Aspectos importantes para os humanos virtuais

Os humanos virtuais possuem cinco aspectos importantes, a saber: • Aparência

• Movimento • Interatividade • Comunicação • Gestos descritos

As próximas seções abordarão cada aspecto detalhadamente.

6.3.1. Aparência

A aparência de um avatar pode ser representada com ícones 2D, desenhos (como personagens de desenho animado), vídeo(s) composto(s), objetos 3D ou corpos completos. O processo de criação de modelos de humanos virtuais introduz uma série de pontos a serem analisados, tais como a escala do corpo, cálculo da segmentação, centros de juntas, e a aspiração de se conseguir uma aparência realista (Figura 6.4).

Figura 6.4: Modelo de Humano.

Antropometria é um ramo da antropologia física, que estuda as medidas do corpo humano. Cada medida é indispensável para se criar uma interface homem-máquina. O conhecimento do tamanho do corpo que varia de acordo com uma amostra populacional particular é crítico, quando são considerados itens como roupas, equipamentos de segurança e

locais de trabalhos. Deve então haver uma preocupação em se criar humanos virtuais antropometricamente corretos (Azuola et al., 1994).

Como se sabe, os humanos virtuais podem ser representados por um conjunto de segmentos geométricos conectados as juntas. Entretanto nem todas as juntas do corpo humano são representadas por uma junta no modelo. Aquelas que podem ser representadas nos modelos são juntas sinoviais, que possuem de um a três ângulos de liberdade (DoF – Degree of Freedom) e limites especificados. Módulos especiais cuidam de modelos mais complicados (juntas complexas) como ombro e espinha (Azuola et al., 1994) (Molet et al., 1997).

Humanos virtuais também podem ser concebidos utilizando modelos poliedrais, que são compostos por uma geometria simples totalizando por volta de dois mil poliedros de fácil manipulação e escalabilidade (Azuola et al., 1994).

Outro método de se criar humanos virtuais é através de Modelos Realistas. Estes modelos são baseados na utilização da técnica de captura de movimentos. Humanos virtuais que possuírem mais de vinte mil polígonos necessitam de equipamentos de captura 3D rápidos e com um grande poder de processamento para sua manipulação (Figura 6.5) (Azuola et al., 1994).

Figura 6.5: Deformação do dorso (Image(s) Copyright 1997, Norman Badler, HMS Center, University of Pennsylvania).

6.3.2. Movimento

O interesse maior é a representação do movimento tal como acontece com os humanos do mundo real, para que naturalmente se obtenha estruturas de juntas e superfícies das mais realistas possíveis (Molet et al., 1997; Thalmann et al., 2003; Lim e Thalmann, 2001; Cavazza et al., 1998).

Muitas vezes será desejável projetar movimentos de modelos com um grande número de juntas, um nível de detalhamento diminuto da modelagem da junta, de acordo com a exigência da aplicação (Thalmann et al., 2003).

Para ilustrar a característica de movimento, pode-se citar como exemplo o agente Jack (Azuola et al.,1994), composto de um corpo liso que utiliza formas de deformação livre (FFD – Free Form Deformation) que permite aumentar o nível de mobilidade do humano virtual (Figura 6.6).

Figura 6.6: “Corpo Liso” do Jack como o ocupante virtual de um modelo CAD de um helicóptero apache (Image(s) Copyright 1997, Norman Badler, HMS Center, University of Pennsylvania).

Atualmente há várias técnicas para se gerar o movimento do agente. Segundo Badler (1997), os movimentos sintetizados em relação aos outros tipos, permitem a geração de movimentos para mais de uma junta ao mesmo tempo. Por exemplo, pode-se armazenar uma série de mudanças dos ângulos das juntas em uma espécie de base de dados ou biblioteca, assim um movimento específico pode ser recuperado e reutilizado em tempo real quando necessário (Granieri et al., 1995). As transformações pré-armazenadas podem ser reutilizadas alterando a orientação e velocidade do modelo.

As vantagens dos movimentos pré-armazenados estão na velocidade, armazenamento e segurança algorítmica (reduzindo a computação). Destaca-se aqui o tamanho reduzido do conjunto de parâmetros (tem-se menos informação obtida e comunicada) e conseqüentemente uma generalização no controle de movimentos como caminhar, procurar, olhar, etc.

Para geração dos movimentos parametrizados existem várias técnicas pesquisadas e disponíveis. As principais estão descritas na Seção 6.4.

6.3.3. Interatividade

A interatividade é utilizada para controlar o humano virtual, seja ele um avatar ou agente virtual. Quanto à geração de movimentos, existem diferentes técnicas que possuem a tarefa de proporcionar um modo de ativar movimento ou comportamento desejado do humano virtual, mais especificamente, o avatar.

A interação pode especificar movimentos de forma bem simples através de rastreamento de sensores, rastreamento de resultado final (por exemplo, cinemática inversa), invocação externa (como menus), sintetizadores de voz ou botões de ação (que sintetizam ou interpretam dados pré-armazenados). É possível também realizar o movimento através de dispositivos de entrada de dados dirigíveis como mouses, teclados, luvas, entre outros. Atualmente, percebe-se um progresso considerável em técnicas de visualização computadorizada utilizando captura de movimentos humanos com movimentos genéricos (Azuola et al., 1994; Essa, 1995; Decarlo, 1996; Kakadiaris, 1996).

Outra forma de interação é a utilização da fala, como meio de interação, criando um banco lingüístico que acione ações argumentadas e elaboradas através de síntese de movimento de baixo nível. Esta técnica pode ser usada com grande vantagem em aplicações

de ambientes virtuais imersivos como o Simulated Casuaties and Medics for Emergency Training (Stansfield et al., 1997).

6.3.4. Comunicação

Com o aparecimento dos extraordinários efeitos especiais e jogos interativos, a criação de um agente que incorpore características autônomas em tempo real seria uma das últimas fronteiras da computação gráfica.

Para a retratação de personagens de animação, de ficção, ou cartoons, podem ser empregadas técnicas de animação computadorizadas incrementando o apelo visual. Existem técnicas de interpolação de quadros chave através de parâmetros ou movimentos capturados do movimento real. Tais técnicas são interativas, off-line e dependentes das habilidades do animador.

Suponha-se que agentes que tenham um comportamento autônomo, precisem ser entidades que respondam ao estímulo humano em tempo real, com comportamentos percebidos como apropriados à interação, necessários aos participantes. Essas necessidades podem ser cercadas pela aplicação de forma que o conjunto de comportamentos dos agentes possam ser criados com antecedência, recuperados e modificados em tempo real de acordo com a necessidade. Por exemplo, alguns jogos restringem os movimentos que o personagem pode realizar, obrigando o usuário a interagir em um ambiente de finitas escolhas.

Porém, como um paradoxo aos jogos, a interação entre pessoas reais está imersa em um ambiente de infinitas possibilidades, com feedback de ações em tempo real, não pré- determinadas, com um largo conteúdo de possibilidades e alto teor de contextualidade.

A comunicação entre as pessoas pode ser realizada de várias formas, configurando-se uma comunicação multimodal que pode ser codificada em vários níveis: fala, gestos, sinais, etc.

O humano virtual se comunica com o usuário por fala, movimentos labiais, movimentos dos olhos, movimentos de mãos, postura corpórea, um movimento de um braço (ou outro membro) e até sinais de mãos. Durante uma interação interpessoal, muitas pessoas se desvencilham de ações corpóreas ou gestos enquanto estão falando.Em outros casos, pode ser utilizada na comunicação uma linguagem de sinais não verbalizada.

Para a maioria das pessoas, as ações do corpo associadas com outros tipos de comunicação são de origem natural e subconsciente. Nos casos dos atores, em algumas citações, deve-se, ou tem-se a necessidade de criar comportamentos que não são “naturais” e isto requer certa habilidade, treinamento e disciplina. Para outras pessoas, suas interações cotidianas podem exigir uma “atuação” consciente, ou seja, a administração do comportamento manifestado encobre as emoções verdadeiras, dramatizando ou simplesmente mentindo.

Quando se usa representação de pessoas em tempo real, isso deixa de ser utopia para ser algo possível. Pessoas reais apresentam múltiplos comportamentos (honestidade, sinceridade, papéis sociais, relacionamentos, poder, intenções, etc.) e existe uma estreita e importante relação entre estes comportamentos e o que pode ser chamado de “veracidade”. Um personagem tem veracidade se ele passa emoção e um estado mental pela observação de seu comportamento. Uma vez que cada comportamento se utiliza de meios ou canais para apresentar como o estado interno do humano virtual se encontra, estes canais envolvidos não devem estar em conflito, apresentando uma visão consistente.

6.3.5. Gestos

Os braços dos seres humanos virtuais realizam pelo menos duas importantes ações: a capacidade buscar e segurar objetos (Douville et al., 1996) e a comunicação como uma extensão ou complemento da faculdade da fala através de sinais, gestos, etc. (Figura 6.7) (Cassel et al., 1997).

Figura 6.7: Comunicação por gestos (Image(s) Copyright 1997, Norman Badler, HMS Center, University of Pennsylvania).

Os gestos na comunicação não-verbal podem auxiliar na representação de objetos do ambiente, indicando localizações aos participantes. Gestos também podem ser usados para intensificar a comunicação entre os interlocutores (Cassel, 1994). Existem pesquisas de inserção de uma cultura específica e até mesmo uma personalidade individual baseadas em variações de gestos (Badler, 1997).