Atualmente Jogos Eletrônicos possuem uma grande relevância no setor econômico, na computação e na pesquisa acadêmica, não se limitando apenas a aplicações de entretenimento. Na busca por inovação na jogabilidade e nas interfaces interativas dos jogos eletrônicos, a Realidade Aumentada é uma das novas fronteiras a serem exploradas. Este trabalho apresenta a pesquisa, desenvolvimento e teste de uma infra-estrutura, denominada Robot ARena, para o desenvolvimento de jogos inovadores utilizando a Realidade Aumentada e as novas interfaces que esta tecnologia possibilita. Baseada em interfaces horizontais e composta por elementos de hardware e software, a Robot ARena possui uma arquitetura flexível que possibilita diversas formas de interação e de visualização. Outro aspecto previsto neste projeto é o controle e a comunicação de robôs, que podem ser utilizados como avatares nos jogos. Os conceitos envolvidos, Jogos Eletrônicos e Realidade Aumentada Espacial, são discutidos, bem como os trabalhos que inspiraram alguns dos aspectos desta infra-estrutura. Um protótipo da Robot ARena foi implementado e testado e utilizado no desenvolvimento de dois protótipos de jogos, FootBot ARena e TanSpace, que trazem novos desafios a esta infra-estrutura, como explorar a influência de objetos virtuais aos objetos reais e a aplicação de interfaces tangíveis. / Nowadays Electronic Games have a great importance in the economic sector, in computing and in academic research, not limited only to entertainment applications. In the search for innovation in gameplay and in the interactive interfaces of electronic games, Augmented Reality is one of the new frontiers to be explored. This work presents the research, development and testing of an infrastructure, called Robot ARena, for the development of innovative games using the Spatial Augmented Reality and new interfaces that this technology allows. Based on horizontal interfaces with elements of hardware and software, Robot ARena has a flexible architecture that enables different ways of interaction and visualization. Another aspect planned for this project is the control and communication of robots, which can be used as avatars in games. The concepts involved, Electronic Games and Spatial Augmented Reality, are discussed, as well as the work that inspired some aspects of this infrastructure. A Robot ARena prototype was implemented, tested and used in the development of two games prototypes, FootBot ARena and TanSpace, which brings new challenges to the infrastructure, such as exploration of the influence of virtual objects in real objects and the application of tangible interfaces.

Atualmente Jogos Eletrônicos possuem uma grande relevância no setor econômico, na computação e na pesquisa acadêmica, não se limitando apenas a aplicações de entretenimento. Na busca por inovação na jogabilidade e nas interfaces interativas dos jogos eletrônicos, a Realidade Aumentada é uma das novas fronteiras a serem exploradas. Este trabalho apresenta a pesquisa, desenvolvimento e teste de uma infra-estrutura, denominada Robot ARena, para o desenvolvimento de jogos inovadores utilizando a Realidade Aumentada e as novas interfaces que esta tecnologia possibilita. Baseada em interfaces horizontais e composta por elementos de hardware e software, a Robot ARena possui uma arquitetura flexível que possibilita diversas formas de interação e de visualização. Outro aspecto previsto neste projeto é o controle e a comunicação de robôs, que podem ser utilizados como avatares nos jogos. Os conceitos envolvidos, Jogos Eletrônicos e Realidade Aumentada Espacial, são discutidos, bem como os trabalhos que inspiraram alguns dos aspectos desta infra-estrutura. Um protótipo da Robot ARena foi implementado e testado e utilizado no desenvolvimento de dois protótipos de jogos, FootBot ARena e TanSpace, que trazem novos desafios a esta infra-estrutura, como explorar a influência de objetos virtuais aos objetos reais e a aplicação de interfaces tangíveis. / Nowadays Electronic Games have a great importance in the economic sector, in computing and in academic research, not limited only to entertainment applications. In the search for innovation in gameplay and in the interactive interfaces of electronic games, Augmented Reality is one of the new frontiers to be explored. This work presents the research, development and testing of an infrastructure, called Robot ARena, for the development of innovative games using the Spatial Augmented Reality and new interfaces that this technology allows. Based on horizontal interfaces with elements of hardware and software, Robot ARena has a flexible architecture that enables different ways of interaction and visualization. Another aspect planned for this project is the control and communication of robots, which can be used as avatars in games. The concepts involved, Electronic Games and Spatial Augmented Reality, are discussed, as well as the work that inspired some aspects of this infrastructure. A Robot ARena prototype was implemented, tested and used in the development of two games prototypes, FootBot ARena and TanSpace, which brings new challenges to the infrastructure, such as exploration of the influence of virtual objects in real objects and the application of tangible interfaces.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4702.pdf: 26018415 bytes, checksum: 9c97e5ddef6d5a00a930406e3383b476 (MD5) Previous issue date: 2012-09-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the scenario of computational interfaces development, researches efforts aim to offer new ways of interaction that are closer to the natural way which humans interact with the real world. Amongst the diversity of interface modalities, the tabletop tangible interfaces make the link between physical objects and virtual objects, making possible to "grasp" the interface and interact with it physically, also counting on multitouch interactions. However, in the development process of this kind of interface, there is a lack of specification s model that supports, not only the physical objects interaction, but multitouch interactions as well, and that organizes and classifies the specification in a more agile manner, easier to document and implement. Thus, this work presents a new tabletop tangible user interface specification model, TTUI-SM, that classifies and organizes the interface element specification within many components. A diagramatic tool, TTUI-SMT, was developed based on this model, aiming to make the interface specification and development faster, easier and automatized. To validate the model and tool, two studycases were introduced and specified. An experiment was conducted to evaluate both model and tool, resulting in the comprovation, through questionnaires analysis, of the proposed benefits. / No cenário de desenvolvimento de interfaces computacionais, os avanços nas pesquisas buscam oferecer novas formas de interação que se aproximam da forma natural com que o homem interage com o mundo real. Dentre as diversas interfaces avançadas, as interfaces tangíveis de mesa (tabletop), promovem a ligação entre objetos físicos e objetos virtuais, possibilitando ao usuário interagir com objetos digitais por meio do ambiente físico, e também por meio de interações multitoques. Entretanto, o processo de desenvolvimento deste tipo de interface carece de um modelo de especificação que contemple, além das interações por meio de objetos, interações multitoques e que organize e classifique a especificação de uma maneira mais ágil e mais fácil de documentar e implementar. Assim, este trabalho apresenta um novo modelo de especificação de elementos de interface tangível de mesa, denominado TTUI-SM, que organiza a especificação de elementos de interface em diversos componentes. Uma ferramenta diagramática, o TTUI-SMT, baseada neste modelo de especificação, também foi desenvolvida visando agilizar, facilitar e automatizar o processo de especificação da interface e do seu desenvolvimento. Para validar o modelo e a ferramenta, dois estudos de caso foram introduzidos e especificados. Um experimento foi conduzido para avaliar o modelo e a ferramenta e, por meio de questionários, os benefícios propostos foram validados.

Ce mémoire présente une composition d’études et de travaux de recherche orientés autour de trois grandes thématiques : la synthèse, la reproduction et la perception des sons, en considérant à la fois les sons de nature musicale mais aussi environnementale. Il vise en outre un champ d’application, le design sonore, qui implique globalement la création intentionnelle de sons du quotidien. La structure du document est conçu selon un schéma relativement uniforme et comporte, pour chaque partie, une présentation générale de la thématique apportant des éléments théoriques et des données relatives à l’état de l’art, suivie de développements spécifiques permettant de converger vers les sujets d’étude propres à chaque thème – explicitement, formalisme modal dans la synthèse par modélisation physique, pour la partie "Synthèse" ; mesure et contrôle de la directivité des instruments de musique, pour la partie "Reproduction" ; timbre et identification des sources sonores, pour la partie "Perception"– puis d’une présentation détaillée des travaux personnels relatifs à chacun des sujets, le cas échéant, sous la forme d’un article publié. Ces divers éléments de connaissance et d’expérience propose donc une contribution personnelle et originale, volontairement inscrite dans un cadre de recherche élargi, pluridisciplinaire et appliqué. / This dissertation presents a composition of studies and research works articulated around three main topics : synthesis, reproduction and perception of sounds, considering both musical and environmental sounds. Moreover, it focuses on an application field, the sound design, that globally involves the conception of intentional everyday sounds. The document is based on a rather uniform structure and contains, for each part, a general presentation of the topic which brings theoretical elements together with an overview of the state-of-the-art, followed by more precise developments in order to focus on the specific matters related to each topic – in detail, modal formalism in sound synthesis by physical modeling, for the "Synthesis" section ; measurement and control of musical instruments directivity, for the "Reproduction" section ; timbre and sound sources identification, for the "Perception" section – and then followed by a detailed presentation of the personal works related to each matter, in some cases, in the form of published papers. Then, these several elements of knowledge and experience offer a personal and original contribution, deliberately put in a broad, multidisciplinary and applied framework.

Esta tese objetiva propor uma metodologia de especificação de requisitos de usabilidade e segurança orientada para arquitetura (MERUSA) aplicável a sistemas digitais de automação distribuídos e abertos. A estratégia utilizada para atingir esse objetivo consiste no desenvolvimento de uma metodologia focalizada nos processos de elicitação e análise dos requisitos de usabilidade e segurança, sincronizada com a evolução da arquitetura do sistema computacional. O modelo de referência ODP (Open Distributed Process) é utilizado como uma referência básica desse processo, fornecendo conceitos, procedimentos e modelos adequados à especificação e ao desenvolvimento de sistemas distribuídos e abertos de automação (orientados a objeto ou não), permitindo obter uma infra-estrutura coerente e gerenciável, com exigentes requisitos de integração. A eficácia da metodologia é verificada com a sua aplicação a um meta-modelo de especificação de projeto para sistemas digitais de controle distribuído de transmissão de energia para o sistema elétrico brasileiro. / This thesis purposes one new architecture oriented safety and usability requirements specification methodology (MERUSA) applied to open and distributed automation digital systems. The strategy used to achieve this goal consists on the development of a methodology centered on safety and usability requirement elicitation and analysis processes, synchronized with computational system architectural evolution. The RM-ODP (Reference Model of Open Distributed Process) is used as basic reference of this process. This pattern. supplies concepts, procedures and models appropriated to open and distributed system specification and development (object oriented or not), providing one coherent and manageable framework, with strong integration requirements. The methodology effectiveness is verified with its application to a project specification meta-model for energy transmission distributed control digital systems of Brazilian electrical system.

Esta tese objetiva propor uma metodologia de especificação de requisitos de usabilidade e segurança orientada para arquitetura (MERUSA) aplicável a sistemas digitais de automação distribuídos e abertos. A estratégia utilizada para atingir esse objetivo consiste no desenvolvimento de uma metodologia focalizada nos processos de elicitação e análise dos requisitos de usabilidade e segurança, sincronizada com a evolução da arquitetura do sistema computacional. O modelo de referência ODP (Open Distributed Process) é utilizado como uma referência básica desse processo, fornecendo conceitos, procedimentos e modelos adequados à especificação e ao desenvolvimento de sistemas distribuídos e abertos de automação (orientados a objeto ou não), permitindo obter uma infra-estrutura coerente e gerenciável, com exigentes requisitos de integração. A eficácia da metodologia é verificada com a sua aplicação a um meta-modelo de especificação de projeto para sistemas digitais de controle distribuído de transmissão de energia para o sistema elétrico brasileiro. / This thesis purposes one new architecture oriented safety and usability requirements specification methodology (MERUSA) applied to open and distributed automation digital systems. The strategy used to achieve this goal consists on the development of a methodology centered on safety and usability requirement elicitation and analysis processes, synchronized with computational system architectural evolution. The RM-ODP (Reference Model of Open Distributed Process) is used as basic reference of this process. This pattern. supplies concepts, procedures and models appropriated to open and distributed system specification and development (object oriented or not), providing one coherent and manageable framework, with strong integration requirements. The methodology effectiveness is verified with its application to a project specification meta-model for energy transmission distributed control digital systems of Brazilian electrical system.

Ce mémoire présente une composition d’études et de travaux de recherche orientés autour de trois grandes thématiques : la synthèse, la reproduction et la perception des sons, en considérant à la fois les sons de nature musicale mais aussi environnementale. Il vise en outre un champ d’application, le design sonore, qui implique globalement la création intentionnelle de sons du quotidien. La structure du document est conçu selon un schéma relativement uniforme et comporte, pour chaque partie, une présentation générale de la thématique apportant des éléments théoriques et des données relatives à l’état de l’art, suivie de développements spécifiques permettant de converger vers les sujets d’étude propres à chaque thème – explicitement, formalisme modal dans la synthèse par modélisation physique, pour la partie "Synthèse" ; mesure et contrôle de la directivité des instruments de musique, pour la partie "Reproduction" ; timbre et identification des sources sonores, pour la partie "Perception"– puis d’une présentation détaillée des travaux personnels relatifs à chacun des sujets, le cas échéant, sous la forme d’un article publié. Ces divers éléments de connaissance et d’expérience propose donc une contribution personnelle et originale, volontairement inscrite dans un cadre de recherche élargi, pluridisciplinaire et appliqué. / This dissertation presents a composition of studies and research works articulated around three main topics : synthesis, reproduction and perception of sounds, considering both musical and environmental sounds. Moreover, it focuses on an application field, the sound design, that globally involves the conception of intentional everyday sounds. The document is based on a rather uniform structure and contains, for each part, a general presentation of the topic which brings theoretical elements together with an overview of the state-of-the-art, followed by more precise developments in order to focus on the specific matters related to each topic – in detail, modal formalism in sound synthesis by physical modeling, for the "Synthesis" section ; measurement and control of musical instruments directivity, for the "Reproduction" section ; timbre and sound sources identification, for the "Perception" section – and then followed by a detailed presentation of the personal works related to each matter, in some cases, in the form of published papers. Then, these several elements of knowledge and experience offer a personal and original contribution, deliberately put in a broad, multidisciplinary and applied framework.

Ce mémoire présente une composition d’études et de travaux de recherche orientés autour de trois grandes thématiques : la synthèse, la reproduction et la perception des sons, en considérant à la fois les sons de nature musicale mais aussi environnementale. Il vise en outre un champ d’application, le design sonore, qui implique globalement la création intentionnelle de sons du quotidien. La structure du document est conçu selon un schéma relativement uniforme et comporte, pour chaque partie, une présentation générale de la thématique apportant des éléments théoriques et des données relatives à l’état de l’art, suivie de développements spécifiques permettant de converger vers les sujets d’étude propres à chaque thème – explicitement, formalisme modal dans la synthèse par modélisation physique, pour la partie "Synthèse" ; mesure et contrôle de la directivité des instruments de musique, pour la partie "Reproduction" ; timbre et identification des sources sonores, pour la partie "Perception"– puis d’une présentation détaillée des travaux personnels relatifs à chacun des sujets, le cas échéant, sous la forme d’un article publié. Ces divers éléments de connaissance et d’expérience propose donc une contribution personnelle et originale, volontairement inscrite dans un cadre de recherche élargi, pluridisciplinaire et appliqué. / This dissertation presents a composition of studies and research works articulated around three main topics : synthesis, reproduction and perception of sounds, considering both musical and environmental sounds. Moreover, it focuses on an application field, the sound design, that globally involves the conception of intentional everyday sounds. The document is based on a rather uniform structure and contains, for each part, a general presentation of the topic which brings theoretical elements together with an overview of the state-of-the-art, followed by more precise developments in order to focus on the specific matters related to each topic – in detail, modal formalism in sound synthesis by physical modeling, for the "Synthesis" section ; measurement and control of musical instruments directivity, for the "Reproduction" section ; timbre and sound sources identification, for the "Perception" section – and then followed by a detailed presentation of the personal works related to each matter, in some cases, in the form of published papers. Then, these several elements of knowledge and experience offer a personal and original contribution, deliberately put in a broad, multidisciplinary and applied framework.