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Realidade Virtual. Márcio Serolli Pinho Faculdade de Informática da PUCRS. Grupo de Realidade Virtual

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(1)

Realidade Virtual

Márcio Serolli Pinho

Faculdade de Informática da

PUCRS

Grupo de Realidade Virtual

(2)

Interação em Ambientes

Tridimensionais Imersivos

(3)

Tarefas Interativas

w

Navegação

w

Seleção

(4)

Formas Básicas de Interação

em Ambientes Imersivos

w

Interação direta

w

Interação com controles físicos

(5)

Metáforas de Interação Direta

w

Interação com a mão

w

Extensão de Braço

w

Lançamento de Raios

w

Image-plane

(6)

Parâmetros do Processo

Interativo

w

Densidade de objetos existentes na

região do objeto alvo

w

Distância até o objeto-alvo

w

Tamanho do objeto-alvo

w

Oclusão do objeto-alvo

w

Número de objetos a ser selecionado

(7)

Interação em Ambientes

Tridimensionais Imersivos

(8)

Categorias de Navegação

w  Navegação Exploratória

w  Sem destino específico

w  Útil para conhecer o ambiente

w  Navegação de Busca

w  Com objetivo de assumir uma nova posição ou

chegar ao um objeto-alvo

w  Navegação de Manobra

(9)

Técnicas de Navegação

w

Movimento físico

w Não requer um novo aprendizado

w Facilita a manutenção de um modelo mental do ambiente

w Espaço limitado tecnologia de

(10)

Técnicas de Navegação

w

Plataformas de Deslocamento

w Permite “caminhar no lugar” w Esteiras, degraus

w

Vôos

w

Tele-transporte

w

Deslocamentos guiados por carros,

(11)

Técnicas de Navegação

(12)

Navegação em Ambientes

Imersivos

w

Técnicas de Deslocamento

w Mudar de posição

w

Técnicas de

Wayfinding

w Encontrar o caminho correto até um certo objetivo (local ou objeto)

w

Componentes do Processo de

Navegação

w Direção do Movimento

(13)

Controle da

Direção do Movimento

w  Controle com a mão w  O usuário “aponta” a

direção a ser seguida

w  Grande flexibilidade de

movimentação

w  Controle “fino” da

(14)

Controle da

Direção do Movimento

w

Controle com a mão

w Pode causar fadiga no braço do usuário

w Pode causar confusão entre navegação e

manipulação

w A resolução das direções pode ser elevada demais

(15)

Controle da

Direção do Movimento

w

Controle com a mão

w Grade para reduzir a “resolução”

w Diminui a instabilidade do movimento

w

Reduzir o tamanho do ambiente e

“apontar” a posição final (miniaturas)

(16)

Controle da

Direção do Movimento

w

Controle com as duas mãos [Mine,

(17)

Controle da

Direção do Movimento

w  Controle com dispositivos físicos

w  Direção de carros

w  Bicicletas

w  Controle com o movimento da

cabeça

w  Intuitivo

w  Simples de aprender

w  Restringe a observação do ambiente

(18)

Controle da

Direção do Movimento

w

Dispositivos Virtuais

w Principal problema é a falta de sensação tátil

w

Dirigido por objetos

(19)

Controle da

Direção do Movimento

w

Movimento por caminhos pré-definidos

w Útil para caminhos complexos e deslocamentos guiados

w

Dirigido por “objetivos”

(20)

Controle da

Velocidade do Movimento

w

Velocidade Constante

w Apenas Comandos de Andar e Parar

w Facilita a implementação w Dificulta a “aproximação”

w

Aceleração constante

w Apenas Comandos de Andar e Parar

w Facilita a “aproximação”

(21)
(22)

Controle da

Velocidade do Movimento

w

Controle com a mão

w Distância entre a mão e o corpo w Controle linear

(23)

Controle da

Velocidade do Movimento

w

Uso das duas mãos

w

Dispositivos físicos

(24)

Interação em Ambientes

Tridimensionais Imersivos

(25)

Seleção em Ambientes

Imersivos

w

Definição

w Escolha de qual é, ou quais são, os objetos alvo da futura manipulação

(26)

Seleção em Ambientes

Imersivos

w

Etapas

w Indicação do objeto

w Tocar, apontar, englobar w Confirmação da seleção

(27)

Seleção em Ambientes

Imersivos

(28)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção direta

w Fácil de implementar w Simples de utilizar w Limita o volume de trabalho do usuário [Mine, 1994]

(29)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção por raio

w Permite o apontamento de objetos distantes w “Difícil de acertar” objetos pequenos [Mine, 1994]

(30)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção por Cone

de Luz

w O raio adquire volume w “Spotlight” w Facilita “acertar” o objeto-alvo

(31)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção por Cone

de Luz

w Pode causar

seleção múltipla de objetos de

(32)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção por Cone

Variável

w  [Forsberg, 1996] w  O volume é controlado por um “círculo de abertura” w  Permite “afinar” o cone durante a seleção w  O ápice do cone é o olho do usuário

l 

Seleção por Cone

Variável

–  Pode causar fadiga no

braço

–  Qualquer movimento

de cabeça afeta a seleção

(33)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção sobre a imagem 2D

w Usa um raio que sai do olho do usuário e vai até um cursor na tela

w O movimento do cursor é controlado pela

(34)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção sobre a imagem 2D

w Stick-finger, head-crusher, framming hands

[Pierce, 1997]

(35)

Técnicas de Seleção em

Ambientes Imersivos

w

Seleção por Comandos de voz

w As mãos podem ficar livres para outras tarefas

w O usuário devem lembrar “o nome” dos

objetos

w

Seleção por Lista de Objetos

w Deve haver suporte a menus

w O usuário devem lembrar “o nome” dos

(36)

Interação em Ambientes

Tridimensionais Imersivos

(37)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Definição

w Mudança de algum parâmetro ou o estado

de um objeto previamente selecionado

w Parâmetros geométricos: rotação, posição, tamanho

w Visuais: cor, textura, iluminação

w Comportamentais: iniciar ou parar um movimento ou parar, por exemplo

(38)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Deve considerar a técnica que foi

empregada para Seleção

w

Formas básicas de Manipulação

w Manipulação direta

w Manipulação por raios w Controles físicos

(39)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Manipulação Direta

w Baseada na “Seleção Direta” w Depende das possibilidades de

rastreamento da mão do usuário

w Limita o volume de trabalho do usuário ao alcance da mão

(40)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Manipulação por raios

w Baseada na “Seleção por Raios”

w O movimento do raio controla o movimento

do objeto preso a ele

(41)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Manipulação por raios

w Os movimentos são intuitivos

w Rotação ao redor do raio é muito simples w Outras rotações fora do eixo são difíceis de

(42)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Manipulação por raios

w O movimento de translação é limitado a uma região circular

(43)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Manipulação por raios

w Pode-se agregar um comando de

(44)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

w

Manipulação através de dispositivos

w Deve-se buscar dispositivos semelhantes aos reais

w Atenção às funções de mapeamento do

movimento do dispositivo para o movimento do ambiente virtual

w É preciso manter controle dos graus de liberdade

(45)

Técnicas de Manipulação em

Ambientes Imersivos

(46)

Menus em

Ambientes Imersivos

w  Usados para funções de

controle

w  O tipo mais comum é

uma placa suspensa onde o usuário aponta opções com um raio

w  Necessita de um

mecanismo de confirmação

(47)

Menus em

Ambientes Imersivos

w

Categorias (de acordo com a

posição)

w

Janelas fixas

w

Janelas presas à visão do usuário

(48)

Menus em

Ambientes Imersivos

w

Janelas fixas

w Fáceis de implementar w Fáceis de “perder”

w Não obstruem a visão do usuário

w Usados para controlar aspectos gerais do ambiente virtual

(49)

Menus em

Ambientes Imersivos

w

Janelas presas à visão do usuário

w Movem-se sempre que a cabeça do usuário

se move

w Ficam presas à uma posição da tela w Fáceis de acessar

w Ocupam parte da visão do usuário

w Podem ser “escondidos” e “exibidos” sob comando do usuário

(50)

Menus em

Ambientes Imersivos

w  Janelas presas a objetos w  Exibido próximo ao objeto a que se refere w  Semelhante a “menus de contexto”

w  Usados para alterar

opções de objetos específicos

w  Ativados após a

(51)

Outras Formas de Menus em

Ambientes Imersivos

w

Outras formas de menus

w

Não atrelados a menus 2D

(52)

Outras Formas de Menus em

Ambientes Imersivos

(53)

Outras Formas de Menus em

Ambientes Imersivos

(54)

Uso do Corpo em

Ambientes Imersivos

w

Falta de sensação tátil dificulta a

interação

w

Uma das poucas possibilidades de

sensação tátil: o próprio corpo

w

Propriocepção

w sensação que o ser humano tem da

posição e da orientação das partes de seu próprio corpo [Boff, 1986]

(55)

Uso do Corpo em

Ambientes Imersivos

w

[Mine, 1997] propõe o uso de técnicas

PROPRIOCEPTIVAS em Ambientes

Virtuais

w Uma referência física real na qual o usuário pode apoiar-se para compreender o

processo interativo

w Um controle mais fino sobre os movimentos;

(56)

Uso do Corpo em

Ambientes Imersivos

w

Técnicas de manipulação direta

w

Vantagem: Fáceis de executar

w

Motivo: conhecimento

(57)

Uso do Corpo em

Ambientes Imersivos

w

Menus e

Controles

w Presos em cintos ou no bolso w Em locais fixos em relação ao corpo w Trazidos para frente quando necessário w Interação direta simplificada

(58)

Uso do Corpo em

Ambientes Imersivos

w

Uso de miniaturas

w Técnicas Exocêntricas w Super observador w Colocar o ambiente ao alcance da mão do usuário w “Scale world grab” [Mine,1997]

(59)

Uso do Corpo em

Ambientes Imersivos

w  Uso de miniaturas

Gorilla Exhibit menu [Bowman and Hodges] CHIMP-WIM

(60)

Uso de gestos em

Ambientes Imersivos

w  Buscar gestos naturais w  Simples w  Atirar um objeto

sobre ombro para remove-lo

w  Usa as costas do

usuário como “lixeira”

w  Icônicos

w  gestos que imitam a

(61)

Uso de gestos em

Ambientes Imersivos

w  Exemplo: “Gesture VR” [Segen, 1998]

(62)

Uso de Comandos de Voz em

Ambientes Imersivos

w  Natural

w  Fácil de usar

w  Deixa as mãos livres

w  Difícil de implementar w  Usa um conjunto limitado de palavras w  É preciso aprender os comandos w  Sujeito a erros sintáticos e semânticos w  Ruídos

(63)

Painéis em Ambientes

Imersivos

w

Painéis – Interfaces

“Pen and table”

w Servem como um “suporte tátil” aos

widgets

w “Personal Interacion Panel –

PIP” [Szalavári, 1999]

w “Virtual Notepad” [Poupyrev, 1998] w “3D Palette” [Billinghurst, 1997]

(64)

Painéis em Ambientes

Imersivos

(65)

Painéis em Ambientes

Imersivos

(66)

Dispositivos para

Interação 3D

w  The Cubic Mouse w  [Froehlich & Plate,

2000]

w  GMD - German

(67)

Dispositivos para

Interação 3D

Referências

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