Problem formulation. Standard and slack forms

O mouse facilita a manipulação das interfaces digitais, no entanto ele não propicia aos usuários uma liberdade natural de movimento das mãos e braços (CAUDILL, 1998). Nos últimos 20 anos uma situação mais natural vem se apresentando a partir das interfaces tangíveis: Wii

Remote controller, comandos por gestos, toques dos dedos sobre super-

fícies, comando por movimento do corpo21 e reconhecimento de objetos. Por outra via, componentes computacionais22 e mecatrônicos estão sen- do incorporados aos objetos, ambientes e produtos (CAUDILL, 1998, SHAER; HORNECKER, 2010). Estas tecnologias merecem atenção e pesquisas, pois proporcionam outras formas do home interagir com os computadores.

A RA, por ser uma tecnologia emergente, ainda apresenta muitos desafios. Suas características de hardware provocam verdadeiros desa- fios para a engenharia de software e para a IHC (NILSSON; JOHANSSON, 2006, TORI, 2010), pois a RA aborda a situação em que um ambiente real é "aumentado" por meio de um objeto virtual, fazendo com que na RA o usuário possa interagir simultaneamente, tanto com objetos virtuais quanto físicos e para que isto aconteça um conjunto de dispositivos óticos e táteis precisam de regulagem, para se adequar da melhor maneira aos sentidos humanos (MILGRAM; KISHINO, 1994a, TORI; KIRNER; SISCOUTTO, 2006). São vários aspectos críticos, tais como: registro, calibração, rastreamento, distorção, latência, rendering, iluminação, sombras, foco, contraste, percepção de profundidade, sobre- posição, oclusão, calm technology23 e colisão. São desafios relacionados à capacidade de processamento, dispositivos táteis24 e ópticos e ainda aqueles trazidos pela RA Espacial (AZUMA et al., 2001, TORI, 2010).

Em se tratando do uso colaborativo e online, há ainda questões como a velocidade da rede, sincronismo, portabilidade implicando em interfaces diferentes. Há questões gerais e particulares, pois cada tipo de dispositivo de exibição (p. ex.: um monitor em particular), e cada forma de interação tangível (p. ex.: um marcador em uma camiseta) tem suas

21 _{Consultar Kinect para Windows em Xbox http://www.xbox.com/pt-BR/Kinect/Kinect-Effect}

(nota da pesquisadora).

22 _{Consultar Wearable Computing em http://www.media.mit.edu/wearables/ (nota da pesquisa-}

dora).

23 _{De acordo com Tori (2010) este é um conceito implantado por Weiser e Brown e pode ser}

compreendido como tornar a tecnologia mais discreta para o usuário.

vantagens e desvantagens, bem como a escolha dependerá do contexto em que a RA será utilizada (BIMBER; RASKAR, 2004, VLADA; ALBEANU, 2010). Basicamente os problemas estão relacionados a ras- treamento e registro, equipamentos de exibição e tipos de interação. 2.4.6.1 Rastreamento e registro

Para que as imagens do real e do virtual se sobreponham correta- mente, é necessário que uma câmera rastreie ininterruptamente um ou mais sinais, sejam estes naturais ou construídos. A partir desse rastrea- mento, é gerado o mapeamento de todos os objetos colocados em um cenário real. É necessário o controle absoluto de um sistema global de coordenadas para garantir a precisão da correspondência espacial entre objetos reais e virtuais (Figura 2.26) (BIMBER; RASKAR, 2004, TEIXEIRA et al., 2010, TORI, 2010).

Figura 2.26: Sistemas de Coordenadas ARToolKit (Câmera e Marcador). Fonte: (ARTOOLKIT, 2012).

São dois tipos de rastreamento: de fora para dentro e o rastrea- mento de dentro para fora. No primeiro caso, de fora para dentro, os sensores encontram-se fixos no ambiente e rastreiam emissores em alvos

móveis. No segundo caso, de dentro para fora, ao contrário do primeiro, os sensores estão ligados aos alvos móveis. Esses sensores podem de- tectar a sua posição relativa aos emissores fixos montados no meio ambiente. Esta classificação de rastreamento tem por base o uso de câ- mera, mas se presta bem para outros modos (o rastreamento mecânico, eletromagnético e ótico). O uso de câmeras convencionais tem como vantagem o baixo custo do equipamento (BIMBER; RASKAR, 2004).

O ARToolKit tem capacidade de rastreamento para calcular em tempo real (tempo de execução) a posição da câmera e a orientação dos marcadores. Quando a posição da câmera real se torna conhecida, uma câmera virtual é colocada exatamente na mesma posição. Então o mode- lo 3D em computação gráfica pode ser desenhado para sobrepor o marcador. As propriedades da câmera estão em um arquivo chamado

camera_para.dat e pode atender a uma ampla gama de câmeras,

bem como, também é possível calibrar uma câmera em especial (CARMIGNIANI; FURHT, 2011). A Figura 2.27 demonstra o fluxo de funcionamento do ARToolKit e, algumas das características do ARTool-

Kit incluem:

 Rastreamento de posição/orientação por uma única câmera.

 Código de rastreamento que usa marcadores pretos na forma de quadrados.

 A capacidade de usar qualquer padrão de mar- cador quadrado.

 Código que permite fácil calibração de câme- ra.

 Rápido o suficiente para aplicações de RA em tempo real.

 Distribuição para os seguintes sistemas opera- cionais: SGI IRIX, Linux, MacOS e Windows.  Distribuição do código fonte completo (AR-

Figura 2.27: Fluxo de funcionamento do ARToolKit. Fonte: (ARTOOLKIT, 2012).

Outra solução de rastreamento para a RA, que não envolve o uso de marcadores, tem sido utilizada e está sendo chamada de markerless

tracking. Este é o caso mais desafiante e considerado como o mais

promissor para o futuro das aplicações em RA. Neste caso, um rosto ou os dedos das mãos fazem o papel de marcador e podem ser rastreados (Figura 2.28).

Figura 2.28: Rastreamento de face em RA.

Fonte: Website We are autobots – Transformers II: Revenge of the fallen (2010).

2.4.6.2 Displays

Cada dispositivo de exibição oferece diferentes possibilidades e limites. Os problemas estão relacionados à formação da imagem, forma- to de telas, posicionamento da tela em relação ao usuário, tempo em que a imagem se forma e outros. Por exemplo, no caso do uso de projetores, são problemas com a superfície de projeção que podem ser planas ou não e podem acarretar distorções. O assunto é complexo, de modo que há literatura que se dedica exclusivamente a explorar o uso de projetores e resolução dos diversos problemas que eles apresentam (BIMBER;

RASKAR, 2004). HMD, dispositivos móveis de LCD, celulares, GPS, PDA, monitores CRT ou LCD de variados tamanhos, cada um tem ques- tões específicas. O tipo de display também influencia na maior ou menor imersão dos usuários. Óculos especiais com câmeras incorporadas, que são de visão direta, p. ex.: causam um nível de imersão maior que moni- tores LCD que são de visão indireta (SANTIN; KIRNER, 2008).