Realidade Virtual e Aumentada no ensino

1. Realidade Aumentada no
Ensino da História
Vítor J. Sá
Universidade Católica Portuguesa
Centro Regional de Braga
Congresso Internacional
«Inovação docente e novas tecnologias
aplicadas à história»

2. 2
Conceitos
• Realidade Virtual
• Realidade Aumentada
Computação Gráfica
Dois exemplos simples
Insecto
Bar da faculdade

3. 3
Conceitos
a) elementos virtuais imersos em realidade
b) elementos reais imersos em virtualidade

4. 4
Realidade Mista
• Virtuality continuum (Paul Milgram)
Several classes of existing hybrid display environments can be found,
which could reasonably be considered to constitute MR interfaces
according to the ‘virtuality continuum’

5. 5
Conceitos
Realidade Virtual
como
SIMULAÇÃO
“quase” perfeita
da realidade

6. Evolução
• Software
• Multimédia
• Modelação tridimensional
• Hardware
• Dispositivos de entrada/saída
Exemplos de software
Software didáctico sobre Bracara Augusta (Braga, Lugo, Astorga)
Modelação tridimensional de Ponte de Lima

7. 7
• 1956 - Morton Heilig
(cineasta): desenvolveu
um simulador de vídeo
denominado sensorama
• o utilizador que assistia a
uma simulação de um
passeio de motocicleta por
Nova York, conseguia ter
uma visão tridimensional,
sentir sensações de vento
e de aromas e ouvir um
som em stereo.
Historial

8. 8
• 1961 - Comeau e Bryan:
apresentaram o primeiro
sistema de circuito fechado de
televisão com o visor
integrado num capacete,
produzido pela Philco.
• 1968 - Ivan Sutherland:
construiu, na Universidade
de Harvard, o 1º capacete de
visualização de imagens
geradas por computador, com
um sistema de detecção da
posição incorporado.
• Esse trabalho é considerado
como o início da imersão em
ambiente virtual e advento
da realidade virtual -
Imersão através de
Dispositivos Próprios.
Historial

9. 9
• 1977 -1982: Dan Sandin,
Richard Soyre e Thomas
Defanti na Universidade de
Illinois e Thomas
Zimmerman: 1ªs luvas
desenvolvidas para serem
associadas a computadores.
• 1987 - A empresa VPL
Research Inc (de Thomas
Zimmerman) inicia a
comercialização de
dispositivos VR (ex.
denominadas “data glove”).
Historial

10. 10
Primeiras Aplicações de RV: Arquitectura e
Desenho de Interior

11. 11
Segunda geração de aplicações de Realidade
Virtual: aumento do realismo; introdução de
elementos dinâmicos

12. 12
Terceira geração de aplicações de Realidade
Virtual: combinação (harmoniosa) do real com o
virtual (simulado)
Utilizador transporta computador + dispositivos de localização +
dispositivos de visualização = permite visualizar no tempo e
escalas reais, objectos 3D sobre-impostos à realidade
Exemplo: linhas volumétricas sobre os edifícios

13. 13
Terceira geração de aplicações de Realidade
Virtual: combinação (harmoniosa) do real com o
virtual (simulado)
Localização do automóvel é calculada e através de óculos
especiais, sobre os quais informação adicional, tal como
sinalização de transito, pode ser reproduzida
Volume 3D do utilizador é capturado e inserido no próprio ambiente
virtual

14. 14
Definições
“A tecnologia de RV baseia-se na geração de
sistemas de simulação visuais por computador,
permitindo aos utilizadores interagir com os
sistema simulados. Para tal são necessários
gráficos 3D de elevada resolução e imagens
multimédia, assim como métodos de interacção
avançados.”
“A realidade virtual também conhecida por
“ambiente virtual” pode ser definida como um
sistema gerado e suportado por computador que
permite a um utilizador interagir com os objectos
virtuais de uma forma natural.”

15. 15
Conceitos
Imersão Passiva (pontos
fortes)
• Representação fidedigna do
mundo real ou imaginário
• Cor, texturas e luminosidade
realistas
• Som 3D
• Imersão através de
dispositivos próprios
• Óculos e Capacete
• Luvas e Fato Completo
• Holowalls
• Caves
• Outros
Imersão Activa (pontos fortes)
• Representação 3D das mãos
e do corpo do utilizador
• Luva (mão) + capacete/fato para
corpo
• Sincronização dessa
representação 3D com o
mundo virtual
• Requer calibrações
• Detecção de colisões
• Corpo utilizador - mundo virtual
• Efeito de força de colisão
(force feedback) + Atrito

16. 16
Conceitos
Realidade Virtual (RV)
• Modelos 3D
• Imersão completa
• Abstracção do mundo real
• Interacção apenas com
mundo virtual
• Visualização em detrimento
da interacção
• Modelo puramente virtual
Realidade Aumentada (RA)
• Modelos 3D
• Imersão parcial
• Abstracção conjugada com
objectos do mundo real
• Interacção também com
mundo real
• Interacção em detrimento da
visualização
• Modelo virtual em
conjugação com o mundo
real

17. 17
Aplicações
• Livros aumentados
• Planetas, Geometria, TIC
• Publicidade (Benetton)
• Natural History Museum
• Neanderthal
• Coelophysis
• Monumentos
• Archeoguide
• Objectos
arqueológicos
• Virtual Showcase
• Aplicações móveis
• Casa
• Bola

18. 18
Realidade Virtual e Aumentada
As Três Dimensões fundamentais
• Imersão
• O utilizador está parcial ou completamente inserido no
mundo virtual
• Permite abstracção (parcial ou completa) do mundo real
• Interacção
• Capacidade de interagir no mundo virtual
• Computador deve detectar colisões e reagir em tempo
real, a fim de permitir nível de realismo aceitáveis
• Envolvimento
• Mede o grau de motivação e interacção do utilizador com
o mundo virtual
• Pode ser passivo ou mais activo

19. 19
Conclusões
• Realidade virtual / computação gráfica acessível
hoje em dia
• Interfaces tangíveis
• Software livre - baixo custo
• Ferramentas autor - não programadores
• Dispositivos de uso comum com capacidades de
processamento incríveis
• Necessidade de trabalho multidisciplinar para
aplicação das TIC à história
• Iniciativas da Comissão Europeia
(http://ec.europa.eu/digital-agenda/en/news/augmented-reality-bringing-
history-and-future-life)

20. Realidade Aumentada no
Ensino da História
Vítor J. Sá
Universidade Católica Portuguesa
Centro Regional de Braga
Congresso Internacional
«Inovação docente e novas tecnologias
aplicadas à história»
vitor.sa@braga.ucp.pt
Questões?