MESA INTERATIVA MULTITOUCH: UM MODELO COMPUTACIONAL DE SISTEMA DE CARDÁPIO DIGITAL

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1 Organização Sete de Setembro De Cultura e Ensino LTDA Faculdade Sete de Setembro FASETE Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação Hormínio Lisboa dos Santos Neto MESA INTERATIVA MULTITOUCH: UM MODELO COMPUTACIONAL DE SISTEMA DE CARDÁPIO DIGITAL Paulo Afonso-BA Nov./2011

2 Hormínio Lisboa dos Santos Neto MESA INTERATIVA MULTITOUCH: UM MODELO COMPUTACIONAL DE SISTEMA DE CARDÁPIO DIGITAL Trabalho monográfico apresentado ao Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação da Faculdade Sete de Setembro FASETE, como requisito para avaliação conclusiva para obtenção do Título de Bacharel em Sistemas de Informação. Orientador: Professor Fabiano Amorim Vaz Paulo Afonso-BA Nov./2011

3 Hormínio Lisboa dos Santos Neto MESA INTERATIVA MULTITOUCH: UM MODELO COMPUTACIONAL DE SISTEMA DE CARDÁPIO DIGITAL Trabalho monográfico apresentado ao Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação da Faculdade Sete de Setembro FASETE, como requisito para avaliação conclusiva para obtenção do Título de Bacharel em Sistemas de Informação. Orientador: Professor Fabiano Amorim Vaz Data de aprovação / / BANCA EXAMINADORA Prof. Msc. Fabiano Amorim Vaz (Orientador). Prof. Msc. Igor Medeiros Vanderlei. Prof. Esp. Igor de Oliveira Costa. Paulo Afonso-BA Nov./2011

4 Dedico este trabalho primeiramente a Deus e a meus familiares que acreditaram em mim, em especial a minha mãe e minha namorada que durante o desenvolvimento deste trabalho me ajudaram com muita paciência, carinho e compreensão, a superação nos momentos difíceis vale a pena, por estar ao lado de quem realmente se importa com nosso futuro e sucesso.

5 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus por ter me dado à oportunidade de dar um novo passo em minha vida, e de me dar forças quando pensei em desistir. Que Ele sempre me ilumine e que essa seja a primeira de muitas realizações em minha vida. Obrigado Senhor! Agradeço a meus familiares, principalmente minha mãe Maria de Lourdes dos Santos, que nunca mediu esforço e fez tudo o que podia para que hoje eu estivesse aqui, aos meus irmãos Paula Caroline Lisboa dos Santos e Wallace Lisboa dos Santos que acreditaram em mim. Agradeço a minha namorada Carolina Andrade Bezerra, que mesmo estando longe sempre continuou me incentivando e dando todo apoio quando necessário, obrigado por tudo. A todos meus amigos desta jornada que passaram quatro anos me aturando e compartilhando grandes momentos durante as aulas, um grande agradecimento a Gladson Araújo, por compartilhar parte do seu conhecimento em eletrônica e ter ajudado nos circuitos do projeto, valeu Rocha. Aos professores do curso de Sistemas de Informação, que contribuíram com o meu crescimento acadêmico e profissional. Em especial a Igor Medeiros, Ricardo Porto, Igor Costa, Antônio Henrique e meu orientador Fabiano Amorim Vaz, que me ajudou contribuindo com seu conhecimento e confiou em mim para o desenvolvimento e realização desta pesquisa.

6 SANTOS NETO, Horminio Lisboa dos. Mesa Interativa Multitouch: Um modelo computacional de Cardápio Digital. Paulo Afonso, 2011, 66f. Monografia (Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação) Faculdade Sete de Setembro - FASETE. Paulo Afonso BA. RESUMO A tecnologia multitouch vem crescendo expressivamente nos últimos anos, isso devido a sua usabilidade e funcionalidade. Estudos na área da Interação Homem- Computador (IHC) proporcionou a evolução dos meios de interação dos usuários com os dispositivos. Passamos da utilização do mouse e teclado, para meios mais naturais como toques e gestos. Dentre estes encontra-se os dispositivos móveis e tablets, onde podemos encontrar esta tecnologia. Dentro deste contexto e do crescimento desta tecnologia, é comum hoje encontrarmos ferramentas interativas em empresas, em alguns restaurantes tablets são usados para substituir o cardápio tradicional por um interativo, onde o cliente pode solicitar um pedido. Neste trabalho foram desenvolvidos dois protótipos: uma mesa interativa e um modelo de cardápio digital, com foco de utilização em restaurantes proporcionando maior interatividade com o cliente, onde ele fará o próprio pedido. Ao final deste trabalho, serão abordadas a metodologia utilizada para obter os resultados e os objetivos proposto e também o processo de construção dos protótipos. Palavras Chave: Mesa interativa, Multitouch, Cardápio Digital, Interação, Restaurante.

7 SANTOS NETO, Horminio Lisboa dos. Mesa Interativa Multitouch: Um modelo computacional de Cardápio Digital. Paulo Afonso, 2011, 66f. Monografia (Curso de Bacharelado em Sistemas de Informação) Faculdade Sete de Setembro - FASETE. Paulo Afonso BA. ABSTRACT The multitouch technology has grown significantly in recent years, this due to its usability and functionality. Studies in the area of Human-Computer Interaction (HCI) provided the evolution of the interaction between users and devices. We use mouse and keyboard to more natural means to touch and gesture. Among these is the mobile devices and tablets, where we can find this technology. Within this context and the growth of this technology, it is common today to find interactive tools in companies, in some restaurants tablets are used to replace the traditional menu for an interactive, where the client can request an application. In this work we developed two prototypes: a table and an interactive digital model menu, focusing on use in restaurants providing greater interactivity with the customer, where it will do the order itself. At the end of this work will address the methodology used to obtain the results and the proposed goals and also the process of building prototypes. Keywords: interactive table, multitouch, digital menu, interaction, restaurants.

8 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS API - Application Programming Interface CCV - Community Core Vision DI - Diffused Illumination DSI - Diffused Surface Illumination FPS - Framer Per Second FTIR - Frustated Total Internal Reflection IDE - Integrated Development Environment IHC - Interação Homem-Computador IR - Infrared JCA - Java Cryptography Architecture JVM - Java Virtual Machine LED - Light Emitting Diode LED-LP - LED Light Plane LLP - Laser Light Plane SGBD - Sistema Gerenciador de Banco de Dados NUI - Natural User Interface

9 LISTA DE ILUSTRAÇÃO Figura 1 Exemplo do tablet em uso Figura 2 Protótipo do PlayAnywhere Figura 3 Tela multitouch com base no princípio do FTIR Figura 4 Tela Capacitiva Figura 5 - Tela Capacitiva Figura 6 Estrutura interna da Microsoft Surface Figura 7 Usuários visualizando fotos na Microsoft Surface Figura 8 - Esquema utilizado com o Front Diffused Illumination Figura 9 Esquema utilizado com o DSI Figura 10 Esquema utilizado no LLP Figura 11 Esquema utilizado no LED-LP Figura 12 Esquema utilizado no FTIR Figura 13 Efeito FTIR com LED infravermelho Figura 14- Perfil de alumínio com LEDs de 5mm Figura 15 Circuito elétrico em série utilizado na ligação dos LEDs em 12 v Figura 16 Ambiente de trabalho do aplicativo CCV Figura 17 Câmera Sony PS3Eye Figura 18 Base para apoio da tela de acrílico Figura 19 Tela de acrílico com perfis de alumínio e material de projeção Figura 20 - Estrutura interna do protótipo da mesa Figura 21- Lente de cada um dos modelos da câmera PS3 Eye Figura 22 (A) LEDs de 8mm acoplados no perfil de alumínio.(b) Circuito elétrico.40 Figura 23 Vista da superfície com a câmera acima do acrílico (A). Vista da superfície com a câmera abaixo do acrílico (B) Figura 24 Tela de calibração do CCV Figura 25 Representação dos pontos de contato pós-calibração Figura 26 Fases da Prototipação Figura 27 Tela inicial do sistema Figura 28 Tela de Cardápio listando os produtos bebidas Figura 29 Tela de detalhes do produto Figura 30 Teclado para digitar a quantidade do item Figura 31 Tela visualizar pedido

10 Figura 32 Tela Minha Conta Figura 33 Tela para selecionar a forma de pagamento Figura 34 Tela de seleção do local de pagamento Figura 35 Tela de ajuda do modelo proposto Figura 36 Tela inicial do sistema funcionando na mesa interativa

11 Sumário 1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA PROBLEMA DE PESQUISA HIPÓTESES OBJETIVOS Geral Específicos METODOLOGIA APLICADA ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO REFERENCIAL TEÓRICO CONSIDERAÇÕES INICIAIS TECNOLOGIAS EXISTENTES PlayAnywhere Multitouch FTIR Tela Capacitiva Tela Resistiva Microsoft Surface TÉCNICAS EXISTENTES Diffused Illumination (DI) Diffused Surface Illumination (DSI) Laser Light Plane (LLP) LED Light Plane (LED-LP) Frustated Total Internal Reflection (FTIR) PROTÓTIPO MULTITOUCH CONFIGURAÇÃO INICIAL Iluminador de LEDs Infravermelho Circuito Elétrico Reconhecimento de Toques Community Core Vision (CCV) Câmera PS3 Eye Superfície da Tela Projetor... 37

12 3.2 LIMITAÇÕES DA CONFIGURAÇÃO INICIAL Câmera PS3 Eye LEDs infravermelho RESULTADOS OBTIDOS AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO JAVA NETBEANS HIBERNATE SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS (SGBD) SGBD PostgreSQL METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO Fases da Prototipação Análise de Requisitos PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL REQUISITOS REQUISITOS FUNCIONAIS INÍCIO DO SISTEMA FLUXO DE FUNCIONAMENTO AJUDA DO SISTEMA ANÁLISE DOS RESULTADOS CONSIDERAÇÕES FINAIS LIMITAÇÕES TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS... 62

13 CAPÍTULO I CONSIDERAÇÕES INICIAIS

14 CAPÍTULO I - CONSIDERAÇÕES INICIAIS P á g i n a 14 1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS 1.1 INTRODUÇÃO Diante do crescimento e dos avanços tecnológicos da informática, a tecnologia multitouch vem ganhando mais espaço na sociedade. Atualmente, é comum encontrarmos dispositivos com telas sensíveis ao toque integrados a computadores, dispositivos móveis e outros equipamentos eletrônicos com os quais interagimos diariamente. Alguns dispositivos móveis e máquinas de autoatendimento eletrônico possuem sistema touch-screen, que é capaz de executar uma operação apenas pressionando-se um dedo sobre a opção desejada, o que facilita a interação do usuário com a interface da aplicação. (CAMPOS, 2009). Em vista desse crescimento, estudos na área da Interação Homem-Computador (IHC) têm acompanhado essa evolução tecnológica a fim de compreender melhor a relação do homem com o computador e proporcionar formas diferentes e melhores dessa interação, aprimorando a funcionalidade e usabilidade. A busca da facilidade e dos benefícios que tal interação pode trazer para a sociedade resultou em uma comunicação mais natural por meio de gestos e fala, com intuito de aproximar-se cada vez mais das interações humanas. A tecnologia multitouch é um tipo de interação capaz de reconhecer pontos de contato, aumentando a sensação de interação do usuário com o equipamento sem que seja necessária a utilização de periféricos de entrada de dados como teclado e mouse. O uso de aparelhos como tablets 1 e dispositivos móveis vêm crescendo na informatização de restaurantes. Este é um exemplo que vem sendo utilizado como 1 Um tablet PC ou simplesmente tablet é um dispositivo pessoal em formato de prancheta que pode ser usado para acesso à Internet, organização pessoal, visualização de fotos, vídeos, leitura de livros, jornais e revistas e para entretenimento com jogos 3D. Apresenta uma tela touchscreen que é o dispositivo de entrada principal. Fonte: Wikipédia.

15 CAPÍTULO I - CONSIDERAÇÕES INICIAIS P á g i n a 15 recurso para automação destes ambientes através de um menu interativo, permitindo que o pedido seja feito pelo cliente e estes já são direcionados para a cozinha, que também conta com um dispositivo e um sistema para armazenar as informações do pedido para evitar possíveis erros de pratos ou número da mesa (REGENI, 2011). Atualmente, é incomum encontrar um restaurante de médio e grande porte que não seja informatizado, através de um sistema que pode agilizar os setores de compra e vendas. Também torna-se um instrumento que permite grandes resultados como a qualidade e agilidade no processamento dos serviços (RIGODANZO, 2004). O presente trabalho propõe desenvolver um protótipo de modelo computacional de cardápio digital de forma interativa, onde o cliente irá processar o pedido com maior interatividade através da mesa multitouch. 1.2 JUSTIFICATIVA Devido a grande competitividade existente nas empresas, é de fundamental importância que estas tenham um sistema capaz de auxiliar as tomadas de decisão e agilizar os processos gerenciais e administrativos. Atualmente, é comum bares e restaurantes de grande porte utilizarem tablet como forma de cardápio interativo. Em um restaurante curitibano apenas 10% das pessoas não utilizam o cardápio interativo com o tablet quando lhes é dada a opção (SMAAL, 2010). A automação em restaurante através de um cardápio digital torna-se importante por diversos fatores, como o atendimento diferenciado que é prestado ao cliente e a maior agilidade do mesmo. (RIGODANZO, 2004). Conforme Capobianco 2009: [...] A automação do gerenciamento e atendimento em restaurante não chega a ser uma novidade, mas as leis vigentes e o crescimento do mercado a tornaram indispensável quando se pensa em prosperar no setor de alimentação fora do lar. Além do que, sempre que estão à vista do cliente, por exemplo, somam pontos à qualidade do estabelecimento.

16 CAPÍTULO I - CONSIDERAÇÕES INICIAIS P á g i n a 16 Diante destas informações, este trabalho procura desenvolver um modelo de cardápio digital e uma mesa interativa multitouch, onde o cliente possa realizar seus pedidos de forma interativa, proporcionando vantagens como: conforto, comodidade, acessibilidade e rapidez nos pedidos. Utilizando materiais e ferramentas de baixo custo para o desenvolvimento e a construção desde projeto. 1.3 PROBLEMA DE PESQUISA Quais as limitações técnicas na construção de um protótipo de mesa interativa multitouch com base no sistema FTIR (Frustated Total Internal Reflection)? Quais as principais vantagens que a mesa multitouch pode proporcionar em relação às demais propostas já existentes no mercado? Em quais aspectos o modelo de cardápio digital poderia beneficiar os estabelecimentos comerciais? 1.4 HIPÓTESES Diante da tecnologia multitouch pode-se abordar algumas limitações técnicas que poderão ser analisadas durante a construção de mesa interativa, por exemplo, a precisão de reconhecimento do toque na superfície ou a quantidade de pontos de contato que esta irá reconhecer. Como o sistema é sensível a toque o mesmo deve ser de interativo facilitando sua utilização. A tecnologia multitouch facilita na operação com o equipamento, visto que, basta tocar na opção desejada e aguardar sua execução. A facilidade e interatividade que o usuário tem ao usar um dispositivo com essa tecnologia e as interfaces que são projetadas proporcionam maior interação entre o usuário e equipamento, sem a utilização de periféricos de entrada como teclado e mouse.

17 CAPÍTULO I - CONSIDERAÇÕES INICIAIS P á g i n a 17 O modelo desenvolvido possui baixo custo comparado aos existentes no mercado para comercialização, além de possui dimensões maiores que os tablets, um computador em forma de mesa que é comercializado é o Microsoft Surface 2, este que possui preço elevado. A contribuição que o modelo de cardápio digital irá oferecer para o ambiente é agilizar o pedido e proporcionar interação com o cliente durante o pedido, podendo analisar o produto que irá consumir e fazer o pedido. 1.5 OBJETIVOS Geral O objetivo deste trabalho é a construção de um protótipo de uma mesa multitouch com base na técnica FTIR (Frustated Total Internal Reflection) para o desenvolvimento de um modelo de cardápio digital Específicos Levantar pesquisas sobre a tecnologia multitouch e a construção de um dispositivo com tal tecnologia; Mostrar os resultados obtidos do desenvolvimento do modelo proposto e da construção da mesa interativa; Mostrar as principais ferramentas utilizadas na construção do protótipo da mesa multitouch; Especificar os requisitos funcionais e não-funcionais elaborados para o protótipo de cardápio digital. 2 O Microsoft Surface, que oferece uma tela de 30 polegadas sob uma tampa de plástico resistente, permite que as pessoas toquem e movam objetos na tela para as mais diversas tarefas, de desenho digital a montar quebra-cabeças virtuais, passando por pedidos de comida no cardápio online de um restaurante (INFO, 2007).

18 CAPÍTULO I - CONSIDERAÇÕES INICIAIS P á g i n a METODOLOGIA APLICADA A metodologia utilizada no presente trabalho baseia-se no uso de ferramentas e tecnologias necessárias para a construção de uma mesa multitouch, através de estudos bibliográficos utilizando-se da internet, livros, artigos e outras publicações sobre o tema abordado. Também é utilizada a pesquisa experimental que se dá por tentativa e erro, segundo Silva 2001: quando se determina um objeto de estudo, selecionam-se as variáveis que seriam capazes de influenciá-lo, definem-se as formas de controle e de observação dos efeitos que a variável produz no objeto. 1.7 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO O presente capítulo mostra a importância desta pesquisa sobre o tema abordado onde é apresentada uma introdução ao tema da monografia, os problemas de pesquisa, a justificativa da escolha deste tema, os objetivos gerais e específicos e por último a metodologia aplicada para elaboração deste trabalho. O segundo capítulo é direcionado para a fundamentação teórica sobre a tecnologia multitouch, serão abordados os principais conceitos sobre tal tecnologia através de pesquisas bibliográficas sobre o tema em livros e internet que servem de base para o referencial teórico deste trabalho. O terceiro capítulo proporciona o entendimento dos componentes necessários para construção de uma mesa interativa multitouch, trazendo informações sobre cada um deles. Ainda neste capítulo são apresentadas as dificuldades e limitações encontradas durante o desenvolvimento do protótipo. No quarto capítulo é apresentado o ambiente de desenvolvimento utilizado para a elaboração e desenvolvimento do modelo de cardápio digital, este que é proposto como o objetivo principal deste trabalho. No ambiente escolhido serão descritas as ferramentas e linguagens utilizadas para realização deste protótipo.

19 CAPÍTULO I - CONSIDERAÇÕES INICIAIS P á g i n a 19 O quinto capítulo aborda os principais requisitos utilizados para a construção do modelo de cardápio digital, ainda pode-se observar de forma minuciosa todo o fluxo de funcionamento do protótipo desenvolvido, mostrando as telas e suas respectivas funcionalidades. Por último o sexto capítulo apresenta as considerações finais deste trabalho, onde são mostradas as considerações e as limitações referentes aos objetivos propostos neste tema, e as sugestões para pesquisas ou evoluções futuras deste projeto. Em seguida completam o trabalho com as referências utilizadas para fundamentar esta pesquisa.

20 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO

21 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 21 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS A tecnologia multitouch consiste em uma tela sensível ao toque, capaz de reconhecer vários pontos de contato sobre sua superfície, existe cinco técnicas de acoplamento óptico que permitem o desenvolvimento e a criação do hardware multitouch, são elas: Diffused Illumination (DI), Laser Light Plane (LLP), LED-Light Plane (LED-LP), Diffused Surface Illumination (DSI) e Frustrated Total Internal Reflection (FTIR). (NUI GROUP, 2009). Essas técnicas utilizam a iluminação difusa com a luz infravermelha, a construção e a qualidade desse hardware dependem do ajuste dos materiais como a luz infravermelha, câmera e projetor. A emissão da luz pode ser feita através de Laser ou LED 3 (Light Emitting Diode), a câmera por sua vez, deve ser adaptada para o reconhecimento da luz infravermelha, para poder detectar pontos quando a superfície é tocada. As pesquisas sobre multitouch datam do início na década de 80, pesquisadores da Universidade de Toronto deram início em estudos desta tecnologia, um dos pioneiros nas pesquisas, Bill Buxton desenvolveu um tablet ilustrado na Figura 1, capaz de reconhecer vários toques em sua superfície. Com base nos resultados de suas pesquisas foram mencionadas dificuldades encontradas na construção. Figura 1 Exemplo do tablet em uso. Fonte: 3 O LED ou Diodo Emissor de Luz é um componente eletrônico que tem a capacidade de produzir luz através da eletroluminescência, fenômeno em que fótons são liberados depois que uma corrente elétrica passa por um campo que excita e separa os elétrons (MACHADO, 2011).

22 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 22 Um problema encontrado com tablet sensível ao toque que pode incomodar a longo prazo é o atrito causado entre o dedo do usuário e a superfície do tablet. Pode ser particularmente grave se o usuário fizer movimentos longos com muita pressão, este problema pode ser aliviado com alguns materiais para proteção da superfície. (BUXTON, 1985). Na década de 90 surgem os primeiros protótipos de dispositivos multitouch utilizando projeção, Jeff Han um dos principais pesquisadores da tecnologia, fez as primeiras implementações funcionais utilizando a projeção, que permitia a utilização de diferentes usuários simultâneos. Atualmente, pode-se notas dispositivos com tecnologia multitouch como: Microsoft Surface, iphone 4 ou ipad 5. (FONSECA, 2010). Embora o resultado desta tecnologia tenha sido fruto de pesquisas e experimentos feitos em longos 30 anos, alguns dos dispositivos que marcaram esta evolução serão descritos a seguir. 2.2 TECNOLOGIAS EXISTENTES PlayAnywhere Em 2005, Andy Wilson o principal pesquisador da Microsoft Research na aplicação de técnicas de sensoriamento e interação homem-computador, desenvolveu um protótipo de nome PlayAnywhere com base na visão computacional e projeção frontal. Ao contrário de muitos outros sistemas relacionados o PlayAnywhere (Figura 2), pode ser rapidamente configurado para operar em qualquer superfície plana, não sendo necessária a calibração além da de fábrica e é compacto (WILSON, 2005). 4 O iphone é um celular que emprega uma tecnologia inovadora. Diferentemente dos smartphones tradicionais, que têm teclados pequenos e que dão cãibras nos dedos, o iphone possui apenas um botão para home. E no lugar do restante dos botões, sua tela colorida de pouco menos de 9 cm e alta resolução, que ocupa a maior parte da frente do telefone, também atua como uma tela de toques múltiplos (SILVERMAN, 2007). 5 O ipad é um dispositivo em formato tablet produzido pela Apple Inc. Possui especificações técnicas como redes sem fio Wi-Fi n e Bluetooth 2.1, tela touch de 9,7 polegadas. Fonte: Wikipédia.

23 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 23 Figura 2 Protótipo do PlayAnywhere. Fonte: WILSON (2005). A Figura 2 ilustra o protótipo, consiste em um projetor WT600 com um pequeno pedestal, uma câmera com filtro IR (Infravermelho) e um iluminador de LED IR. Possui uma série importante de capacidade de detecção que exploram as técnicas de visão computacional (WILSON, 2005) Multitouch FTIR Em 2005, o pesquisador Jeff Han da Universidade de Nova Iorque apresenta uma técnica que possibilita criar um dispositivo multitouch de baixo custo. Utilizando o princípio da reflexão interna total confinada (FTIR). Conforme Campos, (2009): Com base no fenômeno do FTIR, quando um usuário encostava o dedo sobre a superfície da tela, a luz dos LEDs refletida no interior da placa é difundida na superfície de contato do dedo com a tela, sendo capturada por uma câmera localizada atrás da tela. O sistema é capaz de detectar vários toques em sua superfície de projeção como ilustra a Figura 3.

24 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 24 Figura 3 Tela multitouch com base no princípio do FTIR. Fonte: Tela Capacitiva A tela capacitiva é uma tecnologia presente em aparelhos como dispositivos móveis, esta tecnologia veio aparecer como o iphone. Esta permite que as funções dos dispositivos sejam fáceis e intuitivas. Figura 4 Tela Capacitiva. Fonte: As telas capacitivas recebem uma pequena tensão em sua superfície (Figura 4) e acumula energia nela, como nosso corpo é capaz de absorver e descarregar energia, ao tocarmos nesta tela carregada, modificamos dela uma pequena carga de elétrons, este ponto em que houve mudança de energia é detectada pelo controlador (MIRANDA, 2011). Esses elétrons quando em contato com a superfície do botão impresso na tela, gera uma ação energética que é interpretada por um software e calcula a coordenada desde ponto que recebeu a tensão, isso resulta na resposta do comando desejado, seja com um simples toque ou um movimento de deslizar (LANDIM, 2011).

25 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 25 Além da resposta na tela os usuários também interagir com o dispositivo através de respostas sonoras ou visuais, transformando a interação mais natural, isso faz com que o usuário perceba que o comando selecionado foi reconhecido pelo aparelho. Conforme LANDIM, 2011: O processo todo é extremamente rápido e os aparelhos são capazes de fazer dezenas de ações como essas por segundo. Mesmo em jogos que requerem uma maior potência por parte do processador do aparelho, a quantidade de recursos necessária para a impressão dos mapas de ação dos botões não é tão significativa Tela Resistiva As telas resistivas são compostas por várias camadas de superfície, os toques feitos por dedo ou por caneta stylus, são realizados na camada externa, esta entra em contato com uma membrana flexível e a terceira camada toca a tela principal, estas camadas podem ser observadas na Figura 5. Quando a membrana se flexiona e toca em outra interna, ocorre uma variação de corrente que permite detectar a posição do dedo, caso a pressão aumente, a corrente também aumenta (HAMANN, 2011). Figura 5 - Tela Capacitiva. Fonte:

26 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 26 Conforme Miranda, 2011: As telas mais comuns no mercado até o lançamento do iphone eram as telas resistivas, que consistem em duas camadas que conduzem eletricidade, quando você toca com o dedo ou outro objeto sobre esta tela, estas duas camadas entram em contato, então o controlador capta a mudança na corrente elétrica do ponto que você tocou (através das cordenadas X e Y) e envia para o processador Microsoft Surface Em 2007 a Microsoft divulga a sua mesa utilizando a técnica DI (Difussed Illumination) que emprega um sistema próprio conhecido como Microsoft Surface. Ela possui uma tela de 30 polegadas, 5 câmeras infravermelha para detectar os movimentos na tela. A sua estrutura interna é ilustrada na Figura 6. Figura 6 Estrutura interna da Microsoft Surface. Fonte: Como pode ser visto na Figura 6, (1) a superfície utilizada para projeção da imagem, (2) fonte de luz infravermelha, (3) quatro câmeras para captura dos objetos e (4) projetor utilizado para projeção na superfície. Com base na técnica DI, quando um objeto se aproxima da superfície parte da luz infravermelha é refletida e é capturada por umas das câmeras. Quando a luz é capturada o processamento consegue determinar as coordenadas da superfície onde foi tocada (CAMPOS, 2009). Conforme INFO Online, (2007):

27 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 27 O Microsoft Surface, que oferece uma tela de 30 polegadas sob uma tampa de plástico resistente, permite que as pessoas toquem e movam objetos na tela para as mais diversas tarefas, de desenho digital a montar quebracabeças virtuais, passando por pedidos de comida no cardápio online de um restaurante. O dispositivo também é capaz de reconhecer e interagir com aparelhos colocados sobre sua superfície como câmeras digitais e dispositivos móveis. Desta forma os usuários poderiam fazer alterações em configurações de seu celular ou um grupo de usuários poderiam visualizar ou editar imagens armazenadas na câmera digital que são visualizadas na superfície, como mostra a Figura 7. (INFO Online, 2007). Figura 7 Usuários visualizando fotos na Microsoft Surface. Fonte: TÉCNICAS EXISTENTES Diffused Illumination (DI) Segundo NUI Group (2009), a técnica DI possui duas formas: Front Diffused Illumination (FDI) e Rear Diffused Illuminaion (Rear DI). Ambas as formas utilizam o mesmo princípio do contraste entre a imagem projetada e o toque na superfície. Para isso, um difusor é colocado em cima ou na parte inferior da superfície. Quando um objeto toca a tela, cria uma sombra que indica a posição do objeto e a câmera detecta essa sombra, como mostra a Figura 8.

28 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 28 Figura 8 - Esquema utilizado com o Front Diffused Illumination. Fonte: Diffused Surface Illumination (DSI) Diffused Surface Illumination (DSI) utiliza um acrílico especial de distribuição do infravermelho uniforme pela superfície. A sua configuração é basicamente igual ao padrão do FTIR com um quadro de LED (sem a superfície de silicone conforme necessário). Este acrílico usa pequenas partículas que estão dentro do material, agindo como milhares de pequenos espelhos. Quando a luz infravermelha brilha nas bordas deste material, a luz é redirecionada e espalhada para a superfície do acrílico. O efeito é semelhante ao DI (Figura 9), mas com uma iluminação uniforme, sem pontos de acesso e processo de instalação do mesmo FTIR (NUI Group, 2009). Figura 9 Esquema utilizado com o DSI. Fonte: Laser Light Plane (LLP) A técnica Laser Light Plane (LLP) utiliza laser infravermelho acima da superfície, criando um plano de luz em cerca de 1mm de espessura. Quando essa projeção é

29 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a 29 tocada, o plano é desviado e capturado pela câmera que fica posicionada logo abaixo como mostra a Figura 10. O método LLP é uma maneira fácil e geralmente de baixo custo para criar o dispositivo usando multitouch. Uma vantagem é que não necessita nenhuma pressão sobre a tela para registrar um contato. Figura 10 Esquema utilizado no LLP. Fonte: LED Light Plane (LED-LP) O LED Light Plane funciona de forma semelhante ao Laser Light Plane (LLP), mas no lugar de utilizar lasers ele utiliza LEDs infravermelho, que são colocados ao redor do perímetro da superfície de toque e posicionados acima desta superfície. A luz infravermelha brilha sobre a superfície sensível ao toque e cria um plano de luz. Normalmente uma moldura é colocada com os LEDs para reduzir o brilho direto à superfície sensível ao toque. Quando um objeto rompe esse plano de luz ela é refletida para a câmera como uma mancha brilhante, capturando a posição do objeto, Figura 11. Figura 11 Esquema utilizado no LED-LP. Fonte:

30 CAPÍTULO II REFERENCIAL TEÓRICO P á g i n a Frustated Total Internal Reflection (FTIR) A técnica FTIR é o nome dado à técnica multitouch desenvolvida por Jeff Han. Para o funcionamento desta técnica é necessário três componentes: uma chapa de acrílico transparente, LEDs infravermelho e uma câmera com filtro infravermelho (Han, 2005). A luz infravermelha é utilizada para distinguir entre uma imagem visível projetada na superfície de acrílico e os pontos de toque dos dedos que serão mapeados. Sem os LEDs infravermelhos e um filtro infravermelho na câmera, haveria confusão entre as imagens visíveis na tela de acrílico e o movimento dos dedos (NUI Group 2008). Figura 12 Esquema utilizado no FTIR. Fonte: Os LEDs são organizados em torno do acrílico, quando a o brilho da luz infravermelha atinge o topo e a base do acrílico elas se refletem aproximadamente em um ângulo paralelo, esse efeito é conhecido por reflexão interna total, como mostra a Figura 13. Quando um dedo é pressionado contra o acrílico, uma parte da luz é refletida para baixo através da tela, sendo em seguida detectada pela câmera. Figura 13 Efeito FTIR com LED infravermelho. Fonte: Castle, 2009.

31 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH

32 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 32 3 PROTÓTIPO MULTITOUCH O protótipo multitouch desenvolvido neste trabalho baseia-se no sistema Frustated Total Internal Reflection (FTIR), a seguir serão descritos as ferramentas utilizadas para sua construção e os componentes básicos para seu funcionamento como: uma tela de acrílico, LEDs infravermelho e uma câmera. 3.1 CONFIGURAÇÃO INICIAL Iluminador de LEDs Infravermelho Inicialmente, para construção do iluminador foram utilizados 60 LEDs IR de 5 mm e 940 nm 6, como visto no capítulo anterior, para o funcionamento do sistema FTIR os LEDs devem ser fixados na lateral do acrílico. Para isto em cada uma das laterais de 70 cm do acrílico, foi utilizado um perfil de alumínio em forma de U (Figura 14), com 70 cm de largura, 2 cm de profundidade e 1,1 de altura. O mesmo foi furado na sua face com espaçamento de 2,3 cm entre cada furo para que os LEDs fossem encaixados, cada perfil de alumínio possui 30 LEDs. Figura 14- Perfil de alumínio com LEDs de 5mm. Fonte: SANTOS NETO (2011). 6 Nanômetro é uma unidade de comprimento do Sistema Internacional de Medidas, comumente usada para medição de comprimentos de onda de luz visível (400 nm a 700 nm), radiação ultravioleta, radiação infra-vermelha e radiação gama, entre outras coisas. Tem como símbolo nm. Fonte: Wikipédia.

33 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a Circuito Elétrico A conexão entre os LEDS foi feita através do circuito em série, neste tipo de circuito o conjunto de LED é polarizado por um resistor reduzindo a produção de calor dissipado pelo mesmo e o consumo de energia (CAMPOS, 2009). O circuito é alimentado por uma fonte de 12v, neste caso para ligação em série foi feito o cálculo do valor necessário para resistência da tensão utilizando seis LEDs IR LEDs IR cuja tensão é de 1,5v e corrente de 20mA. Para tal cálculo foi utilizada a fórmula da Lei de Ohm cuja fórmula é representada por (R=U/i) onde, R representa a resistência, U representa a diferença da tensão e i representa a corrente elétrica medida em ampères 7 (KÍTOR, 2010). A representação de U é a diferença da tensão de alimentação e a tensão dos LEDs, que corresponde a 12v e 1,5v. Como o circuito possui seis LEDs basta multiplicar a quantidade pela tensão, logo teremos 12v e 9v. A representação de i é dada através de amperes, como a corrente é de 20mA (miliamperes) isto corresponde a 0,02 ampere. Aplicando a Lei de Ohm, o resultado obtido para R é de 150 ohms 8. A Figura 15 ilustra como ficou o circuito em série. Figura 15 Circuito elétrico em série utilizado na ligação dos LEDs em 12 v. Fonte: Reconhecimento de Toques Duas ferramentas são de fundamental importância na construção de uma superfície multitouch que são elas: uma câmera e um sistema de visão e sensoriamento 7 O ampère ou ampere é uma unidade de medida do Sistema Internacional de Unidades de intensidade de corrente elétrica. Fonte: Wikipédia. 8 O ohm é a unidade de medida da resistência elétrica, padronizada pelo Sistema Internacional de Unidades. Corresponde à relação entre a tensão de um volt e uma corrente de um ampère sobre um elemento, seja ele um condutor ou isolante. Fonte: Wikipédia.

34 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 34 computacional. Estas servem para detectar uma imagem e fazer o processamento necessário para o reconhecimento dos toques, a seguir estas ferramentas serão abordadas Community Core Vision (CCV) Para o reconhecimento dos toques é necessária à utilização de um sistema para visão e sensoriamento computacional, para tal configuração foi utilizado o sistema open source 9 Community Core Vision (CCV). Conforme Magri, 2010: [...] O CCV recebe como entrada um sinal de vídeo, para realizar um mapeamento no sinal e retornar como saída as coordenadas e o tamanho de um blob (objeto brilhante luminescente) e eventos (termo usado para descrever quando um sistema sabe se um objeto foi tocado por um dispositivo multi-toque) que descrevem a direção do movimento de um dedo ou se um dedo foi pressionado ou solto. Também suporta webcams internas e externas, como pode se conectar a diversas aplicações TUIO/OSC/XML. Suporta diversas técnicas de multi-toque, como por exemplo, FTIR, DI, DSI e LLP. A versão do CCV utilizada neste projeto foi a 1.3. Atualmente, o mesmo encontra-se na versão 1.5, onde o usuário pode ter suporte a várias câmeras conectadas. A configuração dos componentes do aplicativo é feita de acordo com a técnica que vai ser utilizada na construção do dispositivo multitouch. A Figura 16 demonstra o ambiente de trabalho do software na versão 1.3. Figura 16 Ambiente de trabalho do aplicativo CCV. Fonte: SANTOS NETO (2011). 9 Open Source é um conceito de distribuição de software, que estabelece como fundamentais, os princípios de desenvolvimento compartilhado, distribuição na forma de código fonte e licenciamento gratuito (LEITE, 2005).

35 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a Câmera PS3 Eye A câmera utilizada neste projeto é uma Sony PS3 Eye Figura 17, esta possui características como uma resolução de 640x480 e 60 FPS 10 (Frames Per Second) e captura de áudio por um grupo de quatro microfones, estas especificações podem ser traduzidas em um tempo de resposta rápido, o que quer dizer que as ações detectadas pela câmera são exibidas com um tempo de atraso mínimo (FENLON, 2010). Figura 17 Câmera Sony PS3Eye. Fonte: SANTOS NETO (2011). Para que a câmera seja detectada no sistema CCV, a mesma deve ser instalada no computador. Para isso é necessário obter o driver 11 disponível para seu funcionamento como uma webcam. Para a utilização do CCV para sensoriamento computacional é necessário que a câmera detecte apenas luz infravermelha. Isto acontece para que a mesma não capture a luz visível do ambiente. Neste caso a câmera PS3 Eye possui um filtro bloqueador que neutraliza a detecção de luz infravermelha. 10 Frames per Second, termo normalmente conhecido por FPS, significa Quadros por Segundo, e se refere à quantidade de vezes que o computador do usuário envia, no intervalo de um segundo, um quadro para a tela do monitor, ou seja, quantas vezes a imagem atual de um jogo é representada para o jogador (TECMUNDO, 2008). 11 O driver dispositivo de driver ou um software de driver é um programa de computador que permite a comunicação de alto nível entre os programas do computador para que possam efetuar a interação com os dispositivos de hardware. (PEREIRA, 2008).

36 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 36 A câmera utilizada na configuração inicial do protótipo foi adaptada para que a mesma capturasse a luz infravermelha. Para esta adaptação seriam necessárias duas transformações: remover o filtro bloqueador de IR e colocar outro que permita a passagem do IR. (DIESEL, 2010) Superfície da Tela Foi utilizada uma placa de acrílico de 70 cm de comprimento, 50 cm de largura e 8 mm de espessura, esta base foi fixada na base feita de MDF com dimensões de 80 cm de comprimento e 60 cm de largura, conforme a Figura 18. Figura 18 Base para apoio da tela de acrílico. Fonte: SANTOS NETO (2011). Para a construção da superfície algumas características devem ser analisadas, o contato direto do dedo do usuário na tela pode danificar ou deixar resíduos como gordura na sua superfície. Para isso deve-se utilizar uma camada de acoplamento óptico como uma camada de 1 mm de borracha transparente na superfície do acrílico (CAMPOS, 2009). Outro ponto importante é utilizar um material para a projeção, no desenvolvimento do protótipo foi utilizado papel manteiga, este foi fixado na parte posterior da tela de acrílico, na Figura 19 pode ser observada a tela de acrílico com os perfis de alumínio e o material de projeção fixado. Conforme Campos 2009: A qualidade da imagem detectada pela câmera é melhorada quando utilizado um material para acoplamento óptico feito de borracha opaca.

37 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 37 Figura 19 Tela de acrílico com perfis de alumínio e material de projeção. Fonte: SANTOS NETO (2011) Projetor O projetor utilizado neste projeto foi um Epson PowerLite 260D, este serviu para projetar a imagem do computador para a tela de acrílico, para que isto fosse possível de forma que os componentes estivessem dentro da caixa da mesa foi utilizado um espelho possibilitando assim a projeção das imagens no topo da mesa. Essa montagem é ilustrada na Figura 20. Figura 20 - Estrutura interna do protótipo da mesa. Fonte: SANTOS NETO (2011). A Figura 20 mostra a estrutura interna utilizada no desenvolvimento deste protótipo, a linha vermelha é referente a luz emitida pelo projetor para a superfície do acrílico que é refletida pelo espelho, este que faz com que a projeção seja feita com os componentes dentro da caixa da mesa. A linha azul refere-se a visão que a câmera

38 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 38 tem da mesa refletida pelo espelho, esta por sua vez obteve maior visão em relação a imagem projetada. Desta forma deve-se calibrar as configurações da câmera em relação a imagem projetada utilizando o software CCV. 3.2 LIMITAÇÕES DA CONFIGURAÇÃO INICIAL Ao concluir a montagem dos componentes básicos para a configuração inicial, foram encontradas algumas limitações para o desenvolvimento do protótipo. A seguir serão abordadas as limitações encontradas durante o desenvolvimento do primeiro protótipo Câmera PS3 Eye A câmera PS3 Eye possui dois modelos, estes são idênticos em sua parte exterior, a diferença entre eles está na lente. Uma permite que remova o filtro IR sem prejudicar a sua lente, o outro em caso de remoção do filtro irá prejudicar a lente o que resultará na perda da mesma, porque o filtro fica entre duas peças de vidro da lente (RAMSEYER, 2009). Figura 21- Lente de cada um dos modelos da câmera PS3 Eye. Fonte: Como pode ser observado na Figura 21, estão as duas lentes dos modelos da câmera PS3 Eye, a Figura A mostra a lente vista de cima onde a esquerda está localizada a que não pode remover o filtro e a direita a que permite a remoção do filtro. A Figura B mostra a parte traseira da lente, esta que só pode ser observada

39 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 39 desmontando a câmera, da mesma forma encontra-se a esquerda a que não permite e a direita a que permite a remoção (RAMSEYER, 2009). A câmera utilizada na configuração era igual ao modelo que não permite remover o filtro de bloqueio IR, para adaptação foi preciso um pedaço de filme fotográfico para que a câmera não capturasse a luz visível. Desta forma apenas a luz infravermelha seria capturada, mas os resultados só eram satisfatórios quando apontava os LEDs diretamente na câmera e com base no FTIR a luz infravermelha é refletida ao tocar o acrílico, assim esta não passava porque o filtro de bloqueio IR não foi removido. Outra câmera foi adquirida e feita a adaptação, removendo o filtro de bloqueio IR e adicionado um filtro de passagem da luz infravermelha para comprimento de onda de 850nm. Embora a fonte não divulgue o valor em porcentagem para representação de cada item, pode-se notar de forma clara que o mais utilizado é o de 850 nm. Este por possuir um ótimo ângulo de emissão da luz e boa taxa de transmissão LEDs infravermelho Como foi abordado anteriormente, os LEDs utilizados na construção da mesa multitouch possuíam comprimento de onda de 940nm, no total foram utilizados 30 acoplados em cada uma das laterais de 70 cm do acrílico, como estes não deram resultado satisfatório foram substituídos por LEDs de 850nm. Foram utilizados 36 LEDs de 8mm e 850nm, da mesma forma foram acoplados em um perfil de alumínio em forma de U. O espaçamento entre cada LED foi de 3,8 cm onde no total foram 18 em cada lateral de 70cm do acrílico. O circuito elétrico utilizado foi o mesmo citado anteriormente utilizando 6 LEDs visto que possuíam os mesmos valores de tensão e corrente, podemos observar na Figura 22.

40 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 40 Figura 22 (A) LEDs de 8mm acoplados no perfil de alumínio. (B) Circuito elétrico. Fonte: SANTOS NETO (2011). 3.3 RESULTADOS OBTIDOS Com base na mudança dos componentes utilizados na configuração inicial, passando a usar LEDs com comprimento de onda correspondente a 850nm e a câmera adaptada com filtro de passagem da luz infravermelha de 850nm, o resultado foi satisfatório para a utilização do FTIR. Figura 23 Vista da superfície com a câmera acima do acrílico (A). Vista da superfície com a câmera abaixo do acrílico (B). Fonte: SANTOS NETO (2011). A Figura 23A mostra a superfície do acrílico com os LEDs acoplados nas laterais de 70cm ligados onde pode-se observar os pontos brancos, a Figura 23(B) ilustra a vista da câmera abaixo do acrílico, onde nota-se o resultado da reflexão da luz infravermelha. Como foi abordado anteriormente, o software CCV recebe como entrada um sinal de vídeo, e é capaz de processar a saída como as coordenadas através do tamanho de um blob (objeto brilhante luminescente), como nota-se na Figura 23B, ao tocar a superfície a luz infravermelha é refletida criando um blob.

41 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 41 Embora os resultados de rastreamento dos toques já eram vistos, é necessário fazer a calibração da tela no CCV para alinhar os pontos de contato da câmera com os elementos que são projetados na tela, a área atingida pelo projetor é diferente em relação a mesma que a câmera, como pode ser observado na Figura 24. Figura 24 Tela de calibração do CCV. Fonte: SANTOS NETO (2011). Como pode ser observada na Figura 24, a delimitação da tela de captura da câmera é representada através do quadro branco e a grade de cruz verde são os pontos que devem ser tocados para que seja iniciada a calibragem. Quando mais cruz verde melhor será o resultado da precisão da coordenada do objeto tocado, neste trabalho foram utilizados 36 pontos de calibração, o resultado pode ser observado na Figura 25. Figura 25 Representação dos pontos de contato pós-calibração. Fonte: SANTOS NETO (2011).

42 CAPÍTULO III PROTÓTIPO MULTITOUCH P á g i n a 42 No próximo capítulo será abordado sobre o ambiente de desenvolvimento utilizado para a elaboração do protótipo de cardápio digital, onde são levantados os principais conceitos das tecnologias utilizadas.

43 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO

44 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO P á g i n a 44 4 AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO 4.1 JAVA Segundo Claro (2000), Java é a linguagem de programação orientada a objetos, desenvolvida pela Sun Microsystems, capaz de criar tanto aplicativos para desktop, aplicações comerciais, softwares robustos, completos e independentes, aplicativos para a Web. Possui características como a portabilidade tornando-a independente de plataforma, visto que, ela é compilada em um bytecode 12 que será executado por um interpretador chamado Java Virtual Machine 13 (JVM). A JVM possui um conceito mais amplo do que um interpretador, considerando que tudo que está compilado em bytecode passa pela JVM que é responsável por fazer o gerenciamento da memória, pilha, threads, etc.. A linguagem Java possui vantagens por proporcionar um conjunto vasto de Application Programming Interface (API) que contém as classes e métodos com funcionalidade padrões para sua utilização. Com facilidade de implementação de recursos de rede, segurança com a API Java Cryptography Architecture (JCA), que contém as implementações de funções criptográficas, entre outras. Atualmente, existem três plataformas Java, cada uma é disponibilizada para um ambiente específico de execução, sendo elas: J2SE (Java2 Standard Editon) É a plataforma de desenvolvimento de aplicativos para desktop e servidores, com características como portabilidade e segurança que as aplicações hoje exigem. 12 Bytecode é o termo dado ao código binário gerado pelo compilador Java (CLARO, 2000). 13 A JVM é uma camada que funciona entre o bytecode e o sistema operacional, tendo como função traduzir o que a aplicação deseja fazer (CLARO, 2000).

45 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO P á g i n a 45 J2EE (Java2 Enterprise Edition) É a plataforma de desenvolvimento voltada para aplicações em ambiente corporativo com utilização de internet ou não, possui bibliotecas para acesso a servidores para desenvolvimento de aplicações baseadas na Web. J2ME (Java2 Micro Edition) É a plataforma de desenvolvimento utilizado para aplicações de dispositivos móveis ou portáteis como celulares, smartphones, palmtops, e os demais dispositivos móveis. 4.2 NETBEANS Segundo Santos (2010), o Netbeans é um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE Integrated Development Enviroment) com um conjunto de bibliotecas, módulos e Application Program Interface (API), que formam um ambiente integrado de desenvolvimento, permitindo ao desenvolvedor escrever, compilar, debugar e instalar programas. O Netbeans é escrito na linguagem Java, mas pode suportar outras linguagens de programação como: Java, C, C++, PHP, entre outras. Possui ferramentas necessárias para o desenvolvimento de aplicações desktop, web e móveis e vem com suporte a instalação de plug-ins, o que pode torná-lo ainda mais robusto e completo, oferecendo suporte a modelagem e administração de banco de dados e rico em recursos para aplicações gráficas com Swing e AWT. 4.3 HIBERNATE Segundo Gonçalves (2007), o Hibernate é um framework escrito na linguagem Java que mantém um relacionamento com o banco de dados conhecido como mapeamento objeto-relacional para Java, o qual proporciona ao desenvolvedor liberdade para se concentrar em problemas da lógica do negócio. A implementação utilizando o mapeamento objeto-relacional reduz o tempo necessário para

46 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO P á g i n a 46 construção das tabelas de dados já que sua representação é feita através das classes implementadas na linguagem Java. Hibernate é licenciado sob a licença GNU 14, sendo assim, livre para download e gratuito para o desenvolvimento e a implementação de aplicações, e para a distribuição deste framework. 4.4 SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS (SGBD) Um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados é uma coleção de programas que permitem ao usuário definir, construir e manipular Bases de Dados para as mais diversas finalidades (CASTANHEDE, 2009). Facilitando a manipulação das informações de um banco de dados e o desenvolvimento de programas, seu objetivo é isolar os detalhes internos do banco de dados do usuário, tornando independentes os dados da aplicação SGBD PostgreSQL Segundo Castanhede (2009), PostgreSQL é um SGBD objeto-relacional de código aberto derivado do projeto Postgres, da Universidade de Berkeley. Atualmente é desenvolvido por um grupo que envolve empresas e pessoas de várias partes do mundo, estando disponível sob a flexível licença BSD 15. Atualmente, o PostgreSQL é um sistema com performance estável, suportando conexões com vários clientes, o que se enquadra na criação de aplicações que exija uma base de dados extensa. 14 GNU é um projeto com o objetivo de criar um sistema totalmente livre e que os usuários tenham direito de usar, estudar, modificar e distribuir. Fonte: Wikipédia. 15 É uma licença de código aberto utilizada nos sistemas do tipo Berkeley Software Distribuition, que é derivado do Unix. Fonte: Wikipédia.

47 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO P á g i n a METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO Foi utilizada a prototipação para o desenvolvimento do modelo de cardápio digital, visando à construção de um protótipo e facilitando o levantamento dos requisitos necessários para o sistema. A prototipação é uma metodologia que visualiza o desempenho do sistema de acordo com o andamento do projeto. Segundo Pressman (1995), é um processo que capacita o desenvolvedor a criar um modelo do software que será implementado. O modelo pode assumir uma das três formas: Um protótipo no papel ou modelo baseado em computador; Um conjunto de trabalho que implementa algum subconjunto da função exigida do software necessário; Um programa existente que executa parte ou toda função desejada. A prototipação inicia suas atividades com o levantamento dos requisitos necessários para implementação inicial, no qual o analista e o cliente irão se reunir para definir pontos e objetivos do software, como mostra a Figura 26. Figura 26 Fases da Prototipação. Adaptado de: Pressman (1995).

48 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO P á g i n a Fases da Prototipação Cada uma das fases da Prototipação são descritas a seguir, conforme Pressman (1995): Coleta e refinamento dos requisitos: o desenvolvedor e o cliente reúnemse e definem os objetivos globais para o software, identificam as exigências e esboçam as áreas abordadas para o protótipo. Projeto rápido: a elaboração do projeto rápido concentra-se nas partes do software que serão visíveis ao usuário (abordagens de entradas e saídas), nesta etapa a construção de um protótipo é avaliada pelo cliente/usuário e utilizado para refinar os requisitos necessários para o software que será desenvolvido. Construção do protótipo: nessa fase o protótipo é construído podendo ser um melhoramento do protótipo rápido e poderá ser o início ou parte do software final. Avaliação do protótipo pelo cliente: após a elaboração do protótipo o mesmo deve ser apresentado ao cliente, para que o cliente possa avalia-lo e apontar erros, pontos positivos e negativos do protótipo para que sejam redefinidos os requisitos corretos. Refinamento do protótipo: após redefinir os requisitos, deve-se refinar o protótipo para que volte para a fase de projeto rápido e possa percorrer todas as fases posteriores, o refinamento confirma os requisitos que foram sugeridos pelo cliente nas fases anteriores. Engenharia do produto: esta é a fase de desenvolvimento do produto final, quando todas as exigências sejam formalizadas ou algum protótipo tenha evoluído para uma versão de produção.

49 CAPÍTULO IV AMBIENTES DE DESENVOLVIMENTO P á g i n a Análise de Requisitos A análise de requisitos é uma tarefa da engenharia de software que efetua a ligação entre a alocação de software em nível de sistema e o projeto de software (PRESSAMAN, 1995). O levantamento de requisito é a primeira fase do desenvolvimento de um software, pois é nessa fase que o analista tem contato direto com o cliente e usuários para discutir acerca das funcionalidades do software. Com tais requisitos em mãos, o analista passa as informações para o desenvolvedor. Segundo Sommerville (2003), os requisitos podem ser classificados como funcionais, não funcionais ou requisitos de domínio: Requisitos Funcionais: são declarações de funções as quais fornecem informações de como o sistema deve reagir a entradas específicas e como se comportar em determinadas situações. Requisitos não funcionais: São restrições sobre os serviços ou as funções oferecidos pelo sistema. Requisitos de domínio: são requisitos que se originam do domínio da aplicação do sistema e que refletem características desse domínio.

50 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL

51 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL P á g i n a 51 5 PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL O protótipo desenvolvido é uma proposta de um modelo de cardápio digital para restaurantes, onde o cliente poderá realizar seu pedido através de uma mesa interativa. O sistema é apenas um modelo funcional simples, isto é, não possui documentação e poucos requisitos. 5.1 REQUISITOS Os requisitos de software são objetivos ou restrições estabelecidas por clientes e usuários que definem as diversas propriedades do sistema. Existem os requisitos funcionais e os não-funcionais. Os funcionais são os requisitos necessários no funcionamento do software, como as operações que o sistema deve realizar. Os não-funcionais são as qualidades e exigências do software como usabilidade, desempenho, custos, etc. (LEITE, 2007). Ainda conforme Leite, 2007: Um conjunto de requisitos pode ser definido como uma condição ou capacidade necessária que o software deve possuir (1) para que o usuário possa resolver um problema ou atingir um objetivo ou (2) para atender as necessidades ou restrições da organização ou dos outros componentes do sistema REQUISITOS FUNCIONAIS [RF001] Cadastrar produtos: serão cadastrados os seguintes dados do produto: código do produto, descrição do produto, preço, estoque e categoria (bebida, sucos, etc.). [RF002] Cadastrar dados de detalhes do produto: serão cadastrados os seguintes dados de detalhes do produto: código da descrição, código do produto, descrição de preparo do produto e foto do produto.

52 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL P á g i n a 52 [RF003] Adicionar itens do pedido: ao confirmar o item selecionado para o pedido os seguintes dados serão cadastrados no pedido: código do produto, descrição do produto, valor unitário, quantidade, e valor total do item. [RF004] Confirmar pedido: ao confirmar o pedido serão cadastrados os seguintes dados do pagamento: código do pedido, mesa do pedido, data do pedido, valor total, confirmado (SIM ou NÃO). [RF005] Efetuar pagamento: ao confirmar o pedido poderá ser efetuado o pagamento, serão cadastrados os seguintes dados do pagamento: código do pagamento, código do pedido, data do pagamento, forma de pagamento e valor total. 5.2 INÍCIO DO SISTEMA A tela inicial do modelo proposto apresenta três botões Cardápio, Minha Conta e Solicitar Ajuda. No botão Cardápio, o usuário visualizará o menu onde encontramse os pratos e bebidas disponíveis para que o mesmo possa selecionar o seu pedido. Em Minha Conta o cliente poderá acompanhar os itens e valores correspondentes a sua conta e também, caso deseje, finalizar o seu pedido. Em Solicitar Ajuda o cliente poderá solicitar auxílio na utilização do sistema através de um assistente no menu de ajuda virtual. Figura 27 Tela inicial do sistema. Fonte: SANTOS NETO (2011).

53 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL P á g i n a FLUXO DE FUNCIONAMENTO Ao selecionar o menu Cardápio a tela de cardápio será exibida, a esquerda encontram-se os botões dos itens de cardápio (Bebidas, Sucos, Vinhos, Pratos, Porções e Sobremesas). Selecionando um dos itens serão listados os produtos que correspondem ao mesmo e nessa lista o usuário poderá ver a descrição e o preço do produto. Cada item possui dois botões Detalhes e Adicionar, estes servem para visualizar os detalhes do produto selecionado ou adicionar o produto no pedido. A tela também possui os menus Voltar, Solicitar Ajuda e Visualizar Pedido. Para retornar a tela inicial do sistema basta clicar em Voltar. Caso o usuário encontre alguma dificuldade para realizar o seu pedido e queira solicitar auxílio, não é necessário retornar à tela inicial do sistema, pois a tela de Cardápio também possui o menu Solicitar Ajuda. Para visualizar o pedido e ver dados, como quantidade e valor total do pedido, basta selecionar a opção Visualizar Pedido. Conforme podemos observar na Figura 28. Figura 28 Tela de Cardápio listando os produtos bebidas. Fonte: SANTOS NETO (2011). Selecionando o botão Detalhes será exibida uma janela contendo os detalhes do produto como: descrição do produto, descrição de preparo (em caso de pratos e sobremesas) e uma imagem do produto, como pode ser observado na Figura 29.

54 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL P á g i n a 54 Figura 29 Tela de detalhes do produto. Fonte: SANTOS NETO (2011). Ao selecionar o botão Adicionar será exibida uma janela em forma de teclado numérico para que o usuário possa informar a quantidade desejada do item adicionado (Figura 30). Figura 30 Teclado para digitar a quantidade do item. Fonte: SANTOS NETO (2011). Ao adicionar os itens, o cliente poderá visualizar o seu pedido na tela de visualização do pedido onde são mostradas as informações como descrição, preço unitário, quantidade e valor total do item. Caso deseje remover algum item antes de confirmar o pedido, basta clicar no botão Remover correspondente ao item desejado. Na Figura 31 pode ser observada a lista dos itens.

55 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL P á g i n a 55 Figura 31 Tela visualizar pedido. Fonte: SANTOS NETO (2011). Caso o cliente deseje confirmar o pedido, basta selecionar o botão Confirmar Pedido, fazendo isto, o pedido será encaminhado para a cozinha com as informações necessárias. Após confirmar o pedido, o cliente já poderá visualizar a sua conta através do menu Minha Conta localizado na tela inicial do sistema. Ao pedido confirmado, o cliente já poderá visualizar as informações detalhadas de sua conta: descrição do produto, preço unitário e total de cada produto, a quantidade e o valor total de sua conta. Nesta tela, também é possível solicitar auxílio na utilização do sistema. Caso o cliente deseje efetuar o pagamento da conta basta selecionar a opção Fechar Conta (Figura 32). Figura 32 Tela Minha Conta. Fonte: SANTOS NETO (2011).

56 CAPÍTULO V PROTÓTIPO CARDÁPIO DIGITAL P á g i n a 56 Ao selecionar a opção Fechar Conta, uma nova janela aparecerá (Figura 33) onde o cliente irá informar se desejar efetuar o pagamento em Dinheiro ou Cartão, ao selecionar a opção desejada outra tela irá aparecer, onde o cliente deve informar o local que efetuará o pagamento. Figura 33 Tela para selecionar a forma de pagamento. Fonte: SANTOS NETO (2011). Como pode ser observado na Figura 34, o cliente terá a opção de efetuar o pagamento na Mesa ou Caixa, caso o cliente selecione a opção Mesa o basta aguardar um atendente ir até o seu local para efetuar o pagamento, selecionando Caixa o mesmo deverá se dirigir até o caixa do restaurante para efetuar seu pagamento. Figura 34 Tela de seleção do local de pagamento. Fonte: SANTOS NETO (2011). 5.4 AJUDA DO SISTEMA O modelo desenvolvido conta com duas opções de ajuda para o cliente. Uma delas é a solicitação de auxílio de um funcionário do ambiente, a outra é uma ajuda virtual desenvolvida para orientar o usuário sobre os passos necessários para utilização do modelo de cardápio digital proposto, esta pode ser observada na Figura 35.