Colaboração em Ambientes Educacionais com Realidade Aumentada

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Raphaella Filipe Lameira
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1 Colaboração em Ambientes Educacionais com Realidade Aumentada Francisco César de Oliveira Pós Graduação/Univ. Metodista de Piracicaba (Unimep) Claudio Kirner Centro de Educação Aberta e à Distância/Univ. Federal de Ouro Preto Rafael Santin Depto de Computação/Univ. Fed. dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri Cleber Forte - Unimep XI Ciclo de Palestras sobre Novas Tecnologias na Educação CINTED - Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação UFRGS/2008 1

2 Índice Ambientes educacionais Colaboração em sistemas educacionais Realidade Aumentada Colaboração local com RA Colaboração remota com RA Projeto Studierstube Sistema SACRA Conclusões Referências 2

3 Ambientes educacionais são influenciados pela evolução tecnológica novas técnicas pedagógicas são incorporadas às modalidades de ensino/aprendizagem ensino presencial, semi-presencial e à distância ensino presencial mais comum não presencial no Brasil surgiu com o rádio (1922) e por correspondência (1941) desvantagem desses sistemas: não há colaboração 3

4 Colaboração em sistemas educacionais baseada no trabalho em grupo; melhora condições de aprendizagem; a cooperação acaba gerando certa competição entre os membros do grupo, possibilitando melhores resultados do que quando o processo se dá de forma isolada. [Kirner 2005] 4

5 Realidade Aumentada Modalidades de RA quanto as formas de se aplicar: Sistema de visão ótica direta Sistema de visão direta por video Sistema de visão por vídeo baseado em monitor Sistema de visão direta por projeção [Azuma 2001] Sistema de visão baseado em monitor mais simples mais barato 5

6 Realidade Aumentada sistema baseado em monitor [Barakonyi 2003] 6

7 Realidade Aumentada Hardware 1 computador básico algum dispositivo de captura de imagem (webcam) Software Sistema Operacional ARToolKit (existem outros) desenvolvido por Hirokazu Katu (Univ. de Osaka) free e de código aberto última versão free: fev/2007 função da ferramenta: rastrear e posicionar, em tempo real, os objetos 3D em relação à câmera, através de uma forma padrão, geralmente constituída por um marcador (pedaço de papel com um símbolo qualquer) 7

8 Realidade Aumentada [Zhou 2005] hitl.washington.edu/artoolkit outros projetos: 8

9 Colaboração local com RA Collaborative Augmented Reality Billinghurst and Hirokazu Katu mostrar LIRA... 9

10 Colaboração remota com RA síncrona assíncrona ao mesmo tempo para todos locais diferentes em tempos diferentes moodle 10

Projeto Studierstube http://studierstube.icg.tu-graz.ac.

11 Projeto Studierstube ferramenta como o ARToolKit, porém exclusivo para aplicações educacionais (matemática e geometria) permite a construção de figuras 3D em ambientes de RA de forma COLABORATIVA (PRESENCIAL ou REMOTA) vantagens do sistema: estudante consegue visualizar a figura geométrica como objeto 3D, aumentando sua percepção 11

12 Sistema SACRA Sistema de Autoria Colaborativa com Realidade Aumentada [Santin 2008] ferramenta desenvolvida para usuário sem conhecimentos de programação usuário, que pode ser o professor ou aluno, tem a liberdade em desenvolver suas próprias aplicações sem depender de outros profissionais baseado em interfaces tangíveis, as quais são mais estimulantes para o usuário, visto que provoca a intuição natural na manipulação de objetos 3D no mundo real, lembrando que este é o mundo de domínio do homem 12

13 Sistema SACRA baseado nas versões 2.65 e do ARToolKit utiliza dispositivos de baixo custo as propriedades visibilidade, posição e orientação dos marcadores permitem aos seus usuários interagirem de forma colaborativa na construção de ambientes com objetos reais e virtuais misturados o sistema apresenta 2 tipos de marcadores com funções pré-definidas os que podem ser cadastrados em qualquer momento 13

14 Sistema SACRA marcadores de funções pré-definidas 14

15 Sistema SACRA marcadores que podem ser cadastrados assumem o papel de marcadores de referência a partir do 8. o denominados REFs; recebem um conjunto de pontos e objetos 3D o sistema permite a interação entre esses pontos constituindo uma aplicação, ou parte dela 15

16 Sistema SACRA exemplo de colaboração remota usuário 1 (a) simula a trajetória que o usuário 2 (b) deverá seguir 16

17 Sistema SACRA aplicação em Física: lançamento vertical 17

18 Sistema SACRA resultado trajetória muita próxima do real 18

19 Conclusões a colaboração com o uso do computador vem ganhando sofisticação como um elemento importante no relaciomento entre os membros de um grupo novas tecnologias (RA) permitem sofisticar o processo colaborativo de aplicações com a recriação de ambientes potencialmente intuitivos e naturais (comunicação tangível com objetos reais e virtuais) o SACRA mostrou-se eficaz ao permitir interações tangíveis com a criação e manipulação de pontos no espaço, inclusive de forma remota testes indicam que o sistema pode ter uso em atividades de treinamentos, aprendizagem e entretenimento 19

20 Referências ARToolKit. Software Free e Open Source. Disponível em: < Acesso em Azuma, R. et al. A Survey of Augmented Reality. Hughes Research Laboratories, Malibu, CA, Bajura, M.; Neumann, U. (1995) "Dynamic Registration Correction in Video-Based Augmented Reality Systems" IEEE Computer Graphics & Applications, v.15, n.5. p Barakonyi, I et al. (2003) Augmented Reality Videoconferencing for Collaborative Work., Proc. of the 2nd Hungarian Conference on Computer Graphics and Geometery. University of Technology, Budapest. Billinghurst, M.; KATO, H Collaborative augmented reality. Commun. ACM 45, 7, jul. 2002, P Santin, R. Sistema de Autotoria em Ambiente Colaborativo com Realidade Aumentada. 125 p. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação). Universidade Metodista de Piracicaba, Piracicaba Zhou, Z. et al. (2004) Interative Entertainment Systems Using Tangible Cubes, Australian Workshop on Interative Entertainment, p Schmalstieg, D. et al. The Studierstube Augmented Reality Project PRESENCE - Teleoperators and Virtual Environments, Vol. 11, No. 1, pp , MIT Press, February

21 Colaboração em Ambientes Educacionais com Realidade Aumentada Oliveira, F.C. Pós Graduação/Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep) Kirner, C. Centro de Educação Aberta e à Distância/Universidade Federal de Ouro Preto ckirner@cead.ufop.br Forte, C. Depto de Computação/Anhanguera Educacional (FAC SBO) cleberforte@hotmail.com Santin, R. Depto de Computação/Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri rasantin@hotmail.com XI Ciclo de Palestras sobre Novas Tecnologias na Educação CINTED - Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação UFRGS/

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