Realidade Virtual
Márcio Serolli Pinho
Faculdade de Informática da
PUCRS
Grupo de Realidade Virtual
Interação em Ambientes
Tridimensionais Imersivos
Tarefas Interativas
w
Navegação
w
Seleção
Formas Básicas de Interação
em Ambientes Imersivos
w
Interação direta
w
Interação com controles físicos
Metáforas de Interação Direta
w
Interação com a mão
w
Extensão de Braço
w
Lançamento de Raios
w
Image-plane
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
Interação em Ambientes
Tridimensionais Imersivos
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
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
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,
Técnicas de Navegação
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
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
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
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)
Controle da
Direção do Movimento
w
Controle com as duas mãos [Mine,
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
Controle da
Direção do Movimento
w
Dispositivos Virtuais
w Principal problema é a falta de sensação tátil
w
Dirigido por objetos
Controle da
Direção do Movimento
w
Movimento por caminhos pré-definidos
w Útil para caminhos complexos e deslocamentos guiados
w
Dirigido por “objetivos”
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”
Controle da
Velocidade do Movimento
w
Controle com a mão
w Distância entre a mão e o corpo w Controle linear
Controle da
Velocidade do Movimento
w
Uso das duas mãos
w
Dispositivos físicos
Interação em Ambientes
Tridimensionais Imersivos
Seleção em Ambientes
Imersivos
w
Definição
w Escolha de qual é, ou quais são, os objetos alvo da futura manipulação
Seleção em Ambientes
Imersivos
w
Etapas
w Indicação do objeto
w Tocar, apontar, englobar w Confirmação da seleção
Seleção em Ambientes
Imersivos
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]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]
Técnicas de Seleção em
Ambientes Imersivos
w
Seleção por Cone
de Luz
w O raio adquire volume w “Spotlight” w Facilita “acertar” o objeto-alvoTécnicas de Seleção em
Ambientes Imersivos
w
Seleção por Cone
de Luz
w Pode causar
seleção múltipla de objetos de
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 usuáriol
Seleção por Cone
Variável
– Pode causar fadiga no
braço
– Qualquer movimento
de cabeça afeta a seleção
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
Técnicas de Seleção em
Ambientes Imersivos
w
Seleção sobre a imagem 2D
w Stick-finger, head-crusher, framming hands
[Pierce, 1997]
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
Interação em Ambientes
Tridimensionais Imersivos
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
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
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
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
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
Técnicas de Manipulação em
Ambientes Imersivos
w
Manipulação por raios
w O movimento de translação é limitado a uma região circular
Técnicas de Manipulação em
Ambientes Imersivos
w
Manipulação por raios
w Pode-se agregar um comando de
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
Técnicas de Manipulação em
Ambientes Imersivos
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
Menus em
Ambientes Imersivos
w
Categorias (de acordo com a
posição)
w
Janelas fixas
w
Janelas presas à visão do usuário
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
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
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
Outras Formas de Menus em
Ambientes Imersivos
w
Outras formas de menus
w
Não atrelados a menus 2D
Outras Formas de Menus em
Ambientes Imersivos
Outras Formas de Menus em
Ambientes Imersivos
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]
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;
Uso do Corpo em
Ambientes Imersivos
w
Técnicas de manipulação direta
w
Vantagem: Fáceis de executar
w
Motivo: conhecimento
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 simplificadaUso 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]Uso do Corpo em
Ambientes Imersivos
w Uso de miniaturas
Gorilla Exhibit menu [Bowman and Hodges] CHIMP-WIM
Uso de gestos em
Ambientes Imersivos
w Buscar gestos naturais w Simples w Atirar um objetosobre ombro para remove-lo
w Usa as costas do
usuário como “lixeira”
w Icônicos
w gestos que imitam a
Uso de gestos em
Ambientes Imersivos
w Exemplo: “Gesture VR” [Segen, 1998]
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
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]
Painéis em Ambientes
Imersivos
Painéis em Ambientes
Imersivos
Dispositivos para
Interação 3D
w The Cubic Mouse w [Froehlich & Plate,
2000]
w GMD - German