Uso de VRML na Modelagem de Ambientes Virtuais. Resumo

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1 Uso de VRML na Modelagem de Ambientes Virtuais Leonardo Pastorino Cristina Jasbinschek Haguenauer Augusto Lohmann Laboratório de Pesquisas em Tecnologias da Informação e da Comunicação Universidade Federal do Rio de Janeiro latec@ufrj.br. Resumo Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo de um ambiente virtual representando o Museu Nacional, localizado na Quinta da Boa Vista, no Rio de Janeiro. O protótipo foi desenvolvido em VRML com o uso de ferramentas de modelagem de ambientes que permitem que a criação de cenários por pessoas sem o conhecimento da linguagem VRML. Palavras Chave: Realidade Virtual, VRML, Museu Nacional, Museu Virtual Introdução O objetivo deste estudo é reproduzir o ambiente da entrada e das salas de exposição do Museu Nacional, localizado na Quinta da Boa Vista, no bairro de São Cristóvão Rio de Janeiro, em um ambiente virtual a ser disponibilizado na Internet, para visitação por visitantes de qualquer lugar do mundo. Com o uso das técnicas de realidade virtual, é possível simular o ambiente do museu e fazer com que o visitante da representação virtual do museu se sinta como se estivesse passeando pelo espaço físico real do museu. Diversos já disponibilizam suas coleções virtuais em seus sítios na Internet, ampliando o alcance de suas coleções e contribuindo para a democratização dos museus (Pereira, 2004). 1

2 O Protótipo Nesse estudo, foram utilizadas as ferramentas da Parallel Graphics para a criação da entrada e de salas de exposição do Museu Nacional da Quinta da Boa Vista, no Rio de Janeiro. Em um estudo anterior, este ambiente foi desenvolvido com a utilização do editor de cenários que acompanha o jogo Unreal (MONNERAT et Al 2008). O cenário desenvolvido no estudo atual foi baseado neste cenário que, pode ser visto na Figura 1. Figura 1: Cenário do Museu criado no editor de cenários do jogo Unreal. Para a construção das salas, do pátio interno e para a modelagem das portas, janelas e da escada do pátio, foi utilizado o aplicativo Internet Space Builder (ISB), da Parallel Graphics. 2

3 O ISB disponibiliza um espaço para a construção de objetos 3D, pois possui primitivas para a criação dos objetos 3D básicos, como cubos, esferas, cones, etc. Estes elementos podem ser sobrepostos, cortados ampliados ou diminuídos, facilitando a construção de objetos mais complexos. Além disso, a ferramenta possui uma vasta coleção de imagens e texturas que podem ser aplicadas a estes objetos [Costa 2000]. A Figura 2 apresenta a área de trabalho do Internet Space Builder - ISB. Figura 2: Área de trabalho do ISB. 3

4 As bases de exposição, as colunas da escada e o banco do pátio interno foram criados pelo aplicativo de modelagem 3D Blender e exportados para VRML pelo próprio aplicativo (figura 3). Figura 3: Banco desenvolvido no Blender. A textura dos objetos criados no Blender, foi aplicada pelo programa Cosmo Worlds; enquanto que os objetos tridimensionais foram criados a partir de outras técnicas de Realidade Virtual, como a Reconstrução Digital. A ferramenta Internet Scene Assembler (ISA) foi utilizada para a integração dos objetos modelados no ISB e no Blender. 4

5 Análise dos Resultados A principal dificuldade encontrada para a elaboração do Ambiente Tridimensional foi a determinação das dimensões e das proporções dos objetos virtuais de forma a transmitir um maior grau de realismo do cenário modelado. Na primeira tentativa de modelagem do cenário, o resultado obtido não transmitiu ao usuário um grau de realidade aceitável. A visão do protagonista ficou muito próxima do chão, o que deu a impressão de que as dimensões do cenário virtual eram maiores do que as dimensões do cenário real (figura 4). Figura 4: Primeira tentativa de criação do cenário. 5

6 Uma dificuldade a mais no dimensionamento dos objetos, advém do fato de o ISB não oferecer nenhuma forma de determinar com precisão as medidas lineares dos objetos. Assim, a melhor forma de ajustar o tamanho dos objetos foi a partir da utilização da grid e da função snap to grid, que permite o alinhamento dos objetos com uma grade, desenhada na tela pelo aplicativo para referência do usuário, e seu posterior posicionamento e redimensionamento. Com a experiência adquirida na primeira tentativa, uma segunda tentativa de construção do cenário foi iniciada, onde as salas, as portas, os portais e as janelas foram reconstruídos com dimensões que transmitiam um maior grau de realismo. Forma encontradas dificuldades na utilização de alguns objetos criados anteriormente com o aplicativo de modelagem 3D Blender. Os objetos foram exportados para VRML utilizando a função disponível para esta finalidade no Blender e adicionados ao cenário criado. O resultado dessa operação não foi o esperado inicialmente, pois os objetos apresentaram dimensões incompatíveis com as dimensões do cenário modelado e orientação espacial em desacordo com a orientação do cenário. Esse problema foi satisfatoriamente solucionado com o ajuste dos objetos no aplicativo Blender antes de efetuar a operação de exportação para VRML. Para solução do problema de orientação espacial, o posicionamento da câmera do Blender (coordenadas do observador) foi ajustado para o ponto 0, 0, 0 e o objeto foi posicionado e alinhado em frente à câmera. Para solução do problema das dimensões do objeto, foram feitas várias tentativas de redução do tamanho dos objetos, exportação para VRML e importação no cenário, até que as dimensões dos objetos parecessem compatíveis com as dimensões do cenário. O corrimão da escadaria do pátio interno foi uma estrutura que apresentou vários problemas. Inicialmente, foram utilizados os pilares do corrimão, modelados em um outro estudo pelo aplicativo Blender (MONNERAT et AL 2008), porém o corrimão teve que ser construído usando as funcionalidades do ISB. Para contornar as 6

7 dificuldades encontradas, o corrimão do lado direito foi construído em segmentos e posicionados sobre os pilares, a seguir foi criado um agrupamento de objetos com todos os segmentos e pilares do corrimão direito; foi feita uma cópia do agrupamento com espelhamento e a cópia foi posicionada ao lado esquerdo da escada para representar o outro corrimão. O resultado está representado na Figura 5. Figura 5: Corrimão direito em primeiro plano com o corrimão esquerdo ao fundo. 7

8 Considerações Finais Embora a proposta inicial tenha sido a replicação de um cenário criado originalmente com o núcleo do Game Unreal (MONNERAT et Al 2008) para VRML, o desenvolvimento do trabalho abriu a possibilidade de futuramente expandir as funcionalidades do cenário para a implementação de eventos que permitiriam uma interação maior do usuário e a apresentação de um conteúdo didático em relação aos objetos apresentados no cenário. Outra melhoria que aumentaria o realismo do cenário seria a utilização de sons, que contribuiria para ampliar a sensação de imersão no ambiente. O resultado obtido no protótipo desenvolvido neste estudo conseguiu balancear a qualidade necessária para transmitir ao usuário a sensação de passear pelo ambiente do museu com um desempenho que permite que este seja disponibilizado em um sítio da internet e ser acessado de qualquer computador que esteja interligado à rede mundial de computadores. Referências BOULIC, R. and Renault, O. (1991) 3D Hierarchies for Animation, In: New Trends in Animation and Visualization, Edited by Nadia Magnenat-Thalmann and Daniel Thalmann, John Wiley & Sons ltd., England. DYER, S., Martin, J. and ZULAUF, J. (1995) Motion Capture White Paper, December. HOLTON, M. and ALEXANDER, S. (1995) Soft Cellular Modeling: A Technique for the Simulation of Non-rigid Materials, Computer Graphics: Developments in Virtual Environments, R. A. Earnshaw and J. A. Vince, England, Academic Press Ltd., p

9 KNUTH, D. E. (1984), The TeXbook, Addison Wesley, 15 th edition. SMITH, A. and JONES, B. (1999). On the complexity of computing. In Advances in Computer Science, pages Publishing Press. PEREIRA, H. C. S and ULBRICHT, V. R. (2004) Os Museus Virtuais, CONAHPA - Congresso Nacional de Ambientes Hipermídia para Aprendizagem, Florianópolis. BRAGA, I. F. (2007) Realidade Aumentada em Museus: As Batalhas do Museu Nacional de Belas Artes, RJ, Tese D.Sc, Tese D.Sc, Coppe Sistemas-UFRJ, Rio de Janeiro. COSTA, R. M. E. M. (2000) Ambientes Virtuais na Reabilitação Cognitiva de Pacientes Neurológicos e Psiquiátricos, Tese D.Sc, Coppe Sistemas-UFRJ, Rio de Janeiro. 9

10 Leonardo de Santa Marinha Pastorino de Almeida Possui graduação em Tecnólogo em Processamento de Dados pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1997). Atualmente faz parte da equipe de pesquisadores do Projeto Museu Virtual, que está sendo desenvolvido pelo Grupo de Realidade Virtual Aplicada do Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia (LAMCE/COPPE/UFRJ) em Parceria com o Laboratório de Pesquisas em Tecnologias da Informação e da Comunicação - LATEC/UFRJ. Tem experiência na área de Processamento de Dados, com ênfase em Software Básico. Cristina Jasbinschek Haguenauer Graduada em Engenharia Civil pela UERJ (1985), Mestre em Engenharia pela PUC-RJ (1988) e Doutora em Ciências e Engenharia pela UFRJ (1997). Professora Associada da Escola de Comunicação da UFRJ; atua em ensino, pesquisa e consultoria na área de Tecnologias da Informação e da Comunicação, com foco em Educação a Distância, Capacitação Profissional, Formação Continuada, Hipermídia, Jogos Educativos, Ambientes Virtuais de Aprendizagem, Portais de Informação e Realidade Virtual. Coordenadora do Laboratório de Pesquisas em Tecnologias da Informação e da Comunicação - LATEC/UFRJ. Augusto de Freitas Lohmann Formado em Comunicação Social, nas habilitações Radialismo (2005) e Jornalismo (2009) pela Escola de Comunicação da UFRJ. Desenvolve projetos de criação, desenvolvimento e manutenção de sites para empresas de todas as áreas e segmentos, utilizando linguagem html, php, asp ou actionscript (flash). Participa da equipe do LATEC/UFRJ desenvolvendo pesquisas sobre Ambientes Virtuais de Aprendizagem. 10