa de extrair regiões do storyboard contendo informações sobre padrões de movimento.
Animation is a multi-disciplinary art form, involving drawing, sculpture, modeling, dancing, computer science, among others. Among several steps of creating an animation, pre-production is the stage in which artists can explore their creativity, experimenting with different options to convey their ideas. The main tool of the pre-production is the storyboard, which allows the artist to tell his story through keyframe animation. In order to assist the artist in producing the storyboard, this paper aims to establish a pattern language used to represent the movement of characters and scene features, such as lighting and camera movements. Along this pattern language, are presented a computational architecture capable of generating simple animations that allow users to experience the composition of each scene and decide on its final form.
O presente trabalho consiste em realizar um estudo de caso de um transportador horizontal contínuo com correia plana utilizado em uma empresa do ramo alimentício, a generalização é feita em reserva do setor, condições técnicas e culturais da organização
AE03 - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL INDÚSTRIA E TRANSFORMAÇÃO DIGITAL ...Consultoria Acadêmica
“O processo de inovação envolve a geração de ideias para desenvolver projetos que podem ser testados e implementados na empresa, nesse sentido, uma empresa pode escolher entre inovação aberta ou inovação fechada” (Carvalho, 2024, p.17).
CARVALHO, Maria Fernanda Francelin. Estudo contemporâneo e transversal: indústria e transformação digital. Florianópolis, SC: Arqué, 2024.
Com base no exposto e nos conteúdos estudados na disciplina, analise as afirmativas a seguir:
I - A inovação aberta envolve a colaboração com outras empresas ou parceiros externos para impulsionar ainovação.
II – A inovação aberta é o modelo tradicional, em que a empresa conduz todo o processo internamente,desde pesquisa e desenvolvimento até a comercialização do produto.
III – A inovação fechada é realizada inteiramente com recursos internos da empresa, garantindo o sigilo dasinformações e conhecimento exclusivo para uso interno.
IV – O processo que envolve a colaboração com profissionais de outras empresas, reunindo diversasperspectivas e conhecimentos, trata-se de inovação fechada.
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I e II, apenas.
I e III, apenas.
I, III e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I, II, III e IV.
Entre em contato conosco
54 99956-3050
AE03 - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL ENGENHARIA DA SUSTENTABILIDADE UNIC...Consultoria Acadêmica
Os termos "sustentabilidade" e "desenvolvimento sustentável" só ganharam repercussão mundial com a realização da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento (CNUMAD), conhecida como Rio 92. O encontro reuniu 179 representantes de países e estabeleceu de vez a pauta ambiental no cenário mundial. Outra mudança de paradigma foi a responsabilidade que os países desenvolvidos têm para um planeta mais sustentável, como planos de redução da emissão de poluentes e investimento de recursos para que os países pobres degradem menos. Atualmente, os termos
"sustentabilidade" e "desenvolvimento sustentável" fazem parte da agenda e do compromisso de todos os países e organizações que pensam no futuro e estão preocupados com a preservação da vida dos seres vivos.
Elaborado pelo professor, 2023.
Diante do contexto apresentado, assinale a alternativa correta sobre a definição de desenvolvimento sustentável:
ALTERNATIVAS
Desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro.
Desenvolvimento sustantável é o desenvolvimento que supre as necessidades momentâneas das pessoas.
Desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento incapaz de garantir o atendimento das necessidades da geração futura.
Desenvolvimento sustentável é um modelo de desenvolvimento econômico, social e político que esteja contraposto ao meio ambiente.
Desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração anterior, comprometendo a capacidade de atender às necessidades das futuras gerações.
Entre em contato conosco
54 99956-3050
Se você possui smartphone há mais de 10 anos, talvez não tenha percebido que, no início da onda da
instalação de aplicativos para celulares, quando era instalado um novo aplicativo, ele não perguntava se
podia ter acesso às suas fotos, e-mails, lista de contatos, localização, informações de outros aplicativos
instalados, etc. Isso não significa que agora todos pedem autorização de tudo, mas percebe-se que os
próprios sistemas operacionais (atualmente conhecidos como Android da Google ou IOS da Apple) têm
aumentado a camada de segurança quando algum aplicativo tenta acessar os seus dados, abrindo uma
janela e solicitando sua autorização.
CASTRO, Sílvio. Tecnologia. Formação Sociocultural e Ética II. Unicesumar: Maringá, 2024.
Considerando o exposto, analise as asserções a seguir e assinale a que descreve corretamente.
ALTERNATIVAS
I, apenas.
I e III, apenas.
II e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I, II, III e IV.
Entre em contato conosco
54 99956-3050
Os nanomateriais são materiais com dimensões na escala nanométrica, apresentando propriedades únicas devido ao seu tamanho reduzido. Eles são amplamente explorados em áreas como eletrônica, medicina e energia, promovendo avanços tecnológicos e aplicações inovadoras.
Sobre os nanomateriais, analise as afirmativas a seguir:
-6
I. Os nanomateriais são aqueles que estão na escala manométrica, ou seja, 10 do metro.
II. O Fumo negro é um exemplo de nanomaterial.
III. Os nanotubos de carbono e o grafeno são exemplos de nanomateriais, e possuem apenas carbono emsua composição.
IV. O fulereno é um exemplo de nanomaterial que possuí carbono e silício em sua composição.
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I e II, apenas.
I, II e III, apenas.
I, II e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I, II, III e IV.
Entre em contato conosco
54 99956-3050
Introdução ao GNSS Sistema Global de PosicionamentoGeraldoGouveia2
Este arquivo descreve sobre o GNSS - Globas NavigationSatellite System falando sobre os sistemas de satélites globais e explicando suas características
Introdução ao GNSS Sistema Global de Posicionamento
Uma Estratégia de Desenvolvimento de Sistemas para Mobile-learning usando Realidade Aumentada
1. Uma Estratégia de Desenvolvimento de Sistemas para
Mobile-learning usando Realidade Aumentada
Pedro Henrique Cacique Braga, Alexandre Cardoso, Edgard Afonso Lamounier Jr.
Grupo de Realidade Virtual e Aumentada
Universidade Federal de Uberlândia
Uberlândia – MG - Brasil
cacique@mestrado.ufu.br, {alexandre, lamounier}@ufu.br
Abstract— This article discusses current practices in mobile-
learning and presents a strategy for developing educational
applications associated with Augmented Reality. Work related
to distance education and practice of creating three-
dimensional designs. As concept proof of the technic discussed
an application was created to teach basic mechanics.
Keywords: m-learning; augmented reality; mobile;
I. INTRODUÇÃO
É notório o crescimento da tecnologia para dispositivos
móveis. No final de 2010, o Brasil contava com 202,9
milhões de acessos do Serviço de Telefonia Móvel Pessoal,
registrando um crescimento de 16,7% em relação ao ano
anterior. Com esse resultado, o país permaneceu em quinto
lugar no ranking mundial de acessos da telefonia móvel,
atrás apenas de China, Índia, Estados Unidos e Rússia. Em
2010, o Brasil apresentou uma taxa de 104,7 acessos móveis
pessoais a cada 100 habitantes [1].
Com o intuito de atender a tais exigências do progresso,
foram criados diversos métodos e ferramentas de ensino que
realizam a conexão entre Tecnologia e Educação.
Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs) são sistemas
computacionais utilizados para o Ensino a Distância (EAD),
modalidade de ensino com crescimento eminente. Estes
ambientes fazem parte do conjunto de técnicas do modelo
de ensino não presencial, conhecido como e-learning.
Quando este modelo é utilizado em dispositivos móveis,
passa a ser conhecido como mobile-learning, ou
simplesmente m-learning.
Realidade Aumentada (RA) pode ser definida como a
inserção de objetos virtuais no ambiente físico, mostrada ao
usuário, em tempo real, com o apoio de algum dispositivo
tecnológico, usando a interface do ambiente real, adaptada
para visualizar e manipular os objetos reais e virtuais [2].
O fato de a Realidade Aumentada trazer elementos
virtuais para o ambiente real faz com que a interação entre
usuário e sistema seja bastante amigável, dispensando
longos treinamentos do usuário. A combinação de técnicas
de visão computacional e computação gráfica possibilita a
interação correta entre os ambientes reais e virtuais [3].
O potencial para aplicações de RV e RA se expande na
mesma medida em que evolui a capacidade de
processamento de computadores e placas gráficas. Integrar
informações virtuais e reais em um mesmo ambiente é uma
forma bastante eficiente de colocar o aluno diante de
conteúdos ou pessoas distantes ou inacessíveis, sem retirar-
lhe as percepções relativas do ambiente real que o envolve
[4].
A Educação ganhou novas perspectivas com a
aprendizagem baseada nas tecnologias interativas. As
pessoas passaram a ter acesso ao conhecimento de maneira
mais livre, sem mediação necessária de um professor
presente [4].
Com base nos dados apresentados, é de fácil percepção a
boa receptividade da tecnologia móvel pelos brasileiros,
bem como o crescimento da educação a distância no país e
do uso de RA na educação.
Este artigo apresenta uma aplicação de m-learning
utilizando Realidade Virtual e Aumentada para o ensino.
Como prova de conceito, a aplicação foi validada com o
estudo de caso para ensino de Física no Ensino Médio,
abordando tópicos de Mecânica Fundamental.
II. TRABALHOS CORRELATOS
A. M.I.T. Magic Paper
O trabalho desenvolvido pelo Massachusetts Institute of
Technology em 2006 conhecido como Magic Paper consiste
em um sistema de criação de modelos bidimensionais com
interações físicas [5].
O sistema foi desenvolvido para uso em computadores
pessoais com mouses ou mesas digitalizadoras como
hardware de entrada ou para dispositivos com telas capazes
de reconhecer o toque, como lousas digitais.
2. O Magic Paper recebe como dados de entrada, esboços
de objetos em duas dimensões e os transforma em figuras
geométricas com características físicas. Estas podem ser
inseridas desenhando códigos e símbolos que as
representem. Uma seta para baixo, por exemplo, simboliza a
ação da gravidade sobre o ambiente.
A Figura 1 apresenta em (a) a etapa de criação do
ambiente e em (b) a execução das leis físicas sobre os
elementos criados.
São explorados elementos como blocos, molas, cilindros
e bolas (representados por circunferências), que podem ser
conectados ou dispostos isoladamente no cenário. O
controle da animação é feito através de barras de
ferramentas contidas no software e contam com técnicas que
facilitam a compreensão das mesmas, garantindo a melhor
visualização do espaço.
O Magic Paper apresenta algoritmos de correção do
traçado, aproximando o esboço ao elemento geométrico
bidimensional. Apesar da vasta biblioteca de elementos
físicos e de forças de interação, a interação com o usuário é
limitada ao uso do mouse ou do simples toque da caneta,
não apresentando interações gestuais.
O ambiente criado limita-se ao tamanho fixo do quadro,
não permitindo a expansão do mesmo através de técnicas
como alteração da escala dos elementos.
B. In-Place 3D
O In-Place 3D é um framework para autoria de cenas
tridimensionais para Realidade Aumentada baseado em
desenhos à mão livre. Com este framework, é possível
transformar esboços em sistemas em três dimensões com a
possibilidade de interação, permitindo ao usuário controlar
as etapas da animação, bem como alterar as propriedades
físicas dos elementos contidos no ambiente [6].
Desenvolvido pelo Hit Lab New Zealand em 2009, o In-
Place 3D faz uso de técnicas de processamento de imagens e
Realidade Aumentada, bibliotecas de desenvolvimento de
ambientes e interações físicas.
Os esboços são feitos com base no desenho em
perspectiva ortogonal. São usadas técnicas de
processamento de imagens e reconhecimento de padrões
para reconhecimento dos símbolos desenhados e capturados
por uma câmera comum.
A Figura 2 apresenta em (a) a autoria de um sistema
mecânico, criado sobre um marcador especial que delimita o
espaço da cena. Em (b) tem-se o ambiente virtual gerado e
inserido no ambiente real sobre o marcador.
O tratamento das imagens permite a criação de
elementos sólidos baseados em triedros e tetraedros e forças
interativas como atrito, gravidade e velocidade. A criação
do modelo é gerada e mostrada no vídeo sobreposta à
imagem da câmera. Os movimentos e transformações dos
objetos são feitos com a adição de marcadores de controles
à cena e a movimentação da câmera.
O framework de desenho é genérico e, portanto, pode ser
utilizado para diferentes casos de uso. Sua utilização gerou
diferentes publicações em áreas de ensino e criação de
mundos virtuais.
A cena virtual não se limita ao marcador, apenas o
utiliza como orientador no espaço. Entretanto, assim como o
Magic Paper, o InPlace 3D tem espaço limitado para criação
do modelo mecânico.
A interação com o ambiente, realizada através da
câmera, é melhor utilizada em um ambiente controlado, com
uma câmera fixa. Para dispositivos móveis, esta forma de
interação deve ser repensada para que aborde os conceitos
de interação gestual, utilizando o toque do usuário e a
orientação do dispositivo.
C. ILoveSketch
Trata-se de um software desenvolvido por Seok-Hyung
bae, Ravin Balakrishnan e Karan Singh, capaz criar
ambientes tridimensionais baseados em esboços feitos em
dispositivos de captura por toque [7].
Este sistema pode ser usado com navegação 2D ou 3D e
cria curvas NURBS. Foi desenvolvido para profissionais do
design, possibilitando a interação do usuário com seus
modelos 3D com gestos comuns, existentes em uma
biblioteca coesa de gestos.
A aplicação diferenciada do software é a navegação e
criação de elementos usando um ambiente tridimensional.
Desenho e transformações dos mesmos se misturam em um
ambiente sólido e consistente.
São trabalhados gestos como ponto, curva, laço, loop,
entre outros, para desenho, transformação e movimentação
do ambiente.
(a) (b)
Figura 2. InPlace3D: (a) Autoria do sistema mecânico, esboçado no
papel; (b) Ambiente de Realidade Aumentada construído com base no
modelo desenhado.
Figura 1. Magic Paper: (a) Desenho do sistema;
(b) Animação do modelo físico.
3. Todos os traços do usuário são tratados a fim de
melhorar o desenho e torná-lo mais uniforme com os
padrões de projeto. São evitadas as redundâncias de traços,
para que não haja ambiguidade no processamento dos
dados, deixando os contornos definidos.
O ambiente conta com as principais ferramentas de
transformação dos modelos, que alteram suas propriedades
geométricas e estéticas. Assim como os grandes editores de
modelos 3D, o ILoveSketch propõe diferentes câmeras e
perspectivas de vistas.
Apesar das boas ferramentas de desenho, o software não
conta com ferramentas para animação e a interação do
usuário com o modelo limita-se à mudança de pontos de
vista, não permitindo a visualização dos efeitos gerados
pelas forças aplicadas ao modelo. O espaço de criação pode
ser aumentado, através de gestos, mas não há interação entre
os elementos criados. Estes se comportam como elementos
estáticos.
A Figura 3apresenta a utilização do software para
criação de desenhos tridimensionais.
III. ARQUITETURA DO SISTEMA PROPOSTO
O sistema proposto permite elaborar ambientes
aumentados, com objetos virtuais dotados de propriedades
físicas, a partir do esboço e concepção em um modelo de
interface 2D para dispositivos móveis. A Figura 4 apresenta
a arquitetura do sistema.
Figura 4. Arquitetura do Sistema Porposto
A arquitetura é centrada em um Módulo Gerenciador,
responsável pela conexão entre as bibliotecas e as interfaces.
O conjunto de bibliotecas necessárias para a execução do
sistema está dividido em duas bases de dados:
Biblioteca de Objetos Virtuais – Contêm as formas
geométricas primitivas em duas e três dimensões, as
bibliotecas específicas da linguagem para desenho 2D e
criação de mundos virtuais.
Banco de Dados da Aplicação – Nele estão contidas as
formas 2D e 3D específicas para cada aplicação, bem como
as engines necessárias para o desenvolvimento da mesma,
como bibliotecas de física dos materiais, por exemplo.
O Módulo Gerenciador tem acesso somente de leitura
dos bancos de dados, garantindo sua integridade. Observa-se
que o projeto da aplicação deve prever as bibliotecas
necessárias, que não podem ser alteradas durante sua
execução.
A comunicação entre usuário e Módulo de
Gerenciamento é feita por duas GUIs, uma para a criação e
concepção do ambiente bidimensional e outra para a
representação do ambiente aumentado. Observando os
padrões de visualização da informação para dispositivos
móveis, estabeleceu-se a criação de interfaces fluidas para
que o usuário tenha maior controle sobre o que será ou não
exibido na tela.
Na interface 2D, os elementos encontram-se a princípio
em barras ocultáveis que contêm as bibliotecas de objetos
bidimensionais. Estes objetos podem ser arrastados para a
área de composição do ambiente.
Os métodos atuais de interação com dispositivos móveis
podem ser agrupados em três grupos: gestos, toque e toques
múltiplos (gesture, touch e multitouch). Os primeiros são
caracterizados pelo movimento dos dedos em contato com a
tela do dispositivos. Métodos de toque são semelhantes aos
métodos de clique do mouse. Por fim, métodos de toques
múltiplos caracterizam-se por aceitar múltiplas entradas de
toque. A quantidade de toques aceitos é dependente da
qualidade do hardware.
Com base no padrão de desenvolvimento para
dispositivos móveis, o controle das ações na interface
bidimensional deve ser realizado com base nos conceitos de
transformações por gestos, isto é, são utilizados controles
dos tipos SWIPE (clique e arraste), TAP (clique), RESIZE
(swipe com dois toques simultâneos), DRAG AND DROP
(arrastar e soltar) e DOUBLE TAP (clique duplo).
Aplicações criadas para dispositivos específicos devem
observar a estrutura do aparelho e os controles que o mesmo
permite, assim como a estrutura da linguagem adotada.
Os painéis de biblioteca e controles auxiliares podem ser
ocultados ou exibidos através do menu principal que, por
via de regra, é associado a um dos botões físicos ou Área de
Composição Bibliotecas Controles Auxiliares virtuais do
dispositivo. A posição de tais painéis pode ser definida pelo
usuário ou pelo desenvolvedor.
Os objetos virtuais são então criados e o módulo
responsável pela interface 3D deve apresentá-lo ao usuário.
A GUI 3D deve apresentar apenas a informação obtida pela
câmera do dispositivo. Uma vez acionada, a interface busca
o marcador de RA pré-determinado e insere sobre ele o
conteúdo do mundo virtual.
Na interface 3D o painel de bibliotecas é oculto, deixando
visível apenas o painel de controles auxiliares, que neste
(a) (b)
Figura 3. ILoveSketch (a) Criação do esboço; (b) Trabalhos finais
gerados.
4. caso apresentará os controles de animação. A área de
Composição é então substituída pela imagem da câmera, ou
seja, a imagem do mundo real, onde serão inseridos os
elementos virtuais.
Independentemente da linguagem adotada, das
bibliotecas e dos dispositivos, sugere-se o uso dos padrões
apresentados a fim de padronizar os projetos de aplicativos
em m-learning.
Novos painéis podem ser inseridos ao sistema de acordo
com as funções necessárias em cada aplicativo, entretanto,
estes devem apresentar ao usuário a opção de ser exibido ou
ocultado.
Objetiva-se com essas diretrizes a criação de um design
minimalista, que apresente apenas as informações
estritamente necessárias, mas garanta ao usuário o acesso às
informações que julgar importantes em cada visualização.
IV. ESTUDO DE CASO
Utilizando aspectos de Mecânica Fundamental, o usuário
foi capaz de reproduzir as situações comuns aos livros
didáticos. Para isso, criam-se os elementos principais usados
no ensino de Mecânica Fundamental.
Com um simples movimento de arrestar e soltar, o aluno
pôde compor o ambiente e os elementos contidos nele. A
Figura 5 apresenta alguns elementos do simulador.
Figura 5. Elementos Físicos
Para adicionar um elemento ao ambiente, basta carrega-
lo do painel Biblioteca para o painel Ambiente. As
propriedades dos elementos podem ser editadas de duas
maneiras: clique duplo ou clique contínuo sobre o elemento.
O primeiro método abre o painel de propriedades físicas,
que é distinto para cada componente. O segundo habilita o
usuário a alterar as propriedades geométricas de cada objeto.
A Figura 6 exemplifica em (a) as propriedades do elemento
Plano Inclinado e em (b) a sua alteração de escala.
(a) (b)
Figura 6. Alteração de propriedades (a) Físicas; (b) Geométricas.
Usando os mecanismos de inserção e alteração de
propriedades o usuário pôde, então, reproduzir em seu
dispositivo móvel o ambiente proposto no livro didático ou
outro à sua escolha. A Figura 7 apresenta um sistema físico
criado com os elementos disponíveis no simulador.
A Figura 8 mostra em (a) um exemplo de marcador de
RA, em (b) um sistema criado em duas dimensões e em (c)
o mesmo sistema em 3D sobre o marcador.
Elaborado o ambiente aumentado, o aluno teve a
possibilidade de visualizar os gráficos gerados pelas
equações do movimento, comprovando de forma interativa a
posição, velocidade e aceleração de cada elemento em cada
intervalo de tempo.
Os vetores das forças relacionadas podem ser exibidos
ou ocultados para que o aluno experimente diferentes etapas
do processo cognitivo.
Além de visualizar o sistema físico, o aplicativo simula
diferentes configurações de forças físicas que atuam sobre o
sistema. O aluno pode alterá-las em tempo real e verificar as
reações dos objetos virtuais. Novas forças podem ser
Figura 8. Sistema em Realidade Aumentada: (a) Marcador;
(b) Ambiente 2D; (c) Execução do aplicativo;
Figura 7. Cena virtual composta pelo usuário.
5. acrescentadas com um simples arrastar e soltar de objetos da
biblioteca. Uma vez soltas na ambiente principal, passam a
interagir com os objetos de maneira a simular suas respostas
reais.
Foram observadas as principais características de
diferentes trabalhos na área, como os apresentados
anteriormente. O aplicativo criado possibilita ao aluno uma
experiência de criação de ambientes aumentados em um
dispositivo móvel.
V. CONCLUSÕES
O sistema criado possibilita interagir, em ambiente
aumentado, com o conteúdo de uma dada disciplina ou área
de conhecimento. A imersão com o ambiente tridimensional
permite que os conceitos de movimentos dinâmicos, bem
como os gráficos gerados por eles sejam melhor percebidos,
garantindo ao aluno maior aproveitamento da disciplina.
A estratégia proposta para criação de aplicativos para m-
learning é genérica e facilmente adaptável a cada contexto.
A divisão da arquitetura em blocos possibilita a inserção de
novas bibliotecas referentes aos assuntos abordados sem que
todo o aplicativo precise ser refeito.
Com o sistema proposto, a informação torna-se
descentralizada, pois cada aluno pode vê-la em seu próprio
dispositivo e contribuir com a construção coletiva do
modelo tridimensional. A comunicação entre os dispositivos
em uma rede local possibilita ao grupo construir o
conhecimento de maneira interativa, não apenas expositiva.
A constante evolução dos dispositivos e das plataformas
móveis requer maior atenção sobre a tecnologia adotada no
desenvolvimento do sistema. Faz-se importante o uso de
linguagens interpretadas pelo maior número de usuários, ou
mesmo a adaptação do software para os principais
ambientes utilizados pelo público alvo.
A escolha do sistema e da linguagem adotados para
criação das aplicações deve ser feita levando em
consideração o desempenho das animações tridimensionais
e a facilidade de acesso aos dispositivos pelo público alvo.
VI. TRABALHOS FUTUROS
Como trabalhos futuros sugere-se a criação dos
ambientes utilizando técnicas de processamento de imagens,
com as quais o aluno pode desenhar em um papel o
ambiente, ou mesmo tirar uma foto da página do livro e
obter assim, os dados do sistema a ser criado. A utilização
de tais trabalhos torna-se inovadora no seu uso em
dispositivos móveis.
Sugere-se também a criação de ambientes aumentados
que não necessitem de marcadores para a exibição dos
objetos virtuais e que levem em consideração as
características do ambiente como agentes de alteração do
sistema.
Finalmente, podem ser elaboradas em aplicações que
sejam executadas em um servidor remoto, pelo qual alunos
em diferentes localidades possam contribuir ao mesmo
tempo para a criação, execução e análise do ambiente
virtual.
VII. REFERÊNCIAS
[1] ANATEL, Agência Nacional de Telecomunicações.
“Relatório Anual 2010”, disponível em
<http://www.anatel.gov.br> Acessado em 16 de agosto
de 2011.
[2] KIRNER, C.; KIRNER, T.G. “Virtual Reality and
Augmented Reality Applied to Simulation
Visualization.” In: El Sheikh, A.A.R.; Al Ajeeli, A.;
Abu-Taieh, E.M.O.. (Ed.). Simulation and Modeling:
Current Technologies and Applications. 1 ed. Hershey-
NY: IGI Publishing, 2008, v. 1, p. 391-419.
[3] AZUMA, R. T. “Tracking Requirements for
Augmented Reality”, Communications of the ACM,
36(7):50-51, July, 1993.
[4] TORI, R. “Educação sem distância: as tecnologias
interativas na redução de distâncias em ensino e
aprendizagem”, Editora Senac São Paulo, 2010.
[5] DAVIS, R., “Magic Paper:Sketch-Understanding
Research”, IEEE Computer Society, 2007.
[6] BERGIG, O., HAGBI J., EL-SANA, J.,
BILLINGHURST, M., “In-Place 3D Sketching for
Authoring and Augmenting Mechanical Systems”, 8 th
IEEE International Symposium on Mixed and
Augmented Reality (ISMAR 2009), 2009, p.87-94.
[7] BAE,S., BALAKRISHNAN, R., SINGH, Karan,
“ILoveSketch: As-natural-as-possible system for
creating 3D curve models”, ACM Symposium on User
Interface Software and Technology, Monterey, CA,
USA, 2008.