RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC : CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PARD, PIAD, PIBIT, PADRC E FAPESPA Período : Agosto/2015 a Janeiro/2016 ( x ) PARCIAL ( ) FINAL IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO Título do Projeto de Pesquisa (ao qual está vinculado o Plano de Trabalho): Museus e Patrimônio: Musealização no Centro Histórico de Belém-PA Nome do Orientador: Prof. Dr. Ádamo Lima de Santana Titulação do Orientador: Professor e Doutor Faculdade: Universidade Federal do Pará (UFPA) Instituto/Núcleo: Instituto de Tecnologia (ITEC) Laboratório: Laboratório de Inteligência Computacional Realidade Virtual (LINC-REVI) Título do Plano de Trabalho: Virtualização de patrimônios do Centro Histórico de Belém do Pará Nome do Bolsista: Jessé Cristiano Pacheco Monteiro Tipo de Bolsa: ( ) PIBIC/ CNPq ( ) PIBIC/CNPq AF ( X ) PIBIC-UFPA PE-INTERDISCIPLINAR ( ) PIBIC/UFPA ( ) PIBIC/UFPA AF ( ) PIBIC/ INTERIOR ( )PIBIC/PARD ( ) PIBIC/PADRC ( ) PIBIC/FAPESPA ( ) PIBIC/ PIAD ( ) PIBIC/PIBIT 1

INTRODUÇÃO Belém é uma cidade rica em patrimônios culturais e obras artísticas, entretanto conhecelos e obter informações sobre as mesmas se torna difícil tanto para os moradores da cidade quanto para as pessoas interessadas nos patrimônios culturais da capital paraense. Para auxiliar essas pessoas e informar de maneira mais atrativa buscou-se a ajuda da internet que possui grande potencial de inserção, e também exploratório, de dados sobre os patrimônios e as obras, possibilitando a digitalização de monumentos e construções que fazem parte da historia de Belém. Utilizando esta ferramenta surge a ideia da criação de um espaço na internet para visitação e consulta de informações sobre os patrimônios artísticos e culturais da capital paraense. O projeto Musealização no Centro Histórico de Belém do Pará visa desenvolver levantamentos e mapeamentos integrados nos Museus e Patrimônios presentes no Centro Histórico da Cidade Belém. Com isto propõe-se a abertura desta nova forma de vivência dos espaços e obras públicas urbanas através da visitação virtual na rede onde, se utilizando da tecnologia de realidade virtual, é possível navegar online em grande parte dos patrimônios culturais de Belém obtendo dados históricos, artísticos e culturais como, por exemplo, o forte do castelo, um importante e famoso ponto turístico de Belém. JUSTIFICATIVA O projeto faz uso da tecnologia de realidade virtual que é uma interface avançada do usuário para acessar aplicações executadas no computador, tendo como características a visualização e, movimentação em ambientes tridimensionais em tempo real e a interação com elementos desse ambiente. A virtualização dos patrimônios culturais, obras artísticas e monumentos históricos em espaços públicos visa oferecer uma nova forma de informar e educar, onde ao utilizar a realidade virtual, possibilita que pessoas que antes só conheciam as obras por fotos ou livros possam através da digitalização conhecer de forma mais dinâmica e interativa os patrimônios históricos de sua cidade e ainda tendo acesso a informações provenientes de pesquisa específicas e de grande valor histórico e cultural despertando o interesse em estudantes, pesquisadores e habitantes da cidade. OBJETIVOS O projeto de pesquisa interdisciplinar Museus e Patrimônio: Musealização no Centro Histórico de Belém do Pará" busca a modelagem e virtualização de espaços de patrimônio localizados na área do centro histórico de Belém, criando uma ambientação que simula a visitação real destes locais. As áreas de estudos que atuam neste projeto são: Engenharia da Computação, Comunicação, Museologia e Turismo. Um desses patrimônios é o forte do castelo e seu entorno, sendo um dos mais procurados pontos turísticos da cidade, por sua localização privilegiada e seu sentido histórico, integrando o complexo arquitetônico e religioso da cidade velha, a Feliz Lusitânia, o forte do castelo se torna uma ótima peça para se aplicar as ideia proposta neste projeto. 2

MATERIAIS E MÉTODOS A interação das pessoas com os monumentos de Belém é possível através da utilização de programas de computador que ajudaram desde a criação ate a simulação da visitação real dos espaços, com a possibilidade de acessos a informações sobre o patrimônio visitado. Os processos de modelagem e virtualização são divididos em três etapas: o cenário, sistema de interações e publicação, que estão representados na Tabela 1. Fases Etapas Cronológicas Descrições Cenário Sistema de Interações Publicação 1º Coleta de Dados 2º Modelagem 3D 3º Ambiente Interativo 4º Programação de Scripts 5º Arquivos HTML 6º Publicação no site Coleta de fotos, vídeos e áudio do local onde está a peça a ser trabalhada Criação de objetos virtuais com auxílios de programas específicos Posicionamento dos objetos no mundo virtual até então vazio, ajustes de iluminação, texturas, adição de áudio. Escrita das instruções de computador que gerenciam as interações do usuário com o programa. Uma ferramenta específica transforma os scripts e os modelos para arquivos acessíveis pela internet Disponibilização na WEB para visitação pública, compartilhando o ambiente. Tabela 1 Fases da construção da Visitação Virtual aos Monumentos de Belém A coleta de dados ocorre por meio de câmeras e filmadoras utilizando-se do máximo dessas ferramentas para se obter fotos e vídeos dos mais variados ângulos do ambiente a ser construído, afim de obter: a percepção visual que uma pessoa teria no local, a relação aproximada da escala entre os elementos da cena e, coleta de áudio original do local para posterior inserção na visita virtual estimulando ainda mais os sentidos do usuário. Utilizando o material visual coletado também é possível obter material para a o processo de texturização que consiste em pintar os fornecer a aparência das superfícies dos modelos tridimensionais da visita virtual. Figura 1 Uma das imagens coletadas no forte do castelo 3

A modelagem dos objetos tridimensionais usados no cenário foi feita utilizando o software 3D Studio Max, que é responsável pela criação de formas geométricas primitivas como cubos, cilindros, esferas, etc. que por meio da edição de seus vértices e composição de diferentes tipos desses objetos dão origem a formas mais complexas que se assemelham aos objetos presentes no ambiente real como os canhões exibidos na Figura 2. Figura 2 Canhão presente na região do Forte do Castelo sendo modelado no programa 3DSMax Após a etapa de modelagem, os modelos tridimensionais construídos passaram pelo processo de texturização, onde são aplicadas as imagens, comumente denominadas texturas, nos objetos. A texturas podem ser provenientes de fotos originais dos elementos reais do ambiente ou adquiridas de bancos de imagens disponíveis na internet e na maior parte das vezes passaram adaptações de um programa de edição de imagens como GIMP. O cenário é todo o lugar virtual que está acessível visualmente ao visitante, neste caso o Forte do Castelo localização no centro da cidade de Belém. O ambiente modelado é constituído de réplicas tridimensionais de objetos que estão presentes no lugar onde se encontram o Forte contendo objetos como canhões, placas de informações e esculturas. O ambiente interativo e a programação de scripts fica a cargo do software Unity3D que é uma ferramenta muito utilizada na produção de jogos e ambientes 3D, sendo usado neste projeto para estabelecer as interações do visitante com o cenário. O sistema de interações define de que maneira o usuário poderá interagir com o cenário e acessar informações a respeito dos monumentos. As interações, dentro da visita virtual, são feitas por uma abstração computadorizada de uma personagem em primeira pessoa inserida no ambiente, que pode ser controlada pelo usuário e acessar informações que são exibidas em interfaces gráficas como botões e caixas de texto na tela do computador. Com todo o projeto pronto e configurado, é possível utilizar a ferramenta Unity3d que permite gerar cópias do mesmo projeto que funcionam na internet, em desktop e em dispositivos móveis. O produto final é uma página HTML com outros arquivos gerados na compilação (geração do programa executável) e que depois é incorporado ao aos diretórios do site onde são socializadas as informações referentes ao projeto: www.monumentosdebelem.ufpa.br. 4

RESULTADOS Após um longo período de modelagem e texturização o modelo 3D do Forte do Castelo necessitou sofrer algumas mudanças em sua estrutura, sendo necessário realizar alguns cortes separando-o em peças menores e mais fáceis de trabalhar, mudanças de nomes tanto pra peças como para texturas a fim de manter uma uniformidade na nomenclatura dos recursos; e união de algumas texturas em vários segmentos do modelo, estas mudanças foram realizadas visando uma melhor organização e manuseio dos recursos gráficos usados pela aplicação. Tendo em vista que o modelo é formado por varias peças 3D sendo que cada uma possui um nome e uma respectiva ordem no programa 3dsmax, foi observado que o mesmo possui varias peças sem nomenclatura apenas portando numerações padrões geradas pelo programa de manipulação 3D como mostra a figura abaixo. Figura 3 Exemplo de uma peça 3D criada no programa 3DS Max que recebe um nome genérico A nome dado aos objetos como mostrado na figura acima pode ocasionar alguns erros de sobreposições no modelo, para solucionar este problema foi utilizado o substantivo Forte (a palavra foi escolhido pois remete ao patrimônio cultural Forte do Castelo) seguido da função dada aquela peça ou conjunto de peça, este método adotado também ajuda na organização das peças 3D sendo mais rápido e fácil a sua identificação como pode ser visto nas figuras 4. 5

Figura 4 Novos nomes aplicados ao conjunto de peças que compõem a figura 3 Também foi notado durante o processo de nomeação que algumas peças do modelo estavam mal otimizadas. Algumas separadas e outras unidas com peças que não corresponderiam a sua função como mostrar a figura 5 que mostra o muro inferior do forte e o forte pela visão superioras peças 3D em questão estão separadas já na imagem 6 é possível ver uma nova peças onde os muros do forte foram unidos. Figura 5 Muro inferior e Forte unido à muralha lateral peças antes de serem tratadas e organizadas. 6

Figura 6 Muro inferior unido ao muro do forte que foi removido agora formando uma nova peça. Pode-se citar como exemplo das utilizações aplicadas o interior do forte que estava totalmente unida sendo que suas laterais foram removidas como mostrado na figura 6. A peça foi dividida e cada parte foi renomeada de forma a respeitar a ordem já apresentada, a sequencia deste trabalho será mostrado nas imagens a seguir. Figura 7 Forte totalmente unido e sem nomenclatura adequada. 7

O trabalho de organização foi iniciado pela parte mais simples do modelo 3D do forte. A peça que representa o piso interior do forte foi separada de maneira rápida e renomeada. Figura 8 Piso do forte separado agora renomeado com o nome Forte_Forte_Piso_Inferior A parte frontal do forte que contém a sua entrada e piso superior foi devidamente separada do modelo 3D. É interessante destacar que o telhado que recobre a parte dos fundos da entrada foi mantido na peça pelo fato de que o mesmo já havia passado pelo processo de organização e nomenclatura, devido à forma que a peça foi trabalhada. Figura 9 Entrada e telhado do forte separado agora renomeado com o nome Forte_Forte_Entrada_Telhado 8

A passarela que seria uma peça destacada do modelo foi unida ao muro mais piso lateral do forte. Sendo que neste piso será colocado um dos quatro canhões pertencentes ao interior do forte. Figura 10 Muro, piso superior mais passarela do forte separado agora renomeado com o nome Forte_Forte_Muro_Lateral_Passarela O Piso superior que recobre a parte localizada nos fundos do forte foi separado sozinho assim com o piso inferior do forte o mesmo não recebeu nenhuma adição de outra peça do modelo, tendo em vista que o mesmo estava ligado ao muro que recobre a parte baixa do forte, peça esta que já foi citada anteriormente na explicação da figura 6. Nesta peça serão alojados três dos quatro canhões do interior do forte. Figura 12 Piso superior do forte separado agora renomeado com o nome Forte_Forte_Piso_Superior_Mureta Muro lateral do forte peça esta que também não recebeu nenhuma adição. 9

Figura 11 Muro lateral do forte separado agora renomeado com o nome Forte_Forte_Muro_Lateral A atualização das texturas empregadas no forte foi necessária devido ao grande número de imagens utilizadas, algumas peças do modelo 3D possuem mais de uma textura gerando uma enorme quantidade de imagens e assim como as peças do modelo 3D também recebem um nome, o que estava ocasionando erros e falhas no programa Unity. Algumas das imagens utilizadas como texturas passaram pelo processo de união e renomeação, visando uma diminuição no numero de imagens e uma organização dos nomes das mesmas. Figura 13 Seletor de amostras do programa unity 3D As mudanças aplicadas demandaram bastante tempo devido a trabalho minucioso que foi aplicado para separação e organização do modelo 3D e atualização das texturas, estas mudanças aperfeiçoaram a utilização do modelo no programa 3dsmax e Unity. Mudanças e introduções de novas peças no forte foram aplicadas assim como testes de virtualização também foram feitas após as mudanças feitas no modelo 3D do forte. 10

ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS NOS PRÓXIMOS MESES Próximas atividades a serem desenvolvidas para a conclusão da virtualização do modelo do forte e seus arredores será a conclusão de novas mudanças ao Forte aplicadas ao processo de modelagem. Após a sua conclusão será feita uma junção entre as obras desenvolvidas no projeto como a praça da sé e a Praça General Gurjão oriunda de outra frente de trabalho, colaborando para uma melhor completude na representação da região do Centro Histórico de Belém. Também será desenvolvido um aplicativo mobile na plataforma Android com o objetivo de criar um museu virtual contendo as principais obras criadas no decorrer de todo o projeto como estatuas e monumentos. CONCLUSÃO Utilizando-se da Realidade Virtual, é possível criar visitações virtuais de espaços de patrimônio, através da produção de ambientes interativos e modelagem 3D, com o uso de softwares diversos; contribuir para construção e socialização do conhecimento acerca do patrimônio digital, como meio de preservação, valorização, comunicação e promoção de vivências outras do patrimônio urbano e da arte pública. PARECER DO ORIENTADOR: O aluno conseguiu desempenhar as tarefas do projeto segundo o cronograma apresentado para o plano. Estando em consonância com o proposto, o aluno demonstrou uma boa capacidade de aprendizado, desempenhando bem as atividades demandadas. DATA26/02/2016 ASSINATURA DO ORIENTADOR ASSINATURA DO ALUNO 11