Orientadores: Regina Coeli Ruschel, Ana Maria Reis de Góes Monteiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:51:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cuperschmid_AnaReginaMizrahy_D.pdf: 23994456 bytes, checksum: a4274c71ee88f72c67b16b6f033139fd (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A Realidade Aumentada (RA) é uma tecnologia que complementa a visualização do mundo real através de sobreposições de elementos virtuais, gerando uma visão composta (ambiente real com a adição de modelos virtuais) em tempo real. Embora tecnologias de RA já tenham sido desenvolvidas e estão sendo implementadas com sucesso em vários campos da engenharia (ex. indústria automotiva), sua aplicação na Arquitetura tem sido superficial. Nesta pesquisa foi explorado o uso de RA por usuários potenciais para discriminar as condições para que esta tecnologia pudesse ser utilizada no Projeto Participativo (PP) durante o processo de concepção do projeto arquitetônico. O objetivo geral foi avaliar a aplicabilidade de RA no suporte ao PP arquitetônico na fase de concepção. A hipótese foi que a RA poderia ser utilizada tanto por projetistas quanto por leigos como ferramenta de apoio à visualização e comunicação durante uma dinâmica de PP arquitetônico. Portanto, para contextualizar a pesquisa e permitir experimentações, as avaliações foram aplicadas ao projeto de espaço público de lazer em Habitação de Interesse Social. Esta foi uma pesquisa aplicada, de caráter exploratório, e seu delineamento básico foi realizado por meio da metodologia da Design Science Research. A pesquisa foi composta por seis etapas: entendimento; sugestões; desenvolvimento; avaliação, conclusão e comunicação. Na etapa de Entendimento foi definido e formalizado o problema a ser solucionado e seus limites, fornecendo o embasamento teórico, abordando questões relacionadas ao estado da arte da tecnologia de RA e do PP em arquitetura com o uso de RA. Na etapa de Sugestões buscou-se uma ferramenta de RA que pudesse ser utilizada no contexto proposto, averiguando o funcionamento de vários sistemas e dispositivos de visualização. Evidenciou-se a necessidade de desenvolvimento de um aplicativo específico que pudesse apoiar dinâmicas participativas de projeto. Portanto na etapa de Desenvolvimento, realizou-se o desenvolvimento do aplicativo de RA denominado equipAR!. Nesta etapa também realizou-se um teste piloto de uso do sistema. Na etapa de Avaliação, tendo em vista o reconhecimento de equipamentos específicos de áreas de lazer, foram realizadas avaliações com usuários fazendo uso de medidas subjetivas e análises qualitativas. Foram realizados três experimentos: (i) reconhecimento de modelos 3D em função da escala e do marcador; (ii) reconhecimento de múltiplos modelos 3D, com ou sem projeção auxiliar; (iii) manipulação de múltiplos modelos em dinâmica participativa. Os resultados obtidos nos experimentos (i) e (ii) serviram para aprimoramento do aplicativo equipAR! e também para elaborar diretrizes para utilização de RA em PP. Na avaliação (iii) foi realizada uma oficina de PP. Na etapa de Conclusão foram discutidos os resultados e as contribuições da pesquisa em relação ao artefato desenvolvido e seu processo de aplicação na prática de PP. As principais contribuições desta pesquisa são: i) um artefato em forma de um aplicativo de RA, equipAR!, que utiliza modelos 3D específicos de equipamentos urbanos de áreas de lazer; ii) processo de tratamento dos modelos 3D para utilização em aplicativo de RA desenvolvidos a partir do SDK Metaio; iii) dinâmica de uma oficina de PP com uso de RA Móvel, que foi idealizada, experimentada e validada; iv) diretrizes para uso de RA móvel em PP de forma a facilitar a comunicação entre projetistas e usuários não-especialistas durante a fase de concepção de projeto / Abstract: Augmented Reality (AR) is a technology that complements the real-world view through overlays of virtual elements, generating a composite view (real environment with the addition of virtual models) in real time. Although AR technologies have been developed and successfully implemented in a number of engineering fields (e.g. automotive industry), it has only been superficially applied in Architecture. This research has explored the use of AR by potential users to discriminate the conditions that could ensure that this technology could be used in architectural Participatory Design (PD) during the conception stage. The general objective was to verify de use of AR applied in PD in the process of conception of the architectural design. The hypothesis was that both designers and non-specialists could use the AR as a support tool for viewing and communication during a PD workshop. In order to contextualize the research and allow experimentation, the evaluations were applied to the design of a leisure area in Social Housing. This was an applied research, with an investigative character, and its basic scientific method was the Design Science Research. This research was consisted of six stages: understanding; suggestions; development; evaluation, conclusion and communication. In the Understanding stage, the problem to be solved and its limits were defined and formalized, providing the theoretical basis, addressing issues related to the state of the art of the AR technology and the PD applied to architecture. In the Suggestions stage the aim was to look for an AR tool that could be used in the proposed context, assessing the operation of various systems and display devices. It was evident the need for developing a specific application that could support a PD workshop. Therefore, in Development stage, there was the development of the AR application called equipAR!. At this stage, a pilot test of the system usage also took place. It was found that there was the need to evaluate which conditions favored the recognition of 3D models in AR. Thus, in the Evaluation stage, user evaluations were conducted making use of subjective measures and qualitative analyzes. Three user evaluations were performed: (i) 3D model recognition as a function of the scale and the type of marker used; (ii) multiple 3D models recognition, with or without an auxiliary projection; (iii) handling of multiple models in a participatory process. The results obtained in the evaluations (i) and (ii) were used to improve the application equipAR! and also, to develop guidelines for the AR use in a PD. A PD workshop was performed in the evaluation (iii). In the Conclusion stage, the results obtained and the research contributions in relation to the artifact developed and its application in the PD practice were discussed. This research main contributions are: (i) an artifact in the form of an AR application, equipAR!, which uses specific 3D models of urban equipment for leisure areas; (II) the processing steps for developing 3D models suitable for use in AR applications that makes use of Metaio¿s SDK; iii) a PD workshop method using AR that was conceived, experimented and evaluated; (iv) guidelines for using AR in a PD in order to facilitate the communication between designers and non-specialists during the conception phase of the architectural design / Doutorado / Arquitetura, Tecnologia e Cidade / Doutora em Arquitetura, Tecnologia e Cidade

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alline Bettin de Oliveira_Dissertacao.pdf: 2674644 bytes, checksum: 52d0c85069045028fc2c738c46b78e0e (MD5) Previous issue date: 2013-11-28 / This dissertation proposal is the result of the researcher's walk in the first year of the Professional Masters in Mathematics and Science Teaching (UFPEL), which seeks to resolve epistemological concerns that were presented during the teaching of the researcher and that was reflected in their practice, while elementary school teacher at public education of Pelotas, Brazil. From the difficulty of developing the concept of fruiting, the objective is to investigate the potential of technology called Augmented Reality as a toolfor the development of a Meaningful Learning of this concept. This technology allows the visualization and interaction of students with three-dimensional structures previously modeled by the teacher meeting the particularities required for each content. To that end, we sought the theoretical in Educational Psychology from Ausubel, on which we base the research and development and construction of the pilot. In the pilot, from the investigation of students' prior knowledge, we used three-dimensional models built from the technology called Augmented Reality, as well as activities that provide for the processes of progressive differentiation and integrative reconciliation Monitoring of activities and evaluation of learning was done through of the descriptive and conceptual maps. As a result it was possible to check the students' vocabulary enrichment, further elaboration of some previous concepts, as well as identify some evidence of the incorporation of new concepts in the cognitive structure of the students. / Esta proposta de dissertação é fruto da caminhada da pesquisadora no primeiro ano do Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Matemática (UFPEL), embuscada resolução de inquietações epistemológicas que se apresentaram no decorrer dasuadocência no ensino fundamental da rede pública municipal de Pelotas, RS. A partir da dificuldade de desenvolver o conceito de frutificação,objetiva-seinvestigar as potencialidades da tecnologia denominada Realidade Aumentada como instrumento para o desenvolvimento de uma Aprendizagem Significativa deste conceito. Esta tecnologia permite a visualização e interaçãodo aluno com estruturas tridimensionais previamente modeladas pelo professor atendendo as particularidades necessárias para cada conteúdo. Paratanto, foi buscado o aporte teórico na Psicologia Educacional de Ausubel, na qual baseamosa pesquisa e a construção e desenvolvimento doprojeto piloto. No piloto, a partir da investigação dos conhecimentos prévios dos alunos, foram utilizados modelos tridimensionais construídos a partir da tecnologia denominada Realidade Aumentada, bem como atividades que propiciassem os processos de diferenciação progressiva e reconciliação integrativaO acompanhamento das atividades e avaliação da aprendizagem foi feito através de questões descritivas e mapas conceituais.Mesmo reconhecendo o potencial motivador do recursoutilizado, énecessário o aprofundamento e continuidade dos estudos, com o objetivo de ampliar e aprimorar os modelos,aperfeiçoandoa unidade didáticade forma a avaliar as contribuiçõespara a Aprendizagem Significativa.

Durante séculos, cosméticos têm sido utilizados nas mais diversas sociedades. Entretanto, quando se trata de maquiagem facial, o processo de escolha de um produto ainda é um desafio, pois é um trabalho manual que demanda tempo, além de consumir a maquiagem em si e outros materiais para aplicação e limpeza. Esse processo manual também dificulta a experimentação de vários produtos diferentes devido à necessidade de limpeza da pele para retirada de um produto aplicado anteriormente. Assim, um sistema de simulação de maquiagem utilizando realidade aumentada pode facilitar esse processo, permitindo a experimentação com a combinação de produtos e a comparação dos resultados, além de permitir experimentar os produtos virtualmente, pela internet por exemplo. Trabalhos existentes sobre esse tema permitem ao usuário aplicar a maquiagem sobre uma foto, ou mesmo um vídeo, do próprio usuário. A interação é feita por meio de mouse ou toque de um dedo sobre um monitor sensível a toques como se o usuário aplicasse maquiagem em uma terceira pessoa. Nesta dissertação propomos o desenvolvimento do SelfMakeup, um sistema de realidade aumentada que permite a autoaplicação de maquiagem virtual por meio de toques feitos diretamente na face ao invés de toques no monitor. A nossa hipótese é que essa forma de interação seja mais natural e forneça ao usuário uma melhor experiência ao testar produtos virtuais de maquiagem. O primeiro passo para viabilizar o SelfMakeup foi o desenvolvimento de um método para estimar a po- sição de toques na face utilizando uma câmera RGBD. Realizamos testes para avaliar o desempenho desse método e verificamos que a sua acurácia e precisão se mostraram adequadas para o propósito desta pesquisa. Em seguida, projetamos a interface gráfica do sistema para aplicação de maquiagem virtual. A interface per- mite efeitos de destaque e sombreamento que simulam os efeitos provocados pela aplicação de produtos reais de maquiagem. Resultados de um teste piloto do nosso protótipo com 32 usuários sugerem que o SelfMa- keup, por utilizar toques diretamente na face, oferece uma melhor experiência ao usuário na experimentação de produtos virtuais de maquiagem. / For centuries, cosmetics have been used in the most diverse societies. However, when it comes to facial makeup, the process of choosing a product is still a challenge because it is a manual work that takes time, to consumes the makeup itself and other materials for application and cleaning. This manual process also makes it difficult to experiment a number of different products due to the need to clean the face to remove a previously applied product. Thus, a makeup simulation system using augmented reality can facilitate this process, allowing experimentation with the combination of products and the comparison of the results, as well as allowing to experience the products virtually and remotely, through the internet for example. Exis- ting works on this theme allow the user to apply the makeup on a photo or even a video of the user himself by means of a mouse or touch of a finger on a touch-sensitive monitor, as if the user applied makeup on a third person. In this dissertation we propose the development of SelfMakeup, an augmented reality system that allows the self-application of virtual makeup by means of touches made directly on the face, rather than touches on the monitor. Our hypothesis is that this interaction form is more natural and gives the user a better experience when testing virtual make-up products. The first step in enabling SelfMakeup was the develop- ment of a method to estimate the applicator touch position on the face using an RGBD camera. We performed tests to evaluate the performance of this method and verified that its accuracy and precision was adequate for the purpose of this research. Next, we designed the graphical interface of the system for applying vir- tual makeup. The interface allows highlighting and shading effects that simulate the effects of real makeup products. Results from a pilot experiment of our prototype with 32 volunteers suggest that SelfMakeup, by using touches directly on the face, provides a better user experience to try on virtual makeup products.

[pt] Nesta dissertação são investigadas situações em que se faz necessária a sobreposição de informações digitais ao ambiente físico em que o usuário está, uma condição proporcionada pela utilização do recurso da Realidade Aumentada (RA). São consideradas, na pesquisa, aplicações da tecnologia que empregam a técnica de Video See-Through (VST) para utilização em celulares. São apresentadas diferentes definições de RA, delimitando-se conceitos tangentes à tecnologia, tais como Realidade Virtual e Computação Ubíqua, para promover uma discussão acerca das definições levantadas. Em seguida, se apresentam algumas soluções, mais encontradas no mercado, de aplicativos de RA para celular, analisando-se os impactos da utilização de ferramentas específicas no seu processo de criação e desenvolvimento. Considerando-se ainda aspectos sociais e filosóficos inerentes à tecnologia, busca-se uma melhor compreensão dos conceitos-base de espaço, tempo e realidade a que a RA recorre para operar, a fim de subsidiar a discussão acerca da tecnologia e criar o embasamento teórico para as análises subsequentes. / [en] This dissertation investigates situations that require the overlay of digital information to the user environment, a condition provided by the use of Augmented Reality (AR) technology. In the research, there are considered applications of the technology that uses the Video See-Through (VST) technique on mobile phones. The dissertation presents different definitions of AR, delimiting tangent concepts such as Virtual Reality and Ubiquitous Computing, to arouse a discussion about the definitions. Then, it presents some of the mobile applications most used in the market, analyzing the impact on using some specific tools in its creation and development process. Considering further social and philosophical aspects inherent to the technology, it seeks to better understand the basic concepts of space, time and reality that the AR uses to operate, in order to support the discussion about the technology and to create the theoretical basis for subsequent analysis.

O uso de dispositivos móveis ou handheld devices na implementação de um sistema de Realidade Aumentada (RA) é denominado Handheld Augmented Reality ou simplesmente Handheld AR. Aplicações do tipo Handheld AR utilizam a câmera integrada no dispositivo móvel para reconhecer marcadores (inseridos no ambiente), o que permite a entrada de dados para o sistema de RA. As informações geradas nestas aplicações são apresentadas como imagens virtuais (gráficos 3D) nas telas dos dispositivos móveis. Já aplicações do tipo Handheld AR mais complexas e recentes, utilizam dispositivos sensores (com interfaces de comunicação sem fio) como RFID tags, Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) e sistemas de GPS (Global Positioning System), como fontes de entrada de dados dinâmicos para o sistema de RA, junto à câmera e os marcadores. Aplicações deste tipo apresentam características interessantes para áreas de aplicação como: sensoriamento, monitoramento, visualização e interação em ambientes inteligentes e ubíquos. Porém, a carência de documentação e a complexidade no desenvolvimento destas aplicações geram a necessidade de metodologias e ferramentas que colaborem para um rápido e simples processo de desenvolvimento. Neste sentido, esta dissertação apresenta uma Metodologia de Desenvolvimento para aplicações de realidade aumentada em dispositivos móveis, a qual visa ajudar no projeto e facilitar o processo de desenvolvimento de aplicações do tipo Handheld AR, em especial as que utilizem telefones celulares e dispositivos sensores com interfaces de comunicação sem fio, apresentando uma documentação bem definida e um roteiro claro sobre os requisitos e características no desenvolvimento de aplicações deste tipo. Já a nossa metodologia proposta apresenta um cenário geral de aplicação, uma arquitetura e orientações (guidelines) de desenvolvimento para aplicações do tipo Handheld AR. Além disso, são apresentados detalhes de implementação relativos: à aquisição dos dados gerados pelos dispositivos sensores (neste caso uma RSSF), a uma modelagem semântica destes dados (como parte da solução para facilitar a aquisição, armazenamento e gerenciamento de dados), à criação de perfis de usuário (para prover interfaces de interação intuitivas) e à disponibilização destas informações utilizando técnicas de RA, apresentando as informações geradas como objetos virtuais (imagens virtuais, efeitos de vibração e efeitos sonoros), os quais são sobrepostos em um cenário real utilizando o telefone celular como dispositivo de interação com o usuário. Finalmente, nós apresentamos um estudo de caso que desenvolve uma aplicação do tipo Handheld AR (protótipo) para o monitoramento da temperatura na sala de servidores do PAD (Grupo de Sistemas Pervasivos e de Alto Desempenho). Neste estudo de caso, são descritos os materiais, o cenário, os serviços oferecidos, o fluxo de desenvolvimento e as avaliações do protótipo. / Handheld Augmented Reality or Handheld AR is the implementation of Augmented Reality (AR) systems into handheld devices. Handheld AR applications use the handheld device\'s camera to recognize markers (inserted into the environment). This process enables data entry into AR system. The response generated for these applications are presented as virtual images (3D graphics) on the handheld device\'s display. New Handheld AR applications use a mobile phone camera, markers and wireless sensors (inserted into the environment) as elements for dynamic data entry into the AR system. These applications show interesting characteristics for: sensing, visualization and interaction in ambient intelligence (AmI) and ubiquitous environments. But, the lack of documentation and complexity development process produce the need for methodologies and tools for a fast and simple development model. For these reason, this work presents a Methodology for Design and development Handheld AR applications, which present an especial support for mobile phones and wireless sensor networks, making a description and clear roadmap of the requirements and characteristics in the Handheld AR development process model. Our methodology proposed presents a general scenario of application, a software architecture and application development guidelines. Moreover, we present implementation details over: acquisition data process, semantic modeling data, development of user profiles and visualization of the information using AR techniques, showing these information as virtual objects (virtual images, vibration effects and sound effects). These virtual objects use the handheld device as interaction interface between the user and real world. Finally, we present a case study that develops a Handheld AR application (prototype) to monitoring the temperature in the PAD (Pervasive and Distributed Computing Group) server\'s room. In this case study, we describe the materials, the scenario, the services offered, the development process and prototype evaluations.

Este trabalho apresenta uma pesquisa desenvolvida em uma instituição de educação básica e investiga práticas que usam ou refletem sobre o uso das tecnologias digitais na formação docente e discente. Para tanto, utilizou-se das contribuições de autores de diversas áreas do conhecimento como da educação, comunicação e linguística, além de autores que discutem sobre os novos letramentos e a contemporaneidade. A introdução deste trabalho apresenta as justificativas e questões de investigação, as escolhas metodológicas e o campo investigado. Os dados da pesquisa foram organizados a partir de práticas de letramento digital que tinham como foco o estudo sobre as tecnologias; ações que se utilizaram dos recursos e ambientes virtuais como apoio à prática pedagógica e atividades cujo objetivo era a reflexão sobre o tempo presente e a ubiquidade das tecnologias. No capítulo 1 analiso algumas concepções teóricas usadas na análise dos dados e relato uma sequência de aulas de história, cujo tema de estudos é a globalização. Parte dos aspectos discutidos se relaciona com a chamada pós-modernidade, a circulação de informação na Internet e o uso das tecnologias digitais nos movimentos sociais. No segundo relato e respectiva análise (capítulo 2), os alunos exploram recursos digitais e constroem um jogo de caça ao tesouro com realidade aumentada; trata-se aqui do conceito de apropriação das tecnologias numa perspectiva crítica. Ao final, no capítulo 3, são relatadas e analisadas práticas de formação docente a partir de oficinas técnico pedagógicas, visando a apropriação e a reflexão sobre o uso de recursos digitais; atividades que usam ferramentas de apoio à prática pedagógica e que promovem a reflexão sobre aspectos éticos do uso dos ambientes virtuais no ensino fundamental. Ainda neste capítulo, analiso as mudanças de procedimentos de estudos com o uso das tecnologias digitais a partir de práticas investigadas. / This study presents the research developed in a primary and secondary educational institution and investigates practices which use and reflect upon digital technologies in the development of teachers and students. For this, the contributions of authors from diverse areas of knowledge were used, such as education, communication and linguistics, as well as authors who discuss approaches to new literacies and contemporary society. The introduction of this study presents the investigation justifications and questions, methodological choices and the investigated field. The data from the research were collected from the digital literacy practices which focused on the study of technology; actions which used virtual resources and environments as support for the pedagogical practices and activities which had as an objective the reflection on the present times and the ubiquity of technology. In chapter 1, I analyze some theoretic conceptions used in the data analysis and I report a sequence of history classes, where the object of study is globalization. Part of the aspects discussed are related to post-modernity, the circulation of information on the internet and the use of digital technologies in social movements. In the second chapter, the students explore digital resources to build a treasure-hunt game with augmented reality; based on the concept of appropriation of technologies from a critical perspective. Finally, in chapter 3, teacher development practices are described and analyzed during technical-pedagogical workshops, focusing on the appropriation and reflection on the use of digital resources; activities that use the tools to support pedagogical practices and promote reflection on ethical aspects and the use of virtual environments in primary education. Still in this chapter, I analyze the change in study procedures with the use of digital technologies from the investigated practices.

Made available in DSpace on 2016-04-26T18:10:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cesar Augusto Baio Santos.pdf: 2736898 bytes, checksum: 06ae90a48c2064c02ad0d62ffdd329b3 (MD5) Previous issue date: 2011-05-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work investigates the transformations in processes of intermediation of sense in digital image and its aesthetic unfoldings. In order to achieve that, an update of theories on dispositif is suggested (BAUDRY, FOUCAULT, DELEUZE), mainly based on the systemic phenomenology of Vilém Flusser, to develop thinking on a non-immersive condition of image. This hypothesis is taken forward with the problematization of neoplatonic conceptions regarding virtual environments (HEIM, FRIEDBERG, GRAU) which establish sense regimes based on the abduction of the individual in the parallel worlds of immersive environments. The main issues raised are related to the validity of these theories towards the dispositifs created in a context of Augmented Reality, ubiquitous computing (WEISER), cybrid condition of space (ANDERS) and networks (BEIGUELMAN); and, above all, of interfaces based on physical computing and algorithms of computer vision. Interpreted as a projection of conceptual abstraction towards concreteness of experience, image stops being understood for dualities between what's "real" and "virtual" or "physical" and "informational", to present itself as a phenomenon that is projected from the dispositif to establish new relations with phenomenons of other natures which constitute reality. Considering this project's condition, image starts to give itself to experience through processes of objectification and otherization, installing new aesthetic experiences of image. Being integrated to the coded world (FLUSSER), image becomes an object of a specific genesis among many others which surround us. However, the processes of otherization approximate the condition of image and of the individual to that one assigned to the body in performance aesthetics (COHEN, LEHMANN, FISCHER-LICHTE), demanding from both a performative posture based on the significant value of presence (GUMBRECHT, ZUMTHOR) and gesture (FLUSSER). Those transformations in the intermediation processes between piece and individual launch new aesthetic vectors to the understanding of media art. This scenery is outlined in this research considering the analysis of audiovisual pieces produced in the last two decades, which present themselves as technical dispositifs that are open to someone's interaction. The immersive environments in Virtual Reality, CAVEʼs and digital panoramas are analyzed against cybernetic dispositifs, pieces that use techniques of augmented reality and others that put image and public in performative conditions. The analysis goes through theories of media art (BELLOUR, DUBOIS, MACHADO) and of new media (MURAY, MANOVICH, COUCHOT, WEIBEL, HANSEN) identifying displacements in the condition of image and of subjectivity's figures, this way demanding other postures and sensibilities, both from creators and from those who place themselves before the image / Este trabalho investiga as transformações nos processos de agenciamento de sentido da imagem digital e seus desdobramentos estéticos. Para tanto é proposta uma atualização das teorias do dispositivo (BAUDRY, FOUCAULT, DELEUZE), principalmente a partir da fenomenologia sistêmica de Vilém Flusser, para pensar uma condição não imersiva da imagem. Esta hipótese é levada adiante com a problematização das concepções neoplatônicas dos ambientes virtuais (HEIM, FRIEDBERG, GRAU), que estabelecem regimes de sentido fundados na abdução do sujeito nos mundos paralelos dos ambientes imersivos. As principais questões levantadas se referem à validade de tais teorias frente aos dispositivos criados no contexto da Realidade Aumentada, da ubiquidade computacional (WEISER), da condição cíbrida do espaço (ANDERS) e das redes (BEIGUELMAN); e, sobretudo, das interfaces baseadas na computação física e nos algoritmos de computer vision. Entendida como uma projeção da abstração conceitual rumo à concretude da experiência, a imagem deixa de ser compreendida por dualidades entre real e virtual ou físico e informacional para se apresentar com um fenômeno que se projeta do dispositivo para estabelecer relações com fenômenos de outras naturezas que constituem a realidade. Nessa condição de projeto, a imagem passa a se dar à experiência por meio de processos de objetivação e outrificação, instalando novas experiências estéticas da imagem. Integrada ao mundo codificado (FLUSSER), a imagem torna-se um objeto de gênese específica dentre tantos outros que nos cercam. No entanto, os processos de outrificação aproximam a condição da imagem e do sujeito àquela conferida ao corpo na estética da performance (COHEN, LEHMANN, FISCHERLICHTE), demandando de ambos uma postura performativa pautada no valor significante da presença (GUMBRECHT, ZUMTHOR) e do gesto (FLUSSER). Tais transformações nos processos de agenciamento entre obra e sujeito lançam assim novos vetores estéticos para a compreensão da media art. Esse cenário é delineado nesta pesquisa a partir da análise de obras audiovisuais produzidas nas últimas duas décadas que se apresentam elas mesmas como dispositivos técnicos abertos à interação do sujeito. Os ambientes imersivos em Realidade Virtual, CAVEʼs e panoramas digitais são analisados em contraposição aos dispositivos da cibernética, aos trabalhos que utilizam técnicas de realidade aumentada e outros que colocam imagem e público em condições performativas. As análises atravessam as teorias da media art (BELLOUR, DUBOIS, MACHADO) e da nova mídia (MURRAY, MANOVICH, COUCHOT, WEIBEL, HANSEN) identificando deslocamentos na condição da imagem e das figuras de subjetividade, demandando assim outras posturas e sensibilidades, tanto dos criadores quanto daquele que se posiciona diante da imagem

Com a popularização de ferramentas computacionais aplicadas ao ensino e o advento da Web 2.0, os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs) evoluíram com os recursos proporcionados pelas tecnologias de Realidade Virtual (RV) e Realidade Aumentada (RA), surgindo os AVAs tridimensionais (3D), amplamente adotados em diversos domínios de conhecimento. Aliado a este avanço, o processo de aquisição de conhecimento em AVAs 3D tem sido alvo de pesquisas a fim de que tal aspecto seja considerado na concepção dos ambientes virtuais. Uma discussão que é delineada neste contexto se refere à contribuição que os AVAs 3D efetivamente oferecem para a aquisição de conhecimento do aprendiz e como é possível avaliar tal aprendizado. Estudos têm demonstrado que os métodos amplamente aplicados para avaliação da cognição nos AVAs 3D têm feito uso intensivo de preenchimento de questionários, aplicados fora dos AVAs. É possível perceber ainda que os instrumentos de avaliação aplicados nos AVAs 3D não incorporam no processo de avaliação as próprias tecnologias interativas disponíveis no ambiente. Sendo assim, o propósito inicial desta pesquisa é identificar o processo de aquisição de conhecimento nos AVAs 3D, como também os métodos existentes para avaliar se ocorre de fato a aquisição de conhecimento e em que grau ela ocorre. A partir deste estudo, o objetivo deste trabalho é definir uma metodologia para avaliar a aquisição de conhecimento, usando as próprias tecnologias interativas disponíveis nos AVAs 3D, de forma inovadora, em complementação aos questionários amplamente empregados como instrumentos de avaliação. Além da proposição do método conceitual, foi definida uma arquitetura e implementado um sistema computacional capaz de registrar as interações dos usuários em AVAs 3D, de forma não intrusiva à aplicação. Também foi sugerido um modelo matemático que propõe a avaliação da aprendizagem sem a necessidade de execução de provas de conhecimento. Experimentos foram conduzidos para avaliar cada uma das fases do modelo. Os resultados dos experimentos mostraram que é factível avaliar a aquisição de conhecimento dentro de contextos pré-determinados e que há indícios de que alguns tipos de interações do usuário com os AVAs mantêm correlação com o nível de aprendizado do usuário. / The popularization of computational tools applied to teaching and the advent of Web 2.0 have led to the advancement of Virtual Learning Environments (VLE) through resources rendered by Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) technologies, leading to the emergence of Tridimensional VLEs (3D), which are widely employed in diverse fields of knowledge. In alliance with this advancement, the 3D VLE knowledge acquisition process has been the object of research studies which consider the conception of virtual environments. One of the discussions outlined in this context refers to the contribution that 3D VLEs effectively offer for knowledge acquisition and how it is possible to evaluate this learning process. Studies have demonstrated that methods widely employed for assessing cognition in 3D VLEs have made intense use of questionnaire application outside VLEs. It is possible to perceive that, in the evaluation process, the assessment tools applied in 3D VLEs do not incorporate the same interactive technologies available in the environment. Thus, the initial aim of this research is to identify the knowledge acquisition process in 3D VLEs, as well as existing methods for assessing if knowledge acquisition actually occurs and to which degree it occurs. From this study, the aim of the research is to define a method for assessing knowledge acquisition employing the same interactive technologies available in 3D VLEs, in an innovative manner, complementing widely used questionnaires as assessment tools. In addition to the suggestion of the conceptual method, an architecture was defined and a computational system capable of registering user interactions in 3D VLEs was implemented, in a non intrusive form of application. A mathematical model that offers learning assessment without the need of knowledge tests was also suggested. Experiments were conducted to evaluate each phase of the model. The results of the experiments show that it is feasible to evaluate knowledge acquisition within predetermined contexts and that there is evidence that some types of user interactions with VLEs are correlated with the user\'s learning level.

O uso de dispositivos móveis ou handheld devices na implementação de um sistema de Realidade Aumentada (RA) é denominado Handheld Augmented Reality ou simplesmente Handheld AR. Aplicações do tipo Handheld AR utilizam a câmera integrada no dispositivo móvel para reconhecer marcadores (inseridos no ambiente), o que permite a entrada de dados para o sistema de RA. As informações geradas nestas aplicações são apresentadas como imagens virtuais (gráficos 3D) nas telas dos dispositivos móveis. Já aplicações do tipo Handheld AR mais complexas e recentes, utilizam dispositivos sensores (com interfaces de comunicação sem fio) como RFID tags, Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) e sistemas de GPS (Global Positioning System), como fontes de entrada de dados dinâmicos para o sistema de RA, junto à câmera e os marcadores. Aplicações deste tipo apresentam características interessantes para áreas de aplicação como: sensoriamento, monitoramento, visualização e interação em ambientes inteligentes e ubíquos. Porém, a carência de documentação e a complexidade no desenvolvimento destas aplicações geram a necessidade de metodologias e ferramentas que colaborem para um rápido e simples processo de desenvolvimento. Neste sentido, esta dissertação apresenta uma Metodologia de Desenvolvimento para aplicações de realidade aumentada em dispositivos móveis, a qual visa ajudar no projeto e facilitar o processo de desenvolvimento de aplicações do tipo Handheld AR, em especial as que utilizem telefones celulares e dispositivos sensores com interfaces de comunicação sem fio, apresentando uma documentação bem definida e um roteiro claro sobre os requisitos e características no desenvolvimento de aplicações deste tipo. Já a nossa metodologia proposta apresenta um cenário geral de aplicação, uma arquitetura e orientações (guidelines) de desenvolvimento para aplicações do tipo Handheld AR. Além disso, são apresentados detalhes de implementação relativos: à aquisição dos dados gerados pelos dispositivos sensores (neste caso uma RSSF), a uma modelagem semântica destes dados (como parte da solução para facilitar a aquisição, armazenamento e gerenciamento de dados), à criação de perfis de usuário (para prover interfaces de interação intuitivas) e à disponibilização destas informações utilizando técnicas de RA, apresentando as informações geradas como objetos virtuais (imagens virtuais, efeitos de vibração e efeitos sonoros), os quais são sobrepostos em um cenário real utilizando o telefone celular como dispositivo de interação com o usuário. Finalmente, nós apresentamos um estudo de caso que desenvolve uma aplicação do tipo Handheld AR (protótipo) para o monitoramento da temperatura na sala de servidores do PAD (Grupo de Sistemas Pervasivos e de Alto Desempenho). Neste estudo de caso, são descritos os materiais, o cenário, os serviços oferecidos, o fluxo de desenvolvimento e as avaliações do protótipo. / Handheld Augmented Reality or Handheld AR is the implementation of Augmented Reality (AR) systems into handheld devices. Handheld AR applications use the handheld device\'s camera to recognize markers (inserted into the environment). This process enables data entry into AR system. The response generated for these applications are presented as virtual images (3D graphics) on the handheld device\'s display. New Handheld AR applications use a mobile phone camera, markers and wireless sensors (inserted into the environment) as elements for dynamic data entry into the AR system. These applications show interesting characteristics for: sensing, visualization and interaction in ambient intelligence (AmI) and ubiquitous environments. But, the lack of documentation and complexity development process produce the need for methodologies and tools for a fast and simple development model. For these reason, this work presents a Methodology for Design and development Handheld AR applications, which present an especial support for mobile phones and wireless sensor networks, making a description and clear roadmap of the requirements and characteristics in the Handheld AR development process model. Our methodology proposed presents a general scenario of application, a software architecture and application development guidelines. Moreover, we present implementation details over: acquisition data process, semantic modeling data, development of user profiles and visualization of the information using AR techniques, showing these information as virtual objects (virtual images, vibration effects and sound effects). These virtual objects use the handheld device as interaction interface between the user and real world. Finally, we present a case study that develops a Handheld AR application (prototype) to monitoring the temperature in the PAD (Pervasive and Distributed Computing Group) server\'s room. In this case study, we describe the materials, the scenario, the services offered, the development process and prototype evaluations.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-11-23T14:52:48Z No. of bitstreams: 1 DanielGomesJúnior.pdf: 8247020 bytes, checksum: ccc1a51b78a0a368f50ca5393fa8d97c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T14:52:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielGomesJúnior.pdf: 8247020 bytes, checksum: ccc1a51b78a0a368f50ca5393fa8d97c (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / This research proposes a methodology for development of Virttual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) aplications, using natural markers for industrial scenarios. The proposed methodology uses the object annotation concept and visualization proposals are presented both for development of VR as for AR environments. In VR environments, the methodology is applied for object detection step of the semi-automatic environment development. On the other hand, in AR environments, is presented the concept of georreferenced natural markers, which use the georreferenced data integrated with object detection process using image processing techniques. The energy substations scenarios were used as case study for both approaches. Architectures are presented for construction and data visualization in industrial environments. Both for VR as for AR approaches, this work proposes using 3D natural markers based in Haar-like features for object training and detection process. The results enable the equipment detection at different points of view, within the operating scenario. Besides that, in AR, it enables the pose estimation in real-time using ORB features, while in VR it enables the semi-automatic object detection, which are used as information points for inclusion of virtual information. Several industrial scenarios, and especially the energy sector, has a high degree of complexity in the information processing and visualization. In this sense, beyond the 3D natural markers methodology, this work presents new visualization applications for industrial scenario visualization in VR and AR approaches. / Esta pesquisa propõe uma metodologia para construção de aplicações de Realidade Virtual (RV) e Realidade Aumentada (RA) com uso de marcadores naturais em cenários industriais. A metodologia usa o conceito de anotação de objetos e são apresentadas propostas de visualização para ambientes industriais tanto em formato de RV quanto de RA. Nos ambientes de RV, a metodologia é aplicada através da detecção de objetos no processo de construção semiautomática dos ambientes. Por outro lado, nos ambientes de RA, apresenta-se o conceito de marcadores naturais georreferenciados, que associam dados georreferenciados ao processo de detecção de objetos com técnicas de processamento de imagens. O cenário de subestações de energia elétrica foi utilizado como estudo de caso para as duas abordagens. São apresentadas arquiteturas para construção e visualização de dados em ambientes industriais. Tanto sob a forma de RV quanto de RA, este trabalho propõe o uso de marcadores naturais 3D baseados em Haar-like features para o processo de treinamento e detecção de objetos. Os resultados permitem a detecção de equipamentos a partir de diferentes pontos de vista no cenário de operação. Além disso, em RA, esta abordagem permite a estimativa de pose em tempo real com uso de ORB features e permite, em RV, a detecção semiautomática de objetos que são utilizados como pontos de informação para adição de informações virtuais. Diversos cenários industriais, principalmente o setor elétrico, possuem grau elevado de complexidade no tratamento e visualização das informações. Nesse sentido, além da metodologia de marcadores naturais 3D, este trabalho apresenta novas aplicações de visualização no cenário industrial com abordagens em RV e RA.