5.1.
Introdução
Este capítulo, através de estudo de caso, mostra o funcionamento do sistema
protótipopropostopor este trabalho.
Além disso, o capítulo apresenta a avaliação do sistema feita por um conjunto de
professores e de alunos através de um questionário preenchido pelos mesmos, após terem realizado experimentos no sistema. Finalmente, as limitações do sistema proposto e sugestões para resolver essas limitações são discutidas,
5.2.
Funcionamento do Sistema
O sistema protótipo foi introduzido em umapágina HTML, onde o usuário encontra
explicações úteis para ajudá-lo a executar o estudo de caso. Nesta página, apresenta-se um
menu,no qualestão disponíveis assuperfíciesquádricasimplementadas.
Iniciando o sistema a partir de uma página HTML, o usuário escolhe, através do
menu, qual superfície quádrica ele deseja visualizar. A Figura 5.1 mostra a página inicial do
Figura 5.1 - Página HTML do sistema
Após o usuário selecionar a superfície quádrica, o ambiente virtual é aberto em um
browser acompanhado do plug-in Cosmo Player, mostrando a superfície e o painel de
controle do sistema, comopode ser observado na Figura 5.2.
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56
Através do plug-in, o usuário pode navegar pelo ambiente virtual e interagircom as
superfícies inseridas no mesmo. Para gerar o plano de corte, o usuário clica em três pontos
não-colinearesquaisquer na superfície quádrica.
Em seguida, o usuário deve clicar no botão (sensor) Plano disponível no painel de
controle, para que o plano de corte seja construído e visualizado. A Figura 5.3 ilustra o parabolóide como plano decorte.
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Depois de construído o plano de corte, a superfície deve ser cortada. Para que isso aconteça, o usuário deve clicar no botão (sensor)Corte. Quando este botão for acionado, duas
novas superfícies geradas são inseridas no ambiente virtual. Essas superfícies possuem sensores, que permitem arrastá-las pelo ambiente virtual, através do mouse. A Figura 5.4
ilustraasduas superfícies geradas após ocorte.
Figura 5.4 - As duas novas superfícies depois derotacionadas e transladadas
No estágio seguinte, o usuário tem a opção de clicar no botão (sensor) Atualizar.
Este botão tem por finalidade reapresentar o ambiente virtual, exibindo a superfície quádrica
no seu estágio inicial, parapermitir que o usuário realize um novo corte na superfície. Uma outra opção seria o usuário clicar na seta de retorno dajanela do browser, para regressar à páginaanteriordo sistema,e escolheroutras superfícies quádricas.
58
5.3. Avaliação do Sistema
O sistema protótipo foi avaliado por 35 usuários, incluindo professores e alunos dos
cursos de Engenharia Elétrica e Ciência daComputação. Estes usuários executaram o sistema protótipo em computadores interligados por rede e com a seguinte configuração: 128 Mb de memória RAM e diferenciados tiposde processadores de 350 MEIz.
Ao apresentar o sistema a esses usuários, foi explicado qual o objetivo do sistema
proposto e como utilizar o plug-in Cosmo Player. Em seguida, os mesmos navegaram e interagiram no ambiente virtual, visualizando e realizando cortes nas superfícies quádricas
disponíveis. No final dos experimentos, os usuários foram solicitados para preencher o
questionário. Alguns exemplos destesquestionários estãolistados no Apêndice A.
A seguir, são apresentados os itens avaliados pelos usuários. Em cada item é
mostrado um gráfico comparativo daavaliação, seguido de um brevecomentário, baseado nos
questionários:
■ Quanto à Finalidade do seu uso como ferramentaeducacional em disciplinas que tratam do assunto em questão:
Quantidade
□ Muito Útil
□ Útil
□Pouco Útil
muito útil, pelo fato de facilitar a visão espacial do aluno e auxiliar na abstração das formas
tridimensionais que são apresentadas nas aulas. Dentre as 10 pessoas que consideraram o sistema apenas útil, somente um aluno justificou alegando que apenas um pequeno grupo de
alunos teria acesso ao sistema, pois o mesmo necessita de uma máquina com configuração mais robusta em relação à memóriaRAM e ao processador, para executá-lo com eficiência e rapidez, osdemaisnão justificaram os motivos e até elogiaram o sistema.
■ Quanto à Interface com o Usuário:
Quantidade □ Fácil Entendimento dos Comandos □Médio Entendimento dos Comandos □ Difícil Entendimento dos Comandos
Quanto à interface com o usuário, o gráfico mostra que 23 usuários consideraram os
comandos apresentados no sistemade fácil entendimento, por apresentar os botões no painel
de controle e por conter uma ajuda na página inicial do sistema explicando como usar os recursos. Os usuários que tiveram dificuldades em navegar no mundo virtual, justificaram que os botõesáoplug-in Cosmo Player que foi utilizado não sãode fácil assimilação.
60
■ Quanto à Facilidade de Uso:
Quantidade
□ Muito Intuitivo
□ Intuitivo □ Pouco Intuitivo
Com relação à facilidade de uso, 10 pessoas consideraram o sistema muito intuitivo Pela interface que ele apresenta. No entanto 20 pessoas responderam que o sistema é intuitivo e 5 pessoas consideraram o sistemapouco intuitivo, pelo fato de não conhecerem o0 que dificultou o manuseio dos comandos de navegação no ambiente virtual. Outro motivo citado pelos usuários que consideraram o sistema intuitivo e pouco intuitivo foi o fato do
sistema exigirum prévio treinamentoantes dasua utilização.
■ Se o programa permitiu a aquisição de informações úteis a respeito de como
realizarcortes emsuperfícies?
Quantidade
□ sim
□não □em parte
De um modo geral os usuários são de opinião que o programa orienta o usuário a
respeito de como realizar cortes em superfícies, porque conseguiram abstrair um assunto que
anecessidadede um help dentro do ambiente virtual.
Várias sugestões foram apresentadaspelos usuários que avaliaram o sistema. Dentre elas, destacam-se:
- Possibilitar a inserção das coordenadas do ponto selecionado no ambiente
virtual.
- Permitir que o usuário cancelasse o ponto selecionado, para que então pudesse
selecionar outro ponto na superfície. Para tanto, seria necessário exibir as coordenadas do pontoduranteaseleção.
■ Permitir a entrada de equações quádricas, e a partir da equação informada o sistema executar a plotagem da superfície.
■ Como o sistema exige do computador uma configuração mínima de 256 Mb de memória RAM e um processador Pentium III de 900 MHz, para que o mesmo apresenteuma performance aceitável quando do processamento do corte, seriaviável a inserção de uma ampulheta identificando que o sistema continuaprocessando ou uma mensagem informando do processamento, para assim o usuário não pensar que
o sistema está travado. Entretanto, se o computador não apresentar a configuração
mínima requerida, pode ocorrer em alguns casos o travamento do processamento do sistema.
■ Inserir uma ajuda no ambientevirtual, com uma sessão de demonstração.
■ Especificar na página inicial do sistema quais são os requisitos mínimos de
configuração do computador para executar o protótipo. ■ Criar uma interface gráfica mais independente do plug-in.
■ Realizar ocorte sem a necessidade deselecionar os pontos, por exemplo, cortar a superfície comum objeto virtual,tal como uma tesoura ou lâmina.
62
- Possibilitar a inserção de superfícies a partir de equações não-lineares, que são
definidas através degeometria diferencial.
■ Permitir a inserção de mais de uma superfície no mesmo mundovirtual.
■ Permitir a inserção de novos objetos como a superfície quádrica parabolóide
hiperbólico (cela), muito difícil deservisualizadaem livros e sólidos de revolução.
■ Permitir a inserção de operações entre as superfícies, como soma, subtração e intersecção de superfícies.
» Inserir no painel de controle um botão para rotação e translação da superfície
cortada ou não, para possibilitaruma manipulação mais fácil.
Baseado na quantidade significativa de sugestões acredita-se que os usuários mostraram-se motivados com os experimentos. Além disso, a autora está confiante que, de
acordo com o conhecimento adquirido através deste trabalho, as sugestões acima são
possíveis de serem implementadas.
5.4.
Limitações do Sistema
Além das limitações/sugestões identificadas pelos usuários, outras limitações foram
coletadas durantea pesquisa, a saber.
Se os pontos selecionados pelo usuário, resultar em um plano de corte que intercepta as linhas meridianas, não há problemas com relação ao método utilizado para gerar a nova base de dados contendo os pontos pertencentes às duas novas superfícies. Entretanto, se o plano decorte interceptar a região interna de alguma das faces, então o método utilizado não é viável. Como o sistemapermite uma interaçao diretacom toda superfície quádrica, é possível Que o usuário clique em determinados pontos nasuperfície que resulte emum plano de corte quenão atravesse apenas aslinhasmeridianas da superfície, comoilustra aFigura 5.5,
interceptam o plano. Isto é, paracada ponto daface é calculadaa equação do plano contendo no cálculo as coordenadas x, y, z. Se todos os pontos que compõem a face resultar em valores maiores que zero e não computar os resultados iguais, entende-se que esta face faz parte de uma superfície, àquela que está acima do plano de corte. Mas, se todos os pontos que compõem a face resultar em valores menores que zero e não computaros resultados iguais, entende-se que esta face faz parte da outra superfície, ou seja, a superfície que está abaixo do
plano de corte. No entanto, as duas superfícies aparecem “dentilhadas”, já que as faces que fazem parte da intersecção do plano não foram plotadas na superfície, como ilustra a Figura
5.6. Para resolver este problema, será necessário analisar separadamente cada face que interceptao plano, tendo como resultado novas faces segmentadas de forma diferentedaquela
geradapelo padrão MatLab.
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Concluído
64
5«5. Galeria de Experimentos
A Figura 5.7 apresenta uma galeria de experimentos realizados no sistema com as
superfícies quádricaselipsóide e hiperbolóide.
Corte no Hiperbolóide Corte no Elipsóide
66
5.6. Sumário e Conclusões
Este capítulo apresentouos resultados e limitações do sistemaproposto, que oferece
recursos para o usuário visualizar e realizar cortes em superfícies quádricas, através da
interação direta com as superfícies.
Durante a avaliação, os usuários realizaram experimentos no sistema, e contribuíram
com sugestões adicionais paramelhorar os recursos domesmo.
Quanto à avaliação, de modo geral observou-se que o sistema foi considerado muito útil quanto à finalidade do seu uso como ferramenta de ensino em disciplinas que tratam do
assunto abordado, como Geometria Analítica e Cálculo, pois facilita a visão espacial do aluno
quando comparado às fórmulas e equações, além de abstrair as formas tridimensionais que
são mostradas nos livros.
Embora o sistema apresente algumas limitações, foram indicadas sugestões para tratar tais problemas.
No próximo capítulo, serão apresentadas as conclusões, além dos trabalhos futuros Que poderão darcontinuidade a essa pesquisa.