Análises detalhadas do subcapítulo 3.3) Testes de performance
Individualmente, cada participante demonstrou uma variação de comportamento que compreendeu as seguintes características. Lembrando, todos os gráficos mencionados podem ser acessados na pasta 3.3 Testes de performance no disco anexo a esta tese. As descrições são referenciadas temporalmente em quadros para remissão aos dados gravados. De acordo com a taxa de amostragem empregada no teste, 120 quadros correspondem a 1 segundo.
O primeiro participante explorou o espaço buscando desenvolver estratégias para controle do material sonoro. Podemos observar pelos dados de posição no espaço que o participante inicia o teste explorando todo o âmbito espacial até se deparar com uma série de oclusões na seção entre 10.324 e 10.517 quadros. A partir deste momento, observamos uma mudança na estratégia de interação pelo participante, que passa a explorar apenas dois eixos e reduz seu âmbito de movimentação pelo espaço. O participante progressivamente aumenta a quantidade de movimentos dentro do intervalo temporal até o final do teste. Podemos observar que as oclusões ocorreram principalmente devido ao campo de visão das câmeras, principalmente nos trechos entre 13.200 e 14.282 quadros, 22.248 e 22.597 quadros e entre 22.891 e 23.260 quadros. Na primeira metade do experimento, as oclusões coincidem com os momentos em que o participante caminhou para o fundo da sala; na segunda metade, com os momentos em que o participante caminhou para a direita da sala. Apesar da contenção do participante em explorar o espaço após a primeira sequência de oclusões, observamos que a velocidade permaneceu constante durante todo o teste, dentro do âmbito de 0.25 a 1m/s, com valores máximos de até 2m/s. Os valores de distância entre mão e ombro acompanharam comportamento similar a velocidade, com uma abertura entre os pontos regular durante todo o teste. O descritor de esforço para o movimento iniciando, que realiza uma análise sobre a porção ascendente da curva de velocidade, retornou o comportamento esperado para os gestos largos da primeira seção do teste. Este descritor apresentou valores maiores para a parte central do teste após 10.517 quadros, ocasionada pela a mudança de estratégia causada pelas oclusões. Observamos a ocorrência de valores maiores causados por uma aceleração intensa, presumindo um movimento maior do que o que realmente ocorreu. Explicaremos nossa hipótese para estes resultados na seção 3.4, onde analisamos a performance dos principais descritores e apresentamos propostas para filtragem e tratamento dos dados. O descritor de esforço para o movimento concluindo,
que analisa a porção descendente da curva de velocidade, apresentou os desvios observados pelas seções de oclusão das informações, retornando valores elevados nestes momentos. Observamos que o limite de ruído foi ajustado em um valor baixo para o padrão de interação do participante. Embora estável na primeira parte do teste, o descritor não obteve a acuracidade esperada nos momentos em que os gestos do participante não alcançaram valores abaixo do limite de velocidade definido para o movimento concluindo. Este foi o padrão escolhido para definir a segmentação gestual. Como resultado, para gestos subsequentes no tempo com pequeno intervalo de desaceleração, o modelo implementado identificou apenas uma redução da velocidade, não uma interrupção ou segmentação do movimento. Desta forma, apenas momentos em que o movimento foi claramente interrompido produziram resultados efetivos. Sobre os resultados, a concentração de valores menores na segunda parte do teste condiz com o âmbito e velocidade reduzidos, enquanto os valores maiores até 10.517 quadros condizem com os gestos mais largos da primeira seção. O descritor de análise de componentes principais (PCA) apresentou uma progressão partindo da concentração no primeiro autovalor para uma distribuição entre os três autovalores do início do teste ao momento das oclusões observadas em 10.517 quadros. Este comportamento corresponde a gestos unidimensionais no início do teste que progressivamente se distribuem pelos três eixos que compõem o espaço cartesiano rotacionado pela PCA. Após estas oclusões, podemos observar que o descritor de PCA progressivamente distribui os autovalores resultantes conforme a quantidade de gestos do participante aumenta.
O segundo participante explorou o espaço em blocos. Podemos observar uma exploração da região central do espaço baseada em gestos de oscilação. Após a oclusão entre 5.052 e 5.216 quadros, o participante passa a explorar gestos mais amplos, alternando os eixos x (esquerda-direita) e y (frente- fundo) até 12.200 quadros. Após esta seção de ampla exploração do espaço, observamos uma movimentação individualizada em cada eixo, mas dentro de um espaço restrito, característica que permanece até o final do teste. A densidade de movimentos no tempo aumenta progressivamente do começo ao fim do teste. Os valores máximos de velocidade do participante se mantiveram oscilando dentro do âmbito 0.5 a 1.5m/s. Na parte final do teste, a partir de 16.050 quadros, podemos observar um aumento nos valores máximos de velocidade para resultados entre 1 e 3m/s. Os valores de distância entre mão e ombro acompanharam comportamento similar a velocidade, com uma maior exploração da abertura entre os pontos na parte final do teste. O descritor de esforço para o movimento iniciando apresentou valores de acordo com o esperado até 16.050 quadros. A seção final do teste, com valores de velocidade que cruzaram menos vezes o limite de ruído e mais densa em quantidade de
movimentação no tempo, ocasionou menos segmentações que o esperado. O descritor de esforço para
o movimento concluindo também apresentou problemas para analisar esta seção final. Permaneceram
os valores de esforço equivocados para os momentos de oclusão. O descritor de PCA apresentou resultados que condizem com os agrupamentos apresentados na descrição sobre velocidade. Os resultados partem de uma concentração no primeiro autovalor e progressivamente vão se distribuindo entre os demais autovalores até 12.200 quadros. Após esta seção, ocorrem duas seções adensando a distribuição dos gestos realizados entre os três autovalores.
O terceiro participante explorou o espaço em blocos. Podemos observar uma abordagem mais lenta para o início do teste, até 2.800 quadros. Cada eixo é explorado individualmente entre 2.800 e 6.000 quadros. Gestos repetidos em grupos são explorados entre 6.000 e 26.500 quadros. A partir deste momento, o participante explora o espaço de maneira mais livre e com gestos ainda mais rápidos. A velocidade do participante alcançou valores máximos entre 16.000 e 20.500 quadros, com valores crescendo desde o início do teste até 3.5m/s. A partir de 30.500 quadros observamos um novo movimento de aumento para os valores máximos de velocidade. Os valores de distância entre mão e ombro acompanharam comportamento similar a velocidade, embora os desvios resultantes de oclusão das marcas tenham sido mais notáveis neste descritor. O descritor de esforço para o movimento iniciando teve comportamento similar ao observado no primeiro participante. Os valores obtidos estavam de acordo com o esperado para a parte inicial do teste, como gestos maiores. Para os gestos menores empregados a partir de 6.000 quadros, o comportamento do descritor acabou resultando valores elevados para nossas expectativas. O descritor de esforço para o movimento concluindo também nos apresentou que o limite de ruído foi ajustado em um valor baixo para o padrão de interação do visitante, causando falha de acuracidade. Observamos o comportamento esperado para o descritor nos gestos largos da primeira seção do teste, até 6.000 quadros. Este trecho, junto com os momentos em que o participante interrompeu o movimento, foram os únicos em que o descritor de PCA apresentou uma distribuição concentrada no primeiro autovalor. A partir de 6.000 quadros a distribuição se encontra distribuída entre o primeiro e o segundo autovalores. A distribuição consistente entre os três autovalores ocorre apenas ao final do teste, no trecho a partir de 30.500 quadros.
O quarto participante explorou o espaço também através de movimentos de oscilação em cada eixo do plano cartesiano. Os movimentos se iniciam com pouca densidade e baixos valores de velocidade máxima, que permanecem abaixo de 1m/s até 6.500 quadros. O padrão progressivamente aumenta a frequência das oscilações, agrupadas em arcos que podem ser identificados pela
permanência das marcas em uma mesma região de valores para os dados de posição no espaço, ou pelos baixos valores de velocidade nos dados deste respectivo descritor. As ocorrências de oclusão neste teste foram causadas principalmente pelo participante virar a mão com a palma para cima, ocultando a marca alocada na segunda falange do dedo médio. Esta característica resultou em intervalos menores de oclusão quando comparados as ocorrências de oclusão por sair do campo de visão das câmeras observada em outros participantes. As velocidades máximas alcançadas entre os gestos no trecho a partir de 6.500 quadros permaneceram no âmbito entre 0.5 e 3m/s. Na seção final do teste, a partir de 20.100 quadros, o participante progressivamente reduz a interação pela quantidade de movimentos mantendo altos valores de velocidade máxima, interrompendo o estudo em seguida. Vale destacar que o padrão de oscilação foi a única estratégia de interação que pôde ser claramente percebida em nossa análise deste participante. O descritor de esforço para o movimento iniciando teve comportamento similar ao observado nos participantes anteriores, retornando resultados elevados para gestos de pequeno tamanho, mas adequado a gestos largos e com a interrupção do movimento entre gestos subsequentes. O descritor de esforço descendente também demonstrou que o limite de ruído escolhido foi baixo para segmentar todos os gestos do participante. O padrão de oscilação observado nos dados de posição no espaço resultou em dados de PCA distribuídos principalmente entre o primeiro e o segundo autovalores, com sua distribuição acompanhando os arcos que agrupam os gestos.
O quinto participante explorou o espaço progressivamente ampliando o âmbito de seus gestos, do início do teste até se deparar com uma sequência de oclusões entre 12.583 e 14.911 quadros. De maneira similar ao primeiro participante, após este trecho o quinto participante reduziu o âmbito de seus gestos, explorando gestos agrupados em arcos que exploravam principalmente dois eixos de cada vez. Os valores de velocidade máxima aumentam progressivamente até 5.500 quadros e, apesar do âmbito restrito do trecho após 14.911 quadros, os dados de velocidade máxima permaneceram elevados até o final do teste, dentro do âmbito entre 0.5 e 4m/s. Os descritores de esforço repetem o padrão descrito para os participantes anteriores: para o esforço iniciando, os valores permanecem elevados. Embora no caso de o conjunto de dados deste participante apresentar altos valores de velocidade que estariam de acordo com nossas expectativas para o descritor de esforço, com base nos resultados anteriores não podemos afirmar que os dados estão efetivamente correlacionados. Já o descritor de
esforço para o movimento concluindo não realizou a segmentação para todos os momentos esperados
devido ao limite de ruído ter sido definido em um valor baixo. O descritor de PCA apresentou dados distribuídos entre o primeiro e o segundo autovalores, condizendo com a estratégia de explorar dois
eixos de cada vez que pode ser observada nos dados de posição no espaço cartesiano.
O sexto participante explorou o espaço buscando o domínio do material sonoro. Podemos observar a permanência de pequenos blocos que exploram um diferente conjunto gestual. No trecho até 6.000 quadros ocorreu uma pequena resolução de questões entre o pesquisador e o participante. A partir deste momento até 10.500 quadros o participante explora gestos de oscilação em dois eixos do plano cartesiano. Entre 10.500 e 12.200 quadros ocorre uma exploração de gestos de pequena dimensão que concluem em movimentos oscilatórios com velocidade crescente em 13.500 quadros. No trecho seguinte o participante explora a região próxima ao solo em contraponto com a maior altura que o mesmo pôde levantar a mão. Neste trecho, até 19.825 quadros, é possível observar uma sequência de oclusões. O participante mantém o padrão de gestos rápidos explorando o espaço em padrões de oscilação deste momento até o fim do teste. Os dados de velocidade refletem as estratégias de interação escolhidas. Devido a permanência de gestos rápidos, os valores de velocidade máxima condizem com a extensão dos movimentos realizados. No trecho entre 10.500 e 12.200 quadros a velocidade máxima permanece na região de 1m/s. Os movimentos oscilatórios com velocidade crescente que a segue apresentam valores de velocidade máxima que partem de 0.8m/s e chegam a 3.7m/s. A maior parte das velocidades máximas se concentra no âmbito abaixo de 2.5m/s. Devido a velocidade com que os gestos foram realizados, o descritor de esforço para o movimento iniciando retornou valores elevados para a maior parte do teste. Ainda assim, é possível observar neste descritor o processo de esforço crescente que condiz com os movimentos oscilatórios de velocidade crescente no trecho entre 12.200 e 13.500 quadros. Já o descritor de esforço para o movimento concluindo teve sua pior performance com este participante. As falhas de segmentação derivadas do limite de velocidade ocasionaram um volume de segmentações muito inferior ao esperado por nossa proposta. O descritor de PCA demonstra a preferência do participante por padrões de oscilação, resultando na distribuição dos valores de percentagem principalmente entre o primeiro e o segundo autovalores. Os trechos em que ocorre uma distribuição entre os três autovalores como na aceleração entre 12.200 e 13.500 quadros ou no trecho a partir de 26.500 quadros até o fim do teste, compreendem gestos de grande dimensão no espaço.
O sétimo participante também explorou o espaço empregando diferentes estratégias durante o teste. Podemos observar gestos mais lentos no primeiro trecho, até 5.900 quadros. O padrão de oscilação se densifica em gestos com intervalos temporais menores no trecho até 9.000 quadros. A sequência explora padrões estáveis, com gestos intercalados por momentos sem movimento. A partir de 10.200 quadros o padrão oscilatório é retomado, permanecendo até 12.900 quadros, quando os gestos
seguidos de momentos sem movimento são novamente empregados. Esta alternância permanecerá até o fim do teste, sendo que o intervalo temporal entre os gestos oscilatórios aumenta do início ao fim do teste. As velocidades máximas para cada gesto segmentado oscilam de acordo com o padrão de interação explorado pelo participante. É possível observar um processo progressivo de aumento das velocidades máximas e da densidade de gestos segmentados entre o início e o fim do teste. Podemos observar a dicotomia apresentada acima entre performance adequada ao gesto realizado para gestos lentos e baixa correlação entre nossas expectativas para o gesto realizado e o resultado retornado pelo descritor de esforço para o movimento iniciando; o comportamento deste descritor ficou mais próximo ao esperado para as seções em que o participante explorava gestos intercalados por momentos sem movimento. Nas seções em que o participante explorou gestos oscilatórios, consideramos os valores obtidos elevados em relação a nossas expectativas. O descritor para o movimento concluindo obteve melhor resultado de análise, mesmo para a seção do experimento a partir de 30.000 quadros em que o participante explora gestos rápidos, e os resultados obtidos condizem com nossas expectativas para este descritor. Permaneceram as falhas de segmentação devido ao limite de ruído definido em valor baixo. O descritor de PCA apresenta resultados que também condizem com nossas expectativas: valores concentrados entre o primeiro e o segundo autovalores nas seções em que o participante explora gestos oscilatórios e valores distribuídos entre os três autovalores nas seções em que o participante explora gestos intercalados por momentos sem movimento e na seção final do teste, a partir de 35.000 quadros.
O oitavo participante explorou o espaço de maneira similar ao participante anterior, empregando gestos com padrão oscilatório e gestos intercalados por momentos sem movimento. Também notamos um processo de aceleração do movimento, no qual o intervalo entre gestos e as velocidades máximas associadas a cada segmento gestual aumentam progressivamente do início ao fim do teste. A oclusão observada no intervalo entre os quadros 8.378 e 9.418 apresenta um comportamento curioso, importante de ser destacado: quando o participante sai da área de visão das marcas e se a mesma não é identificada ainda próxima a posição no espaço onde a oclusão ocorreu, o sistema de captura de movimento pode necessitar de um intervalo temporal grande para reconhecer novamente todas as articulações do corpo. Para os casos em que a oclusão compreende várias marcas que comprometem a visão cinética do corpo como um todo, o intervalo temporal para reorganização das marcas pode ser ainda maior. O processo de recuperação do modelo cinético pode ser acelerado quando o participante realiza a posição T. No caso da oclusão observada neste participante, seu início está relacionado ao campo de visão das câmeras. Observamos que o participante caminhou para o canto
direito ao fundo da sala (linhas azul e laranja do gráfico no disco anexo), momento em que a oclusão se inicia. Já a recuperação dos dados ocorre também ao fundo da sala, mas no canto oposto. Ou seja, o participante cruzou a sala de um lado ao outro sem ser reconhecido pelo sistema. Não foi necessário realizar a posição T para recuperar sua localização. Os dados de velocidade indicam que neste momento de oclusão o participante ainda explorava o espaço; os intervalos entre gestos e as velocidades máximas de cada segmento gestual mantém padrão similar antes e após o período de oclusão, resultado de uma aceleração progressiva desde o início do teste. As velocidades máximas dos segmentos permanecem no âmbito entre 0.5 e 2m/s nas partes mais lentas do teste, a exemplo da seção entre o início e o quadro 5.050, e da seção entre os quadros 16.500 e 20.500. Já as partes mais rápidas do teste obtiveram velocidades entre 0.5 e 3.5m/s. O descritor de esforço para o movimento iniciando obteve resultados consistentes na seção entre o início do teste e 7.500 quadros, e na seção central entre 17.500 e 20.500 quadros; nas demais seções, observamos a permanência de resultados com valores elevados. O descritor de esforço para o movimento descendente apresentou as falhas de ocasionadas pelo limite de ruído associado como momento de interrupção do movimento para segmentação gestual, sendo pouco efetivo para os gestos oscilatórios rápidos realizados pelo participante. Já o descritor de PCA reflete uma movimentação concentrada no primeiro autovalor entre o início do teste e o quadro 10.500; a partir desta seção os gestos do participante se distribuem entre os três autovalores.
O nono participante explorou o espaço empregando duas estratégias distintas. Durante a primeira metade do teste, até cerca 20.000 quadros, o participante explorou regiões específicas do espaço físico. Os dados nos permitem observar seu deslocamento entre os eixos do plano cartesiano, como o trajeto frente → fundo → frente entre os quadros 7.100 e 8.000; o trajeto da esquerda → direita entre os quadros 5.000 e 6.300, e a altura da sala entre os quadros 11.450 e 11.530. Na segunda metade do teste o participante passa a explorar padrões oscilatórios. Este foi o teste que mais sofreu com amostras em oclusão. A densidade dos gestos aumenta progressivamente do início ao fim do teste e as velocidades máximas para os segmentos gestuais acompanham este comportamento. Observamos também uma maior alternância entre gestos rápidos e lentos, mas não encontramos um padrão de organização para estas variações. Os dados de esforço para o movimento ascendente forneceram resultados de acordo com nossas expectativas durante a primeira metade do teste, até 20.000 quadros, mas observamos a limitação para reconhecimento de gestos rápidos mencionada nos participantes anteriores. O grande número de oclusões comprometeu o comportamento do descritor de esforço para o movimento descendente. Os resultados obtidos a partir dos gestos realizados pelo participante ficaram
dentro de um âmbito restrito de valores, ultrapassando pontualmente o valor de esforço de 0.2. Entretanto, nos momentos de início e fim de oclusão, várias amostras dispararam com o valor de esforço máximo, definido em 0.4, destoando a resposta acústica dos estímulos físicos realizados pelo participante e cada respectivo retorno obtido como resposta acústica. O descritor de PCA apresenta resultados concentrados no primeiro autovalor no início do teste, progressivamente migrando para valores distribuídos entre os primeiro e segundo autovalores na seção entre 10.000 quadros e o fim do teste. Distribuições entre os três autovalores foram ocorrências pontuais.
O décimo participante inicia o teste explorando todo o âmbito espacial até se deparar com uma série de oclusões na seção entre 4.719 e 6.931 quadros. A partir deste momento a densidade de gestos é maior, embora possua menor deslocamento pela totalidade do espaço de captura. O participante progressivamente aumentará a densidade de seus gestos no tempo deste momento até o final do teste. As velocidades máximas observadas entre os segmentos gestuais também aumentarão de uma proporção no âmbito entre 0.3 e 1.5m/s para o âmbito entre 0.5 e 3.5m/s. O descritor de esforço ascendente teve comportamento similar ao observado nos participantes anteriores: nas seções com gestos menores e rápidos, o descritor retornou valores elevados. Entretanto, para a seção inicial, o comportamento do descritor foi comprometido pelo padrão de movimentação do participante e sua relação como o limite de velocidade definido para segmentação gestual. Ilustrando esta relação, na