O Governo Brasileiro, juntamente com outros órgãos públicos e representantes do terceiro setor, criou um grande número de projetos que tentam disseminar o uso das tecnologias e promover a inclusão digital. Esses projetos são consequência da importância dada à inclusão digital e à capacitação do cidadão como ser autônomo e crítico no uso das tecnologias e na construção do seu conhecimento. Entretanto, a escola, que deveria ser considerada a principal responsável pelo futuro cidadão, ainda não consegue acompanhar o avanço das tecnologias e da sociedade fora dos seus muros, vivendo um momento de grandes questionamentos. As tecnologias já fazem parte do cotidiano da escola, mas não provocaram mudanças significativas nos processos de ensino e aprendizado como as que se observam fora dos muros da escola. Nossos alunos vivem hoje uma realidade fora da escola muito diferente da que a escola lhes oferece, o que prejudica a relação da escola com o aluno e com a sociedade. As mídias, poderosos recursos para a produção de conteúdos educacionais, estão presentes no cotidiano desses usuários, ávidos em consumirem desenhos animados, filmes e jogos eletrônicos. Entretanto, os usuários ainda são tratados como meros espectadores, que não passam de passivos consumidores que recebem todas as informações prontas, continuando reféns de uma parcela da sociedade que possui o poder de produzir e manipular estas informações. Este trabalho apresenta um estudo sobre interfaces naturais em sistemas de autoria para filmes de animação, bem como a concepção, desenvolvimento e resultados de testes de dois protótipos de sistemas. Apresenta também considerações e subsídios para o desenvolvimento de sistemas de autoria que estimulem a produção de filmes de animação de maneira fácil e intuitiva a partir de interfaces naturais com foco no processo de produção do usuário. Em vivência, os protótipos desenvolvidos se mostraram de fácil e rápida apropriação por crianças de diferentes faixas etárias, que se mostraram interessadas em explorar e construir suas animações. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da proposta do trabalho e fornecem subsídios para o desenvolvimento de novos sistemas. / The Brazilian Government, along with other public agencies and representatives of the third sector, has created a large number of projects that try to spread the use of technologies and promote digital inclusion. These projects are the result of the importance given to digital inclusion and empowerment of the citizen as an autonomous being and critical user of technology as well as autonomous in his knowledge construction. However, the school, which should be considered the main responsible for the citizens\' future, still can not keep pace with advancing technology and society outside its walls, living a moment of great questions, since the technologies are already part of its daily but caused no significant changes in the teaching and learning as occurring outside the school walls. Today, student\'s reality outside school is very different from what school offers them, which undermines the school\'s relationship with the student and society. The digital media, with powerful resources for content production, are present in daily lives of the users, eager to consume cartoons, movies and computer games. However, users are still treated as simple spectators who are merely passive consumers and receive all the information ready, still hostage to a portion of the society that has the power to manipulate and produce this information. This work presents a study on natural interfaces to authoring systems for animation films, as well as presents the design, development and results of tests of two prototypes. It also presents considerations and subsidies for the development of authoring systems that encourage production of animated films in an easy and intuitive way, using natural interfaces and focusing on the production process and user evolution. In preliminary experiments, the prototypes proved to be easy and quickly learned, which matches the goals of this project to attract users in different age groups who had shown interest in exploring and building their own animations. The results and contributions obtained show the feasibility of the proposed work and can also provide subsidies for the development of new systems.

A definiçãoo e o reconhecimento de gestos multi-toque s~ao dois dos maiores desafios encontrados por desenvolvedores de aplicações para tabletops. Após a escolha dos gestos, geralmente após um longo e custoso estudo de usuário, os desenvolvedores precisam selecionar ou criar um algorítimo para reconhecê-los e integrá-lo à aplicação e ao hardware. Muitas bibliotecas e arcabouços para o reconhecimento de gestos multi-toque foram propostos nos últimos anos. Cada um deles buscou endereçar um dos diversos desafios encontrados pelos desenvolvedores quando desenvolvendo protótipos e implementando novas aplicações para tabletops, como a integração entre a camada de aplicação e a interface de hardware. Em uma das etapas de nossa pesquisa, foram identificados quatorze requisitos para tais arcabouços, variando desde o suporte ao multi-toque ao suporte a gestos colaborativo não conseguiram endereçar todos os requisitos identificados. Neste trabalho, nós apresentamos o MiTable Engine: um arcabouço flexível e configurável, criado com o objetivo de atender a todos os quatorze requisitos. Esta proposta pode ser utilizada tanto para suportar aplicações em mesas interativas para diversos usuários quanto aplicações para tablets e smartphones. O MiTable Engine foi construído a partir de uma arquitetura de quatro camadas com uma nova proposta de reconhecimento de gestos baseada em pipeline. Nossa proposta é capaz de processar diversas entradas de toque simultaneamente com grande desempenho e se torna muito flexível para personalizações. O MiTable também inclui alguns dos algorítmos do estado-da-arte para reconhecimento de gestos além de um conjunto de ferramentas para criação e inclusão de novos gestos nas aplicações. Neste trabalho, nós discutimos a engine proposta em detalhes, incluindo sua arquitetura, algorítmos e como cada requisito é endereçado. Para exercitar a engine e verificar seu funcionamento, nós apresentamos duas provas de conceito e desenvolvemos diversos testes unitários automatizados. / Gestures denition and recognition are two of the major challenges for tabletop developers. After choosing the gestures, usually after a costly user study, developers must select or create an algorithm to recognize them and integrate it to the main application layer and to the hardware interface layer. Several multi-touch gestures recognition systems and frameworks were proposed in the past years. Each of them tried to address one of several challenges developers have when prototyping and implementing new tabletop applications and to provide a seamless integration between the hardware interface and the main application. During our research, we identified fourteen requirements for multi-touch frameworks, ranging from supporting multi-touch to collaborative gestures. Although current state of art multi-touch gestures frameworks addresses several of them, there is no unique solution which addresses all the developers needs. In this work, we present the MiTable Engine: a flexible and configurable multi-touch gestures engine aimed to address all these requirements. The proposed engine is suitable for both large multi-user surfaces and for small single-user tabletops, such as tablets and smartphones. The MiTable Engine is built on top of a four layers architecture and introduces a novel multi-touch gestures recognition pipeline which can process several multi-touch inputs simultaneously with high performance and flexibility for customizations. The Engine also includes some of the state-of-art multi-touch gestures recognizers and a set of tools for creating and adding custom gestures to the application. In this work, we discuss the proposed engine in deep details, including its architecture, its algorithms and how it addresses each requirement. In order to exercise the engine and verify its functionality, we present two proof of concept applications and developed several automated unit tests.

A definiçãoo e o reconhecimento de gestos multi-toque s~ao dois dos maiores desafios encontrados por desenvolvedores de aplicações para tabletops. Após a escolha dos gestos, geralmente após um longo e custoso estudo de usuário, os desenvolvedores precisam selecionar ou criar um algorítimo para reconhecê-los e integrá-lo à aplicação e ao hardware. Muitas bibliotecas e arcabouços para o reconhecimento de gestos multi-toque foram propostos nos últimos anos. Cada um deles buscou endereçar um dos diversos desafios encontrados pelos desenvolvedores quando desenvolvendo protótipos e implementando novas aplicações para tabletops, como a integração entre a camada de aplicação e a interface de hardware. Em uma das etapas de nossa pesquisa, foram identificados quatorze requisitos para tais arcabouços, variando desde o suporte ao multi-toque ao suporte a gestos colaborativo não conseguiram endereçar todos os requisitos identificados. Neste trabalho, nós apresentamos o MiTable Engine: um arcabouço flexível e configurável, criado com o objetivo de atender a todos os quatorze requisitos. Esta proposta pode ser utilizada tanto para suportar aplicações em mesas interativas para diversos usuários quanto aplicações para tablets e smartphones. O MiTable Engine foi construído a partir de uma arquitetura de quatro camadas com uma nova proposta de reconhecimento de gestos baseada em pipeline. Nossa proposta é capaz de processar diversas entradas de toque simultaneamente com grande desempenho e se torna muito flexível para personalizações. O MiTable também inclui alguns dos algorítmos do estado-da-arte para reconhecimento de gestos além de um conjunto de ferramentas para criação e inclusão de novos gestos nas aplicações. Neste trabalho, nós discutimos a engine proposta em detalhes, incluindo sua arquitetura, algorítmos e como cada requisito é endereçado. Para exercitar a engine e verificar seu funcionamento, nós apresentamos duas provas de conceito e desenvolvemos diversos testes unitários automatizados. / Gestures denition and recognition are two of the major challenges for tabletop developers. After choosing the gestures, usually after a costly user study, developers must select or create an algorithm to recognize them and integrate it to the main application layer and to the hardware interface layer. Several multi-touch gestures recognition systems and frameworks were proposed in the past years. Each of them tried to address one of several challenges developers have when prototyping and implementing new tabletop applications and to provide a seamless integration between the hardware interface and the main application. During our research, we identified fourteen requirements for multi-touch frameworks, ranging from supporting multi-touch to collaborative gestures. Although current state of art multi-touch gestures frameworks addresses several of them, there is no unique solution which addresses all the developers needs. In this work, we present the MiTable Engine: a flexible and configurable multi-touch gestures engine aimed to address all these requirements. The proposed engine is suitable for both large multi-user surfaces and for small single-user tabletops, such as tablets and smartphones. The MiTable Engine is built on top of a four layers architecture and introduces a novel multi-touch gestures recognition pipeline which can process several multi-touch inputs simultaneously with high performance and flexibility for customizations. The Engine also includes some of the state-of-art multi-touch gestures recognizers and a set of tools for creating and adding custom gestures to the application. In this work, we discuss the proposed engine in deep details, including its architecture, its algorithms and how it addresses each requirement. In order to exercise the engine and verify its functionality, we present two proof of concept applications and developed several automated unit tests.

O Governo Brasileiro, juntamente com outros órgãos públicos e representantes do terceiro setor, criou um grande número de projetos que tentam disseminar o uso das tecnologias e promover a inclusão digital. Esses projetos são consequência da importância dada à inclusão digital e à capacitação do cidadão como ser autônomo e crítico no uso das tecnologias e na construção do seu conhecimento. Entretanto, a escola, que deveria ser considerada a principal responsável pelo futuro cidadão, ainda não consegue acompanhar o avanço das tecnologias e da sociedade fora dos seus muros, vivendo um momento de grandes questionamentos. As tecnologias já fazem parte do cotidiano da escola, mas não provocaram mudanças significativas nos processos de ensino e aprendizado como as que se observam fora dos muros da escola. Nossos alunos vivem hoje uma realidade fora da escola muito diferente da que a escola lhes oferece, o que prejudica a relação da escola com o aluno e com a sociedade. As mídias, poderosos recursos para a produção de conteúdos educacionais, estão presentes no cotidiano desses usuários, ávidos em consumirem desenhos animados, filmes e jogos eletrônicos. Entretanto, os usuários ainda são tratados como meros espectadores, que não passam de passivos consumidores que recebem todas as informações prontas, continuando reféns de uma parcela da sociedade que possui o poder de produzir e manipular estas informações. Este trabalho apresenta um estudo sobre interfaces naturais em sistemas de autoria para filmes de animação, bem como a concepção, desenvolvimento e resultados de testes de dois protótipos de sistemas. Apresenta também considerações e subsídios para o desenvolvimento de sistemas de autoria que estimulem a produção de filmes de animação de maneira fácil e intuitiva a partir de interfaces naturais com foco no processo de produção do usuário. Em vivência, os protótipos desenvolvidos se mostraram de fácil e rápida apropriação por crianças de diferentes faixas etárias, que se mostraram interessadas em explorar e construir suas animações. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da proposta do trabalho e fornecem subsídios para o desenvolvimento de novos sistemas. / The Brazilian Government, along with other public agencies and representatives of the third sector, has created a large number of projects that try to spread the use of technologies and promote digital inclusion. These projects are the result of the importance given to digital inclusion and empowerment of the citizen as an autonomous being and critical user of technology as well as autonomous in his knowledge construction. However, the school, which should be considered the main responsible for the citizens\' future, still can not keep pace with advancing technology and society outside its walls, living a moment of great questions, since the technologies are already part of its daily but caused no significant changes in the teaching and learning as occurring outside the school walls. Today, student\'s reality outside school is very different from what school offers them, which undermines the school\'s relationship with the student and society. The digital media, with powerful resources for content production, are present in daily lives of the users, eager to consume cartoons, movies and computer games. However, users are still treated as simple spectators who are merely passive consumers and receive all the information ready, still hostage to a portion of the society that has the power to manipulate and produce this information. This work presents a study on natural interfaces to authoring systems for animation films, as well as presents the design, development and results of tests of two prototypes. It also presents considerations and subsidies for the development of authoring systems that encourage production of animated films in an easy and intuitive way, using natural interfaces and focusing on the production process and user evolution. In preliminary experiments, the prototypes proved to be easy and quickly learned, which matches the goals of this project to attract users in different age groups who had shown interest in exploring and building their own animations. The results and contributions obtained show the feasibility of the proposed work and can also provide subsidies for the development of new systems.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renato Kimura da Silva.pdf: 3403382 bytes, checksum: 99bab2a00a7da4496b0eea8ad640d9bf (MD5) Previous issue date: 2013-06-07 / Interface is an intermediate layer between two faces. In the computational context, we could say that the interface exists on the interactive intermediation between two subjects, or between subject and program. Over the years, the interfaces have evolved constantly: from the monochromatic text lines to the mouse with the exploratory concept of graphic interfaces to the more recent natural interfaces ubique and that aims the interactive transparency. In the new interfaces, through the use of body, the user can interact with the computer. Today is not necessary to learn the interface, or the use of these interfaces is more intuitive, with recognition of voice, face and gesture. This technology advance fits well to basic needs from the individuals, like communication. With the evolution of the devices and the interfaces, is more feasible conceive new technologies that benefits people in different spheres. The contribution of this work lays on understanding the technical scenario that allow thinking and conceiving natural interfaces for the signal recognition of Sign Languages and considerable part of its grammar. To do so, this research was guided primarily in the study of the development of computer interfaces and their close relationship with videogames, basing on the contributions of authors such as Pierre Lévy, Sherry Turkle, Janet Murray and Louise Poissant. Thereafter, we approach to authors as William Stokoe, Scott Liddell, Ray Birdwhistell, Lucia Santaella and Winfried Nöth, concerning general and specific themes spanning the multidisciplinarity of Sign Languages. Finally, a research was made of State of Art of Natural Interfaces focused on the recognition of Sign Languages, besides the remarkable research study related to the topic, presenting possible future paths to be followed by new lines of multidisciplinary research / Interface é uma camada intermediária que está entre duas faces. No contexto computacional, podemos dizer que interface existe na intermediação interativa entre dois sujeitos, ou ainda entre sujeito e programa. Ao longo dos anos, as interfaces vêm evoluído constantemente: das linhas de texto monocromáticas, aos mouses com o conceito exploratório da interface gráfica até as mais recentes interfaces naturais ubíquas e que objetivam a transparência da interação. Nas novas interfaces, por meio do uso do corpo, o usuário interage com o computador, não sendo necessário aprender a interface. Seu uso é mais intuitivo, com o reconhecimento da voz, da face e dos gestos. O avanço tecnológico vai de encontro com necessidades básicas do indivíduo, como a comunicação, tornando-se factível conceber novas tecnologias que beneficiam pessoas em diferentes esferas. A contribuição desse trabalho está em entender o cenário técnico que possibilita idealizar e criar interfaces naturais para o reconhecimento dos signos das Línguas de Sinais e considerável parte de sua gramática. Para tanto, essa pesquisa foi primeiramente pautada no estudo do desenvolvimento das interfaces computacionais e da sua estreita relação com os videogames, fundamentando-se nas contribuições de autores como Pierre Lévy, Sherry Turkle, Janet Murray e Louise Poissant. Em momento posterior, aproximamo-nos de autores como William Stokoe, Scott Liddell, Ray Birdwhistell, Lúcia Santaella e Winfried Nöth, a respeito de temas gerais e específicos que abarcam a multidisciplinaridade das Línguas de Sinais. Por fim, foi realizado um levantamento do Estado da Arte das Interfaces Naturais voltadas ao Reconhecimento das Línguas de Sinais, além do estudo de pesquisas notáveis relacionadas ao tema, apresentando possíveis caminhos futuros a serem trilhados por novas linhas de pesquisa multidisciplinares

La réalité virtuelle est une technologie qui voit ses applications s’étendre à de nombreux domaines (médical, automobile, etc.). Cette thèse se place dans le contexte des espaces virtuels complètement immersifs, et a pour but d’étudier les effets des deux principaux types d’interfaces proposés (manette avec 6 degrés de liberté, et système de suivi de doigts) sur l’expérience des utilisateurs, dans le cadre de la manipulation d’objets 3D. Nous nous intéressons à des paramètres tels que la facilité d’utilisation, la sensation d’immersion, la rapidité et la précision offertes... Pour cela, nous proposons des expériences évaluant ces paramètres à travers des tâches dont le succès est mesurable, et qui ne sont pas spécifiques à un domaine. Dans une première étude, nous nous intéressons aux tâches complexes d’ordre général, faisant appel à des compétences requises dans les manipulations quotidiennes, telles que le fait d’attraper, de relâcher, de translater, de tourner et de maintenir en équilibre des objets tout en se déplaçant. Nous affinons ensuite notre étude en observant les effets de ces interfaces sur les mouvements eux-mêmes, en les décomposant en degrés de liberté individuels et groupés. Enfin, nous testons l’applicabilité de notre système de manipulation directe dans le cadre d’une étude préliminaire sur l’utilisation de la réalité virtuelle pour le traitement de la maladie d’Alzheimer. Ces études analysent les propriétés de ces interfaces dans le but de fournir des indications aidant au choix de l’interface la plus appropriée pour des applications futures. / Virtual reality is a technology with applications in numerous fields (medical, automotive, etc.). This thesis focuses on immersive virtual spaces, and aims at studying the effects of the two major types of interfaces proposed (6 degree of freedom flystick, and finger-tracking system) on the user experience, and specifically for 3D object manipulation. We are interested in parameters such as ease of use, sense of presence, speed and precision offered. To do so, we design experiments to evaluate these parameters via tasks with measurable success, and which are not field specific.In a first experiment, we study complex general purpose tasks, combining skills required in everyday manipulations, such as grabbing, releasing, translating, rotating, and balancing objects while walking. We then refine our study by observing the effects of those interfaces on the movements themselves, by decomposing them into individual and grouped degrees of freedom. Lastly, we evaluate the applicability of our direct manipulation system in the context of a preliminary study on the use of virtual reality for the treatment of Alzheimer’s disease. These studies analyze the properties of these interfaces to provide guidelines to the choice of the most appropriate interface for future experiments.