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

Transcrição

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 w Manipulação

4 Formas Básicas de Interação em w Interação direta w Interação com controles físicos w Controles

5 Metáforas de Interação Direta w Interação com a mão w Extensão de Braço w Lançamento de Raios w Image-plane w Miniaturas, menus, painéis

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 w Graus de liberdade do movimento

7 Interação em Ambientes Tridimensionais Imersivos Navegação

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 w Reposicionamento para realização de uma tarefa

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 rastreamento utilizada

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, elevadores, etc

11 Técnicas de Navegação w Dispositivos Especiais

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 w Velocidade 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 direção

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) w Deve ser animado

16 Controle da Direção do Movimento w Controle com as duas mãos [Mine, 1997]

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 durante a navegação

18 Controle da Direção do Movimento w Dispositivos Virtuais w Principal problema é a falta de sensação tátil w Dirigido por objetos w ônibus, elevadores

19 Controle da Direção do Movimento w Movimento por caminhos pré-definidos w Útil para caminhos complexos e deslocamentos guiados w Dirigido por objetivos w Requer acesso a menus de opções

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 w Deve permitir desaceleração

21 Parei aqui!

22 Controle da Velocidade do Movimento w Controle com a mão w Distância entre a mão e o corpo w Controle linear w Controle por zonas

23 Controle da Velocidade do Movimento w Uso das duas mãos w Dispositivos físicos w Controles virtuais

24 Interação em Ambientes Tridimensionais Imersivos Seleção

25 Seleção em Ambientes w Definição Imersivos w Escolha de qual é, ou quais são, os objetos alvo da futura manipulação w Permite isolar um objeto dos demais

26 w Etapas Seleção em Ambientes Imersivos w Indicação do objeto w Tocar, apontar, englobar w Confirmação da seleção w Botão, tempo, comando de voz

27 Seleção em Ambientes w Feedback Imersivos

28 Técnicas de Seleção em 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 w Seleção por raio w Permite o apontamento de objetos distantes w Difícil de acertar objetos pequenos [Mine, 1994]

30 Técnicas de Seleção em w Seleção por Cone de Luz w O raio adquire volume w Spotlight w Facilita acertar o objeto-alvo

31 Técnicas de Seleção em w Seleção por Cone de Luz w Pode causar seleção múltipla de objetos de forma indesejada

32 Técnicas de Seleção em 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 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 mão do usuário

34 Técnicas de Seleção em w Seleção sobre a imagem 2D w Stick-finger, head-crusher, framming hands [Pierce, 1997] Stick-finger head-crusher framming hands

35 Técnicas de Seleção em 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 objetos

36 Interação em Ambientes Tridimensionais Imersivos Manipulação

37 Técnicas de Manipulação em 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 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 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 w Manipulação por raios w Baseada na Seleção por Raios w O movimento do raio controla o movimento do objeto preso a ele w A aprendizagem é bastante fácil

41 Técnicas de Manipulação em 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 especificar

42 Técnicas de Manipulação em w Manipulação por raios w O movimento de translação é limitado a uma região circular

43 Técnicas de Manipulação em w Manipulação por raios w Pode-se agregar um comando de aproximação ao movimento de translação

44 Técnicas de Manipulação em 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 w Manipulação através de dispositivos

46 Menus em 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 w Atrelados a menus 2D

47 Menus em w Categorias (de acordo com a posição) w Janelas fixas w Janelas presas à visão do usuário w Janelas fixas a objetos

48 Menus em 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 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 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 seleção de um objeto

51 Outras Formas de Menus em w Outras formas de menus w Não atrelados a menus 2D w RingMenu [Ling, 1994]

52 Outras Formas de Menus em w HIT-Wear [Sasaki, 1999]

53 Outras Formas de Menus em w WearCom [Billinghurst, 1999]

54 Uso do Corpo em 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 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; w A possibilidade de uma interação eyes off

56 Uso do Corpo em w Técnicas de manipulação direta w Vantagem: Fáceis de executar w Motivo: conhecimento proprioceptivo é muito profundo

57 Uso do Corpo em 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 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 w Uso de miniaturas CHIMP-WIM [Mark R. Mine] Gorilla Exhibit menu [Bowman and Hodges]

60 Uso de gestos em 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 forma de um objeto

61 Uso de gestos em w Exemplo: Gesture VR [Segen, 1998]

62 Uso de Comandos de Voz em 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] w PIV [Pinho,2000]

64 Painéis em Ambientes Imersivos w Virtual Notepad [Poupyrev, 1998]

65 Painéis em Ambientes Imersivos w 3D Palette [Billinghurst, 1997]

66 w The Cubic Mouse w [Froehlich & Plate, 2000] w GMD - German National Research Dispositivos para Interação 3D

67 Dispositivos para Interação 3D w Head props [Hinckley et al]