A dificuldade dos estudantes em relação à aprendizagem de Algoritmos é um assunto que se renova, devido à grande demanda de mercado em relação a profissionais da área de Tecnologia da Informação. A complexidade na construção do raciocínio lógico e do Pensamento Computacional leva a altos índices de evasão e reprovação em disciplinas introdutórias de programação. A concepção tradicional no ensino de Algoritmos possui grandes desafios, da elaboração de materiais interessantes, que estimulem o aluno a resolver problemas, até o uso de novas tecnologias, a fim de motivar o discente em um ambiente dinâmico. Entendendo essas circunstâncias, esta tese tem como foco propor uma concepção diferenciada para o processo de ensino de Algoritmos, caracterizada por uma prática pedagógica baseada na integração de ambientes imersivos a paradigmas de programação, diferentes dos comumente utilizados em sala de aula. Os resultados alcançados com esta proposta mostraram que as características de interação e imersão, proporcionadas pelo mundo virtual, aliadas a ferramentas de programação em blocos visuais, motivam e estimulam a atenção dos alunos, tornando-os protagonistas no desenvolvimento de seus saberes sobre algoritmos e programação. Estas afirmações estão calcadas na observação dos experimentos realizados, com base na metodologia de ensino proposta, consolidados a partir de uma inferência estatística apurada sobre os resultados dos alunos na disciplina de Algoritmos e programação nos três semestres avaliados e, por uma análise detalhada sobre a evolução destes estudantes durante todas as atividades da última etapa do estudo. Estas análises mostraram efetivamente a evolução dos estudantes, tanto na construção do raciocínio lógico, quanto na melhoria do seu desempenho acadêmico. / Difficulties of students towards learning algorithms are a topic that is being renewed constantly, due to the large market demand in relation to professionals in the field of Information Technology. The complexity in the construction of logical reasoning and Computational Thinking leads to high rates of evasion and failure in introductory programming courses. Traditional concept in teaching algorithms has great challenges, since the development of interesting materials that encourage students to solve problems, until to the use of new technologies in order to motivate the students in a dynamic environment. Understanding these circumstances, this thesis focuses on proposing a different design to the process of teaching algorithms, characterized by a pedagogical practice based on the integration of immersive environments with programming paradigms, different from those commonly used in the classroom. The results obtained with this proposal showed that the interaction and immersion features offered by the virtual world, combined with programming tools in visual blocks, motivate and stimulate student's attention, making them protagonists in developing their knowledge about algorithms and programming. These statements are justified by the observation of experiments conducted, based on the proposed teaching methodology, consolidated from a statistical inference calculated on the results of the students in the discipline of algorithms and programming in three semesters evaluated, and, for a detailed analysis of the evolution of these students during all activities of the last stage of the study. These analyzes showed effectively the progress of students, both in the construction of logical reasoning and in improving their academic performance.

A dificuldade dos estudantes em relação à aprendizagem de Algoritmos é um assunto que se renova, devido à grande demanda de mercado em relação a profissionais da área de Tecnologia da Informação. A complexidade na construção do raciocínio lógico e do Pensamento Computacional leva a altos índices de evasão e reprovação em disciplinas introdutórias de programação. A concepção tradicional no ensino de Algoritmos possui grandes desafios, da elaboração de materiais interessantes, que estimulem o aluno a resolver problemas, até o uso de novas tecnologias, a fim de motivar o discente em um ambiente dinâmico. Entendendo essas circunstâncias, esta tese tem como foco propor uma concepção diferenciada para o processo de ensino de Algoritmos, caracterizada por uma prática pedagógica baseada na integração de ambientes imersivos a paradigmas de programação, diferentes dos comumente utilizados em sala de aula. Os resultados alcançados com esta proposta mostraram que as características de interação e imersão, proporcionadas pelo mundo virtual, aliadas a ferramentas de programação em blocos visuais, motivam e estimulam a atenção dos alunos, tornando-os protagonistas no desenvolvimento de seus saberes sobre algoritmos e programação. Estas afirmações estão calcadas na observação dos experimentos realizados, com base na metodologia de ensino proposta, consolidados a partir de uma inferência estatística apurada sobre os resultados dos alunos na disciplina de Algoritmos e programação nos três semestres avaliados e, por uma análise detalhada sobre a evolução destes estudantes durante todas as atividades da última etapa do estudo. Estas análises mostraram efetivamente a evolução dos estudantes, tanto na construção do raciocínio lógico, quanto na melhoria do seu desempenho acadêmico. / Difficulties of students towards learning algorithms are a topic that is being renewed constantly, due to the large market demand in relation to professionals in the field of Information Technology. The complexity in the construction of logical reasoning and Computational Thinking leads to high rates of evasion and failure in introductory programming courses. Traditional concept in teaching algorithms has great challenges, since the development of interesting materials that encourage students to solve problems, until to the use of new technologies in order to motivate the students in a dynamic environment. Understanding these circumstances, this thesis focuses on proposing a different design to the process of teaching algorithms, characterized by a pedagogical practice based on the integration of immersive environments with programming paradigms, different from those commonly used in the classroom. The results obtained with this proposal showed that the interaction and immersion features offered by the virtual world, combined with programming tools in visual blocks, motivate and stimulate student's attention, making them protagonists in developing their knowledge about algorithms and programming. These statements are justified by the observation of experiments conducted, based on the proposed teaching methodology, consolidated from a statistical inference calculated on the results of the students in the discipline of algorithms and programming in three semesters evaluated, and, for a detailed analysis of the evolution of these students during all activities of the last stage of the study. These analyzes showed effectively the progress of students, both in the construction of logical reasoning and in improving their academic performance.

A dificuldade dos estudantes em relação à aprendizagem de Algoritmos é um assunto que se renova, devido à grande demanda de mercado em relação a profissionais da área de Tecnologia da Informação. A complexidade na construção do raciocínio lógico e do Pensamento Computacional leva a altos índices de evasão e reprovação em disciplinas introdutórias de programação. A concepção tradicional no ensino de Algoritmos possui grandes desafios, da elaboração de materiais interessantes, que estimulem o aluno a resolver problemas, até o uso de novas tecnologias, a fim de motivar o discente em um ambiente dinâmico. Entendendo essas circunstâncias, esta tese tem como foco propor uma concepção diferenciada para o processo de ensino de Algoritmos, caracterizada por uma prática pedagógica baseada na integração de ambientes imersivos a paradigmas de programação, diferentes dos comumente utilizados em sala de aula. Os resultados alcançados com esta proposta mostraram que as características de interação e imersão, proporcionadas pelo mundo virtual, aliadas a ferramentas de programação em blocos visuais, motivam e estimulam a atenção dos alunos, tornando-os protagonistas no desenvolvimento de seus saberes sobre algoritmos e programação. Estas afirmações estão calcadas na observação dos experimentos realizados, com base na metodologia de ensino proposta, consolidados a partir de uma inferência estatística apurada sobre os resultados dos alunos na disciplina de Algoritmos e programação nos três semestres avaliados e, por uma análise detalhada sobre a evolução destes estudantes durante todas as atividades da última etapa do estudo. Estas análises mostraram efetivamente a evolução dos estudantes, tanto na construção do raciocínio lógico, quanto na melhoria do seu desempenho acadêmico. / Difficulties of students towards learning algorithms are a topic that is being renewed constantly, due to the large market demand in relation to professionals in the field of Information Technology. The complexity in the construction of logical reasoning and Computational Thinking leads to high rates of evasion and failure in introductory programming courses. Traditional concept in teaching algorithms has great challenges, since the development of interesting materials that encourage students to solve problems, until to the use of new technologies in order to motivate the students in a dynamic environment. Understanding these circumstances, this thesis focuses on proposing a different design to the process of teaching algorithms, characterized by a pedagogical practice based on the integration of immersive environments with programming paradigms, different from those commonly used in the classroom. The results obtained with this proposal showed that the interaction and immersion features offered by the virtual world, combined with programming tools in visual blocks, motivate and stimulate student's attention, making them protagonists in developing their knowledge about algorithms and programming. These statements are justified by the observation of experiments conducted, based on the proposed teaching methodology, consolidated from a statistical inference calculated on the results of the students in the discipline of algorithms and programming in three semesters evaluated, and, for a detailed analysis of the evolution of these students during all activities of the last stage of the study. These analyzes showed effectively the progress of students, both in the construction of logical reasoning and in improving their academic performance.

Os avanços tecnológicos trouxeram novos recursos e meios pelos quais o homem pode se expressar de maneiras diferentes, através de linguagens visuais, sonoras, gestuais, tácteis, e outras, que se complementam. Estes meios abrem um leque maior de oportunidades para o homem usar a sua a capacidade criativa, explorar mundos, conceitos e experiências, aprender e construir conhecimento. Porém esta tecnologia ainda é pouco ou mal utilizada nos estabelecimentos de ensino neste país e no resto do mundo. A tecnologia existe e avança a cada momento, mas ainda se encontra dificuldade em construir e manipular mundos virtuais em ambientes imersivos com múltiplas projeções. Este trabalho propõe o sistema FADAS, um sistema de autoria para ambientes imersivos de múltiplas projeções, para estudantes, professores e pesquisadores utilizarem a Realidade Virtual como mecanismo facilitador e enriquecedor do processo de aprendizagem e pesquisa. Por meio de várias tecnologias, fornece uma ferramenta, tanto para o "usuário-autor", que constrói cenários virtuais, baseados ou não na realidade, quanto para o "usuário-explorador", que navega e interage com os mundos virtuais, criando suas próprias experiências. O sistema FADAS pode ser utilizado em ambiente imersivo de múltiplas projeções estereoscópicas, disponibilizando uma linguagem de programação, que encapsula as complexidades das tecnologias envolvidas, e permite a criação e manipulação de mundos virtuais por usuários não especialistas. / Technological advances brought new resources and means where man can express himself in several ways, through languages of several types: visual, sonorous, gesture, tactile, and others that complement each other. These means open up a bigger span of opportunities for man to use his creative capacity, to explore worlds, concepts and experiences, learn and build up knowledge. Nevertheless this technology is still limited or badly used in education in this country and in the rest of the world. Technology exists and advances at every moment, but there is still difficulty in building up and manipulating virtual worlds in multiprojection immersive environments. This work proposes the FADAS system, an authorship system for multiprojection immersive environments, for students, teachers and researches to use Virtual Reality as a facilitating and enriching mechanism of the learning process and research. Through several technologies, it provides a tool to build up scenarios, based, or not, in real worlds, and to explore, navigate and interact with them, creating their own experiences. The FADAS system can be used in a stereo immersive multiprojection environment. The system provides a programming language, which encapsulates technology complexities, allowing users, who are not specialists, to create and manipulate virtual worlds.

Os avanços tecnológicos trouxeram novos recursos e meios pelos quais o homem pode se expressar de maneiras diferentes, através de linguagens visuais, sonoras, gestuais, tácteis, e outras, que se complementam. Estes meios abrem um leque maior de oportunidades para o homem usar a sua a capacidade criativa, explorar mundos, conceitos e experiências, aprender e construir conhecimento. Porém esta tecnologia ainda é pouco ou mal utilizada nos estabelecimentos de ensino neste país e no resto do mundo. A tecnologia existe e avança a cada momento, mas ainda se encontra dificuldade em construir e manipular mundos virtuais em ambientes imersivos com múltiplas projeções. Este trabalho propõe o sistema FADAS, um sistema de autoria para ambientes imersivos de múltiplas projeções, para estudantes, professores e pesquisadores utilizarem a Realidade Virtual como mecanismo facilitador e enriquecedor do processo de aprendizagem e pesquisa. Por meio de várias tecnologias, fornece uma ferramenta, tanto para o "usuário-autor", que constrói cenários virtuais, baseados ou não na realidade, quanto para o "usuário-explorador", que navega e interage com os mundos virtuais, criando suas próprias experiências. O sistema FADAS pode ser utilizado em ambiente imersivo de múltiplas projeções estereoscópicas, disponibilizando uma linguagem de programação, que encapsula as complexidades das tecnologias envolvidas, e permite a criação e manipulação de mundos virtuais por usuários não especialistas. / Technological advances brought new resources and means where man can express himself in several ways, through languages of several types: visual, sonorous, gesture, tactile, and others that complement each other. These means open up a bigger span of opportunities for man to use his creative capacity, to explore worlds, concepts and experiences, learn and build up knowledge. Nevertheless this technology is still limited or badly used in education in this country and in the rest of the world. Technology exists and advances at every moment, but there is still difficulty in building up and manipulating virtual worlds in multiprojection immersive environments. This work proposes the FADAS system, an authorship system for multiprojection immersive environments, for students, teachers and researches to use Virtual Reality as a facilitating and enriching mechanism of the learning process and research. Through several technologies, it provides a tool to build up scenarios, based, or not, in real worlds, and to explore, navigate and interact with them, creating their own experiences. The FADAS system can be used in a stereo immersive multiprojection environment. The system provides a programming language, which encapsulates technology complexities, allowing users, who are not specialists, to create and manipulate virtual worlds.

Os paradigmas da criação artística para a CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) ainda estão sendo elaborados pois, no âmbito da Realidade Virtual, é uma tecnologia recente e ainda bastante onerosa, fatores que dificultam sua disseminação. Ainda assim, algumas instituições possuem CAVEs para pesquisas artístico-culturais. Dentre elas, figura o centro de pesquisas Ars Electronica que, em parceria com o artista transmídia Maurice Benayoun, produziu em sua CAVE, cuja visitação é aberta ao público, a premiada obra World Skin. Com o intuito de situar o atual estado da arte das experimentações artísticas em CAVEs, esta obra mereceu análise detalhada de seus processos criativos e metodológicos. Nela, o autor investiga as reações cognitivas dos visitantes e propõe uma nova relação espaçocorporal dentro de um mundo virtual. A potencialidade artística da CAVE é grande e existe interesse dos artistas em explorá-la. As novas pesquisas e avanços tecnológicos apontam perspectivas de um maior acesso a este tipo de ambiente imersivo, consolidando-o como um prolífero suporte artístico. / The paradigms behind artistic creation for CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) are yet to be elaborate, since in the realm of Virtual Reality, this is a recent and expensive technology, which poses barriers to its own spreading. Even so, some institutions do have CAVEs for culture and artistic research. Among them, there\'s the research center Ars Electronica, which, in partnership with transmedia artist Maurice Benayoun, has produced in its CAVE (which is open for public visits), the award-winning work World Skin. With the objective of placing experimental artistic manifestations in CAVEs, this work has been deeply analyzed, concerning its creative processes and methods. The author evaluates the cognitive reactions of the visitors and proposes a new corporal-space relationship in a virtual world. The artistic potential behind a CAVE seems to be huge, and artists are willing to explore it. According to new researches and recent developed technologies, there will be a broader access to this kind of immersive environment, which might become a highly productive platform for artists.

Sistemas de telepresença têm sido pesquisados e desenvolvidos para inúmeras aplicações que exigem a presença física de pessoas em ambientes inacessíveis; tais situações são diversas, desde aquelas relacionadas com educação a distância até aquelas que envolvem alta periculosidade. Neste trabalho, a pesquisa e desenvolvimento se concentram na concepção e implementação de sistemas de telepresença voltados para ambientes imersivos em 360º, capazes de realizar a aquisição, transmissão e projeção de imagens em movimento em sistemas de multiprojeção imersivos, como é o caso da CAVERNA Digital®, desenvolvida pelo Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da USP. Assim, o presente trabalho apresenta contribuições para o desenvolvimento de sistemas de telepresença, dentre os quais destacam-se: o detalhamento da arquitetura geral do sistema, a implementação de métodos para a calibração, correção das imagens e montagem de panoramas de 360º. Construiu-se um protótipo composto de: um Módulo de Aquisição, que adquire as imagens de oito câmeras (montadas num anel de câmeras sobre um robô), efetua as correções e monta uma imagem panorâmica; um Módulo de Composição que costura as várias imagens panorâmicas em um panorama final; e um Módulo de Exibição que ajusta e projeta o panorama nas telas da CAVERNA Digital®. Finalmente, apresentam-se considerações sobre o presente trabalho e perspectivas futuras. / Research and development in telepresence systems have been done in several applications that require physical presence of people into non-accessible environments. These situations may vary, from those related to distance education to those related to very hazardous places for humans. In this work, the main research and development goal is the conception and implementation of a telepresence system for 360 degrees immersive environments, this system is able to perform acquisition, transmission and projection of moving images on immersive multi-projection environments, such as the CAVERNA Digital®, developed by the Laboratório de Sistemas Integráveis at the Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. The main contributions to the development of telepresence systems are: a detailed specification of the general architecture of the system, the implementation of the calibration, the imagery correction and the 360 degrees panoramas composition methods. The prototype that was implemented includes: an Acquisition Module, that acquires image of eight cameras (mounted on a ring of cameras placed on top of a robot), executes corrections and prepares a panoramic image; a Composition Module, that stitches the images in a final panorama; and an Exhibition Module, that adjusts and projects the panorama into the screens of the CAVERNA Digital®. Final, remarks on this present work and future perspectives are presented at the end.

Sistemas de telepresença têm sido pesquisados e desenvolvidos para inúmeras aplicações que exigem a presença física de pessoas em ambientes inacessíveis; tais situações são diversas, desde aquelas relacionadas com educação a distância até aquelas que envolvem alta periculosidade. Neste trabalho, a pesquisa e desenvolvimento se concentram na concepção e implementação de sistemas de telepresença voltados para ambientes imersivos em 360º, capazes de realizar a aquisição, transmissão e projeção de imagens em movimento em sistemas de multiprojeção imersivos, como é o caso da CAVERNA Digital®, desenvolvida pelo Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da USP. Assim, o presente trabalho apresenta contribuições para o desenvolvimento de sistemas de telepresença, dentre os quais destacam-se: o detalhamento da arquitetura geral do sistema, a implementação de métodos para a calibração, correção das imagens e montagem de panoramas de 360º. Construiu-se um protótipo composto de: um Módulo de Aquisição, que adquire as imagens de oito câmeras (montadas num anel de câmeras sobre um robô), efetua as correções e monta uma imagem panorâmica; um Módulo de Composição que costura as várias imagens panorâmicas em um panorama final; e um Módulo de Exibição que ajusta e projeta o panorama nas telas da CAVERNA Digital®. Finalmente, apresentam-se considerações sobre o presente trabalho e perspectivas futuras. / Research and development in telepresence systems have been done in several applications that require physical presence of people into non-accessible environments. These situations may vary, from those related to distance education to those related to very hazardous places for humans. In this work, the main research and development goal is the conception and implementation of a telepresence system for 360 degrees immersive environments, this system is able to perform acquisition, transmission and projection of moving images on immersive multi-projection environments, such as the CAVERNA Digital®, developed by the Laboratório de Sistemas Integráveis at the Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. The main contributions to the development of telepresence systems are: a detailed specification of the general architecture of the system, the implementation of the calibration, the imagery correction and the 360 degrees panoramas composition methods. The prototype that was implemented includes: an Acquisition Module, that acquires image of eight cameras (mounted on a ring of cameras placed on top of a robot), executes corrections and prepares a panoramic image; a Composition Module, that stitches the images in a final panorama; and an Exhibition Module, that adjusts and projects the panorama into the screens of the CAVERNA Digital®. Final, remarks on this present work and future perspectives are presented at the end.

Os paradigmas da criação artística para a CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) ainda estão sendo elaborados pois, no âmbito da Realidade Virtual, é uma tecnologia recente e ainda bastante onerosa, fatores que dificultam sua disseminação. Ainda assim, algumas instituições possuem CAVEs para pesquisas artístico-culturais. Dentre elas, figura o centro de pesquisas Ars Electronica que, em parceria com o artista transmídia Maurice Benayoun, produziu em sua CAVE, cuja visitação é aberta ao público, a premiada obra World Skin. Com o intuito de situar o atual estado da arte das experimentações artísticas em CAVEs, esta obra mereceu análise detalhada de seus processos criativos e metodológicos. Nela, o autor investiga as reações cognitivas dos visitantes e propõe uma nova relação espaçocorporal dentro de um mundo virtual. A potencialidade artística da CAVE é grande e existe interesse dos artistas em explorá-la. As novas pesquisas e avanços tecnológicos apontam perspectivas de um maior acesso a este tipo de ambiente imersivo, consolidando-o como um prolífero suporte artístico. / The paradigms behind artistic creation for CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) are yet to be elaborate, since in the realm of Virtual Reality, this is a recent and expensive technology, which poses barriers to its own spreading. Even so, some institutions do have CAVEs for culture and artistic research. Among them, there\'s the research center Ars Electronica, which, in partnership with transmedia artist Maurice Benayoun, has produced in its CAVE (which is open for public visits), the award-winning work World Skin. With the objective of placing experimental artistic manifestations in CAVEs, this work has been deeply analyzed, concerning its creative processes and methods. The author evaluates the cognitive reactions of the visitors and proposes a new corporal-space relationship in a virtual world. The artistic potential behind a CAVE seems to be huge, and artists are willing to explore it. According to new researches and recent developed technologies, there will be a broader access to this kind of immersive environment, which might become a highly productive platform for artists.