Desenvolvimento de uma Interface em Realidade Virtual para Empreendimentos na Internet

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1 Desenvolvimento de uma Interface em Realidade Virtual para Empreendimentos na Internet Plinio Thomaz Aquino Junior Claudio Kirner Tereza Gonçalves Kirner Fundação Eurípides Soares da Rocha Av. Higino Muzzi Filho, 529 ( ) Marília, São Paulo, Brasil Fone: (14) Fax: (14) {plinio, ckirner, tkirner}@fundanet.br RESUMO Este relato descreve a experiência de desenvolvimento de uma ferramenta para empreendimentos na internet, no qual produtos e empresas possam ser expostos utilizando uma interface em realidade virtual. Tais produtos e empresas podem ser explorados por imagens, textos, vídeos, ambientes tridimensionais estáticos e dinâmicos, utilizando mouse e teclado. Palavras-chave Realidade virtual, internet, comércio eletrônico, interface. 1. INTRODUÇÃO A implantação e funcionamento de empreendimentos de diferentes tipos, nas mais variadas áreas de aplicação, através da internet, vem crescendo exponencialmente, tanto a nível internacional como no Brasil. Ao mesmo tempo, novas tecnologias computacionais para desenvolvimento de software na internet, vem surgindo e tornando-se cada vez mais fáceis de serem empregadas com sucesso em sistemas de negócios. Entre as tecnologias atuais, destacam-se as de realidade virtual, que permitem a criação de interfaces inovadoras, como as citadas por Kirner (1996), com recursos de interação, navegação e imersão. O presente trabalho relata a experiência de desenvolvimento de uma ferramenta de interface para implantação de empreendimentos na internet, incluindo empresas virtuais e comércio eletrônico. A interface segue uma metáfora de shopping center, sendo capaz de abrigar um número ilimitado de empresas, além de disponibilizar espaços para divulgação de produtos através de outdoors, banners e representações animadas. A interface é uma construção tridimensional, modelada através de técnicas e linguagens de realidade virtual, que permite aos visitantes do Shopping navegar pelo ambiente, conhecer as empresas, ter informações sobre negócios e produtos e, dependendo da empresa, fazer compras através da internet. O foco principal do trabalho é o desenvolvimento da interface em realidade virtual, sendo que os aspectos de implantação e condução de negócios por comércio eletrônico não são discutidos. O item 2 deste trabalho apresenta uma visão geral da ferramenta de interface, aqui chamada de Shopping Virtual. O item 3 contém os principais aspectos de desenvolvimento da ferramenta. O item 4 apresenta as características presentes que possibilitam ser um sistema interativo. Algumas conclusões são apresentadas no item VISÃO GERAL DA FERRAMENTA DE INTERFACE O Shopping Virtual é uma ferramenta de interface tridimensional, com recursos de navegação e facilidades de interação, destinada a apoiar a criação e funcionamento de empreendimentos no ambiente da internet. O grande diferencial de criar-se um empreendimento (uma loja comercial, por exemplo) na internet, utilizando-se a ferramenta Shopping Virtual, é que a loja fará parte de um local virtual para visitas e compras, que poderá ser visualizada de maneira bem próxima do mundo real. No Shopping Virtual, podem ser alojados empreendimentos de diferentes tipos e portes, provenientes de qualquer localização, do país ou do exterior. As empresas são representadas

2 visualmente por construções tridimensionais, que poderão ser complementadas por slogans, imagens de produtos ou logotipos em suas fachadas. Além disso, é possível à empresa associar seu endereço no Shopping Virtual a uma home page ou domínio na internet que permita a realização de comércio eletrônico em diferentes níveis. A exposição de produtos ou serviços a serem comercializados pode ser obtida através de fotos em home pages padrão ou alternativamente, através de exposição tridimensional feita por meio de modelagem dos produtos oferecidos. O mundo virtual que compõe o Shopping Virtual apresenta dois espaços de navegação: o externo e o interno. A parte externa do Shopping é composta por uma Cidade Virtual tridimensional, com ruas, sinalizações de trânsito, outdoors, lojas, empresas, etc. Para entrar no Shopping, o visitante tem a opção de passar inicialmente pelo espaço externo, composto por quarteirões virtuais interligados. A interface possibilita a navegação em Cidades Virtuais formadas por modelos de imagens estáticas, representando pontos comerciais de uma cidade real. É importante destacar que as interfaces visuais dos quarteirões foram criadas para dar a impressão de serem modelos tridimensionais. Porém, tais modelos dos quarteirões não foram implementados com recursos de realidade virtual, apesar de oferecerem características limitadas de navegabilidade e interatividade. A Figura 1 mostra um quarteirão de uma Cidade Virtual e a Figura 2 apresenta uma visão externa do Shopping Virtual. Figura 1 - Quarteirão de uma Cidade Virtual Figura 2 Vista Externa do Shopping Virtual 3. ASPECTOS DE DESENVOLVIMENTO DO SHOPPING VIRTUAL Estrutura Básica O Shopping Virtual apresenta uma arquitetura moderna, que permite, até o momento, a exposição de cinqüenta e oito empreendimentos, dispostos em 2 andares. Além disso, há espaço disponível para inclusão de meios de divulgação, como banners e outdoors. A estrutura básica tridimensional implementada permite também a expansão do número de empreendimentos, com pequeno esforço de modelagem e sem comprometimento da qualidade da navegação. O desenvolvimento do Shopping foi direcionado no sentido de se obter o máximo realismo possível. Assim, existe uma escada rolante e um elevador, que os visitantes podem utilizar

3 para ir de um piso para outro. Além disso, houve a preocupação de incluir objetos típicos de um shopping center, como plantas, objetos ornamentais, fonte, etc. A estrutura básica adotada para modelagem do Shopping Virtual é representada na Figura 3. E L E V A D O R FONTE COM ANIMACAO ESCADA ROLANTE ESCADA ROLANTE ENTRADA Figura 3 Planta Baixa do Shopping Virtual Cada lado da planta baixa representada na Figura 3 é uma parede, que pode ser utilizada de diferentes formas, tais como: Pode ser usada para a modelagem da fachada de uma empresa. O visitante do Shopping, ao clicar no espaço de uma das fachadas da empresa ou loja, entrará automaticamente no espaço virtual que poderá ser um outro ambiente virtual ou uma home page, na qual funcionará o empreendimento virtual, com divulgação de produtos, serviços ao cliente, comércio eletrônico, etc.; Pode ser utilizada para aplicação de texturas fictícias ou reais (obtida através de fotos). O visitante, ao clicar no espaço da fachada composta por texturas, também entrará no ambiente virtual representativo do empreendimento; Poderá ser usada para aplicação de banners publicitários, com possibilidade de inclusão de links para endereços na internet; Poderá ser utilizada para criação de animações interativas que despertem o interesse dos visitantes; Poderá ser utilizada para colocação de um portal de saída do espaço tridimensional atual ou de um portal de comunicação com outro espaço. Observando-se a Figura 3, nota-se que cada módulo do Shopping apresenta sete pontas de conexão para a inclusão de novos módulos e uma ponta para o portal principal. Essa estrutura básica possibilita tanto a expansão horizontal quanto a expansão vertical dos módulos do Shopping.

4 Figura 4 Exemplo de Possível Expansão Horizontal O visitante dispõe de várias facilidades para movimentação no ambiente virtual. A movimentação entre os andares pode ser feita através do uso da escada rolante, do elevador ou viewpoints. O elevador é interativo, sendo que o visitante deve pressionar botões imersos no ambiente para abrir a porta do elevador, para subir ou para descer. Os viewpoints são posições pré-definidas no ambiente, que podem ser utilizadas para obter uma navegação mais rápida no interior do Shopping Virtual. As Figuras 5 a 10 foram capturadas a partir do funcionamento da ferramenta Shopping Virtual. Na Figura 5 é mostrada uma visão externa das lojas e a localização de banners. A Figura 6 apresenta a barra de comandos do Plug-In - Cosmo World, utilizando-se a lista de viewpoints previamente definidos. Figura 5 Visão Externa das Lojas e Banners Figura 6 Navegação por viewpoint A Figura 7 apresenta o elevador que é acionado com a interação do usuário, além da fonte animada que possui movimento constante em diversas trajetórias. Na Figura 8 é exibida a escada rolante, que é uma outra opção de acesso ao piso superior.

5 Figura 7 Elevador e Fonte Animada Figura 8 Escada Rolante Na Figura 9 é mostrada a visão do elevador no piso superior e, na Figura 10 a visão das escadas, além das fachadas das lojas e locais de publicidade no segundo piso. Destaca-se também a aplicação de tratamento de colisões nas barras de proteção, impedindo que o usuário caia para o piso inferior durante a navegação. Figura 9 Visão do Elevador e Lojas no Piso Superior Figura 10 Visão das Escadas e Barras de Proteção no Piso Superior

6 Implementação O desenvolvimento do ambiente virtual do Shopping foi norteado pela obtenção de economia máxima de quantidade de polígonos e redução do tamanho dos arquivos de texturas. Tal economia e redução foram feitas até um ponto considerado ótimo, no sentido de se preservar também o realismo das representações visuais. De maneira geral, o desenvolvimento da interface seguiu os princípios e processos propostos por Kirner e Martins (1998), incluindo as etapas de especificação, projeto, codificação e testes. Além disso, o ambiente do Shopping foi planejado para funcionar de acordo com as diretrizes definidas por Powers (1997) para as comunidades virtuais que vem se proliferando recentemente. A ferramenta Shopping Virtual foi implementada através da linguagem VRML 2.0 (Virtual Reality Modelling Language), que possui recursos para modelagem de mundos virtuais a serem disponibilizados na internet. Hartman (1999) apresenta a linguagem VRML, que possibilita criar modelos gráficos tridimensionais sofisticados, animações, navegação através do ambiente virtual criado e visualizações completas do ambiente virtual. Com a utilização de monitores padrões para interação visual, o usuário navega pelos mundos virtuais VRML através de um avatar, que é uma representação abstrata do usuário, que sofre influência da gravidade, possui campo de visão, altura e tamanho de cada passo. O VRML pode ser visto como um formato de compartilhamento de descrições tridimensionais, assim como HTML é um formato para descrição de páginas hipermídia. Arquivos com extensão WRL contêm descrições compactas de mundos virtuais, que podem ser transferidas através da Web com relativa facilidade. Ao permitir que objetos em um mundo virtual possam referenciar outros mundos e recursos da Web, o VRML possibilita a criação de espaços virtuais multidimensionais. As principais funcionalidades do VRML 2.0, foram utilizadas na implementação da ferramenta, sendo: Mundos estáticos mais realistas - cenários celestes e terrenos irregulares (por exemplo: cobertura do shopping); Nós geradores de som (som emitido quando é aberta a porta do elevador); Interação - inclusão de sensores de aproximação, sensores de tempo e detectores de colisão (por exemplo: utilização do elevador); Animação - interpoladores de animação (por exemplo: animação do Golfinho dentro da fonte central); Scripting - nós especiais contendo scripts que encapsulam e automatizam tratadores de eventos, os quais são roteados entre estruturas de tratamento de eventos; Prototipagem - permite encapsular grupos de nós como um novo tipo, de modo que possa ser reutilizado em outros mundos. Para implementação de movimentação de objetos e do controle de acesso de múltiplos usuários, foi empregada a linguagem Java, integrada a VRML. Desta forma, foram aplicadas animações no elevador, disparadas por meio de interações com os usuários. Em termos específicos, foram utilizados nós scripts internos em Java, que podem ser ativados no decorrer do funcionamento da ferramenta Shopping Virtual como verificado em Ritchey (1998) e Sowizral (1998). Para a visualização e navegação no Shopping Virtual, necessita-se também de um browser (Netscape ou Explorer) e de um software de plug-in (o Cosmo Player, por exemplo). 4. CARACTERÍSTICAS DA INTERFACE O Shopping Virtual possui como característica principal a interação com o usuário através de uma interface, que apresenta funções que são adequadamente desempenhadas pelos usuários, devido o conhecimento adquirido no mundo real. Por exemplo, o usuário não precisa saber que o comando exit, executa a rotina de saída do ambiente de trabalho, pois no

7 ambiente virtual ao visualizar a porta de saída, utilizaria este objeto como em seu cotidiano. Dessa forma, as habilidades necessárias e o tempo de treinamento requeridos pelos usuários são mínimos. Utilizou-se de maneira efetiva o uso de interfaces tridimensionais, representando o mundo real, criando um sistema interativo, de modo que a interface quase desapareça, e assim o usuário se concentra no seu trabalho, exploração ou prazer como sugerido por Shneiderman (1992). Metáforas Um elemento de grande importância é a criação de metáforas de navegação, que auxiliam o desenvolvimento de um contexto sobre o qual o usuário cria modelos mentais do ambiente. Stuart (1995) defende que a combinação equilibrada do uso de caminhos, viewpoints, estruturas bidimensionais e tridimensionais pode criar metáforas que auxiliam à navegação do usuário, transmitindo a idéia de que o ambiente é similar a um ambiente real já visitado anteriormente. Performance A performance de um ambiente tem relação direta com o tamanho dos recursos que são ofertados. O tempo necessário para transmitir imagens, páginas HTML e o arquivo WRL é diretamente proporcional à velocidade das linhas de comunicação, principalmente as usadas pelos clientes. O principal problema do tamanho decorre do uso inadequado de imagens ou a grande extensão do arquivo do tipo WRL. As técnicas utilizadas que solucionaram esses problemas são: A reutilização de elementos gráficos: compartilhamento de imagens repetidas, como por exemplo, a aplicação da mesma imagem nos vasos que decoram o ambiente; Compactação das imagens e diminuição do tamanho do arquivo; Utilização do comando de clone em objetos VRML, como por exemplo, a repetição das bases dos vasos; Exclusão de faces de objetos que não aparecem durante a navegação; Compactação do arquivo final para download pelo plug-in. Tempo de Conexão Com a utilização do Shopping Virtual, o usuário não necessitaria estar conectado a Internet, durante todo o período de navegação, visando a economia no tempo de conexão com o provedor de acesso. Após a conclusão do download de todos os componentes do ambiente, o usuário pode interromper sua conexão e continuar a navegar no mundo virtual, até o momento que acessar algum link direcionado para outro ambiente ou página Web que não estejam presentes no arquivo. Manutenção Deve-se considerar que um site sofre constante modificação, e que devem ser empregadas técnicas de modelagem que não ofereçam resistência a estas mudanças. A manutenção do Shopping Virtual é muito rápida e prática, pois todas as posições disponíveis para alocação de um banner, outdoor, empresa ou loja, são previamente definidos. Em cada espaço disponível existe uma textura aplicada. Para inserir um banner, basta nomear o arquivo de imagem, para o nome definido na posição desejada. Para remover um banner, por exemplo, basta renomear o arquivo da posição do banner, como uma imagem transparente. 5. CONCLUSÃO O Shopping Virtual apresentado neste artigo está sendo utilizado por uma micro empresa que atua em empreendimentos de comércio eletrônico ( e

8 tendo sido acessado por um grande número de visitantes. Em pesquisas informais sobre a utilização do Shopping Virtual, visitantes têm destacado a facilidade de navegação e os aspectos visuais da interface com os recursos de comércio eletrônico. As interfaces visuais transformam a exploração do ambiente da internet em um passeio extremamente agradável, que estimula a entrada nas diferentes empresas que fazem parte do espaço interno do Shopping e também dos quarteirões das cidades, presentes no ambiente externo. Como perspectiva futura, pretende-se incluir, dentro do Shopping Virtual, ambientes de chat, também desenvolvidos com recursos de realidade virtual, para interação entre os visitantes, entre visitantes e empresários donos dos negócios presentes no Shopping e entre os empresários. REFERÊNCIAS Hartman, J., Wernecke, J. (1999). The VRML 2.0 Handbook: Building Moving Worlds on the Web. Addison-Wesley. Kirner, C., Pinho, M. (1996) Introdução a Realidade Virtual. Mini-Curso, JAI/SBC, Recife, PE. Kirner, T. G., e Martins V. F. (1998) A Model of Software Development Process for Virtual Environments: Definition and a Case Study. Prodeedings of the 2nd IEEE International Symposium on Application- Specific Systems and Software Engineering and Technology ASSET 99, Richardson, TX, USA, p Powers, M. (1997) How to Program a Virtual Community. Emeryville, CA, USA, Ziff-Davis Press. Ritchey, T. (1998) Programando JAVA & Java Script para Netscape 2.0, SP, Brasil, Editora Quark do Brasil. Shneiderman, B. (1992) Designing the User Interface: Strategies for Effective Human-Computer Interaction. Addison-Wesley, Reading-USA. Sowizral, H., Rushforth, K., e Michael, D. (1998) The Java 3D API Specification, CA, USA, Addison Wesley. Stuart, R. (1995) The Design of Virtual Environments. McGraw-Hill.