Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-14T14:28:28Z No. of bitstreams: 1 dimastadeudelorenafilho.pdf: 1672947 bytes, checksum: 49aeac2798885cbbae75cec9a883aa06 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T14:47:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dimastadeudelorenafilho.pdf: 1672947 bytes, checksum: 49aeac2798885cbbae75cec9a883aa06 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T14:49:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dimastadeudelorenafilho.pdf: 1672947 bytes, checksum: 49aeac2798885cbbae75cec9a883aa06 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T14:49:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dimastadeudelorenafilho.pdf: 1672947 bytes, checksum: 49aeac2798885cbbae75cec9a883aa06 (MD5) Previous issue date: 2011-05-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho se dedica a investigar as plataformas de realidade virtual e compreendê-las enquanto linguagem. Mais especificamente, busca-se compreender que tipo de linguagem é mais adequada para quais fins no contexto das plataformas de representação espacial e imagética, como o Second Life, plataforma aqui escolhida para estudo. A investigação é sustentada teoricamente pela semiótica de base peirceana e usa a análise performativa como método para testar seu objeto. Assim, buscando compreender a linguagem das plataformas de realidade virtual e como ela afeta os sujeitos que com ela entram em contato, o pesquisador cria um grupo de estudos com o qual trabalha durante 4 meses. São as fichas de análise produzidas por esse grupo, após uma jornada de leituras e discussões, que subsidiam as conclusões aqui apresentadas. / This paper investigates the virtual reality platforms and tries to understand them as a language. More specifically, we intend to identificate which kind of language applies better to which context in platforms that use space and image as main signs, like Second Life, here chosen as object of study. The investigation uses peircean semiotics as main theory and uses the perfotmative analysis as a method of approaching its object. Therefore, in order to understand better the languages of virtual reality platforms and how it affects people, the researcher formed a study group with whom he worked during 4 months. The files produced by this group, after lots of reading and discussing, are the kick-off to the conclusions presented hereafter.

Orientador: João Maurício Rosário / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UribeQuevedo_AlvaroJoffre_D.pdf: 5699887 bytes, checksum: 23d16c57af099708603714932e6a2431 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho propõe o desenvolvimento de um dispositivo para membro inferior de baixo custo e aberto, integrado a um ambiente virtual como ferramentas para complementar o processo de reabilitação. As pesquisas realizadas na área da movimentação assistida para pessoas utilizando robôs e na área da realidade virtual têm permitido grandes avanços no desenvolvimento de hardware e software, resultando em ferramentas de alto impacto social nos processos de terapia. O desenvolvimento do dispositivo proposto está fundamentado no estudo de conceitos biomecânicos, cinemáticos e dinâmicos que permitam a assistência de movimentação proporcionando um ambiente seguro, controlado, supervisionado e com monitoramento do usuário. A metodologia proposta para atingir o desenvolvimento desse sistema, toma como fundamento a análise biomecânica do membro inferior humano e suas relações antropométricas para assim propor a solução para o problema cinemático e de geração das trajetórias com a finalidade de definir o modelo mecatrônico que responda de acordo com movimentos padronizados do membro inferior. A partir desta informação, o modelo dinâmico permite dimensionar o sistema mecânico e de acionamento para aperfeiçoar o projeto mecatrônico. Para o desenvolvimento do ambiente virtual e fornecer uma experiência interativa do tipo perambulador foram utilizadas interfaces 3D para usuário. Para capturar os movimentos de rotação, aceleração e posição de membro inferior, uma destas interfaces utiliza acelerômetros, enquanto a outra utiliza processamento de imagens com a finalidade de permitir ao usuário avançar no ambiente virtual utilizando os movimentos do membro inferior, que ao mesmo tempo permitam teleoperar o protótipo do dispositivo para membro inferior com deficiência parcial desenvolvido / Abstract: This work proposes the development of a low cost open architecture lower member assisting device, integrated to a virtual environment as tools for complementing rehabilitation. Research done in the robotic assisting motion field and virtual reality in rehabilitation have led to the development of related hardware and software, resulting in the development of highly social impact solutions in therapy processes. The development of the proposed device takes as foundation the study of the lower member biomechanics, kinematics and dynamics that allow the development of the proposed solution for its application in assisting motion while offering a secure and monitored environment for the user. The followed methodology for developing the proposed system is based on the lower member biomechanics analysis through its anthropometric relations for solving the kinematics problem along with the motion generation. These analyses allow defining a suitable mechatronics design for assisting the lower member motions which is optimized using the dynamic model for tuning the actuation and mechanical systems. For the development of the virtual environment and to offer a perambulador interaction, two different 3D user interfaces were used, one using accelerometers for collecting the user data, and the other one using depth maps. The acquired motion information allows the user to interact with the virtual environment through its lower member motions thus, encouraging him to execute sequences while navigating the virtual world, while teleoperating the lower member with partial impairment developed device / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Este projeto constitui desdobramento e aprofundamento da temática apresentada na pesquisa de Mestrado: a paisagem romana mineradora, inserida nos projetos do Laboratório de Arqueologia Romana Provincial LARP-MAE/USP. O objetivo central é o de produzir a reconstrução-simulação tridimensional interativa da paisagem de Vipasca(Aljustrel, Portugal) a partir de seus vestígios arqueológicos. Com base nas fontes de época, bibliografia interpretativa, cartografia e trabalho de campo serão buscados recursos que possibilitem a reconstrução digital em potencial da paisagem antiga de Vipasca. Para tanto, far-se-á uso da teoria e metodologia pertencentes à Ciberarqueologia a fim de se reconstruir e simular interativamente a paisagem mineradora da região. / This project constitutes a development and deepening of the theme presented in the Master\'s research: the Roman mining landscape (inserted in the projects of the Laboratory for Roman Provincial Archaeology LARP-MAE/USP). The main objective is to produce the reconstruction/interactive three-dimensional simulation of Vipasca\'s landscape (Aljustrel, Portugal) from its archaeological remains. Based on the sources of the period, interpretive bibliography, cartography and fieldwork, resources will be sought to enable potential digital reconstruction of the ancient Vipasca landscape. In order to do so, we will use the theory and methodology pertaining to Cyber-Archaeology in order to reconstruct and interactively simulate the mining landscape of the region.

Orientador: Luiz Marcos Garcia Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:15:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SchubertRibeirode_M.pdf: 2825282 bytes, checksum: 353ef9bd3c20fd58cf381620ea7f7f86 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os problemas de pesquisa mais comuns abordados na literatura sobre Humanos Virtuais são mais relacionados com a inserção e representação destes agentes gráficos no computador. Com o avanço das tecnologias e pesquisas nas áreas de computação gráfica e realidade virtual, novos problemas podem ser tratados, em relação as funcionalidades destes agentes virtuais. Atualmente, um dos principais desafios está associado ao desenvolvimento de humanos virtuais dotados de percepção visual realística. Um problema específico, referente a visão sintética destes agentes, é o controle da atenção, ou seja, definir e prover uma maneira eficiente e natural para que ele mude seu foco de atenção de uma posição corrente para outra no seu ambiente virtual. A coordenação dos movimentos da cabeça do agente, fazendo com que os olhos sejam fixados no objeto desejado, não é considerada uma tarefa trivial e está relacionada com a percepção de profundidade do ambiente. Neste trabalho, propomos um algoritmo de vergência, usado para o controle da atenção de humanos virtuais, onde o parâmetro de profundidade é obtido do Z-buffer. O controle dos movimentos da cabeça do humano virtual é executado com a realização de simples cálculos geométricos e no final do processo de vergência, os olhos são fixados corretamente em qualquer região de interesse do ambiente, passada previamente para o agente virtual / Abstract: Common research problems treated in literature about Virtual Humans are most related with insertion and representation of these graphic agents in computers. With techological advance and new researches in Computer Graphics and Virtual Reality, new problems can have place, related to the funcionality of the virtual agents. Currently, one of the main challenges is associated to development of virtual humans with realistic virtual perception and a specific problem that appears, related to synthetic vision in these agents, is the proper control of attention. That is, to define and provide an efficient and natural manner for it to change attentional focus from a current position to another one in its virtual environrnent. Coordination of head movements by way of fixation of eyes in a desired object is not considered a trivial task, being related to depth perception. In this work, we propose an algorithm for vergence, used for attention control in virtual humans, where the depth parameter is obtained from Z-buffer. Control of virtual human head movements is preformed with simple geometric calculations and at the end of vergence process the eyes are correctly fixed in any interest region of the environment, previously given to the virtual agent / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

This study aimed to analyze the effects of physical training session with virtual reality (TFRV) and a conventional physical training session (TFC) on the physiological and psychological aspects of young adults of both sexes. This study characterized as experimental investigated 30 subjects aged between 18 and 40 years, of both sexes. The subjects were randomly selected by the registration number for the first session (odd numbers: TFRV session; even numbers: TFC session), and after an interval of 72 hours held the second session with the other type of training. Eight exercises were run (games), two of six aerobic and strength. At the end of each year, as well as during periods of rest and recovery collections of variables were performed: blood pressure (BP), heart rate (HR), subjective sensation of effort (SSE), affection and was calculated the double value -product (DP). Upon completion of the training sessions, the fun scale was used to assess this variable. The Kolmogorov-Smirnov test was used to verify the normality of the data; Descriptive statistics to characterize the group investigated and analysis of the variables and were tested by analysis of variance for repeated measures ANOVA with Bonferroni post hoc comparison of times for the training sessions. The significance level was 5% and the data analysis was performed using SPSS, version 14.0. Regarding the physiological variables found in this study statistically significant difference only in the FC variable compared the effect of exercise training sessions as a whole. Regarding the psychological variables was possible to see positive affective responses to the sessions TFRV and TFC, with high values for fun. According to the results it is concluded that the TFRV session, in general, does not produce physiological and psychological responses significantly different from those observed in TFC session, noting that the affective responses were positive for both sessions. / O presente estudo teve por objetivo analisar os efeitos de uma sessão de treinamento físico com realidade virtual (TFRV) e de uma sessão de treinamento físico convencional (TFC), sobre os aspectos fisiológicos e psicológicos de adultos jovens de ambos os sexos. Este estudo caracterizado como experimental, investigou 30 sujeitos com idades entre 18 e 40 anos de ambos os sexos. Os sujeitos foram randomicamente selecionados pelo número de inscrição para a realização da primeira sessão (números ímpares: sessão de TFRV; números pares: sessão de TFC), e após o intervalo de 72 horas realizaram a segunda sessão com o outro tipo de treinamento. Foram executados oito exercícios (jogos), sendo dois deles aeróbicos e seis de força. Ao término de cada exercício, bem como, nos períodos de repouso e recuperação foram realizadas as coletas das variáveis: pressão arterial (PA), frequência cardíaca (FC), sensação subjetiva de esforço (SSE), afeto e foi calculado o valor do duplo-produto (DP). Após o término das sessões de treinamento, foi utilizada a escala de divertimento, para avaliar tal variável. Foi utilizado o teste de Kolmogorov-Smirnov para verificar a normalidade dos dados; a estatística descritiva para a caracterização do grupo investigado e análise das variáveis investigadas e, foram testados por uma análise de variância de medidas repetidas, ANOVA com post hoc de Bonferroni para comparação dos momentos das sessões de treinamento. O nível de significância adotado foi de 5% e a análise dos dados foi realizada com o programa SPSS, versão 14.0. Em relação as variáveis fisiológicas encontrou-se neste estudo diferença estatisticamente significativa apenas na variável FC, quando comparado o efeito das sessões de treinamento físico como um todo. Em relação às variáveis psicológicas foi possível constatar respostas afetivas positivas para as sessões de TFRV e TFC, com altos valores para a divertimento. De acordo com os resultados encontrados conclui-se que a sessão de TFRV, de uma forma geral, não produz respostas fisiológicas e psicológicas significativamente diferentes daquelas observadas na sessão de TFC, ressaltando que as respostas afetivas foram positivas para ambas as sessões.

[pt] Este trabalho se propõe a estudar os desafios de aplicações 3D na web, analisando o cenário atual deste tipo de aplicação, o porquê da baixa adoção dos métodos existentes, o que funciona e o que não funciona bem. Então é sugerida uma nova abordagem para a construção de mundos 3D e aplicações interativas. O foco do estudo foi no padrão X3D, por ser uma solução aberta, suportada por um consórcio internacional, madura e em constante crescimento, porém com pequena adoção. Suas qualidades e problemas são discutidos e correlacionados com soluções existentes. Neste processo detecta-se algumas necessidades das aplicações atuais e a complexidade do X3D ao lidar com essas questões. Como uma tentativa de demonstrar que algumas das complexidades do X3D podem ser amenizadas foi desenvolvido o DWeb3D. O DWeb3D é um toolkit para facilitar o desenvolvimento de aplicações X3D dinâmicas. Ele foi criado para ser uma forma de demostrar que é possível agilizar o processo de desenvolvimento, dando acesso mais amplo aos desenvolvedores nesta área. O toolkit oferece ferramentas para lidar com a publicação, o sincronismo, a interatividade e o controle de múltiplos usuários, além de possibilitar a persistência do grafo de cena. / [en] This work studies the challenges of 3D applications on the web. It analizes the current scenario of 3D web applications, the reasons of the low adoption of existent solutions, what works well, and what doesn t work. It is then suggested a new approach for the construction of 3D worlds and interactive applications. The study is focused on the X3D standard because it is open, supported by an international consortium, mature and in constant development, but with a low adoption rate. The X3D qualities and problems are discussed and correlated with other solutions. In this process it was detected some necessities in current applications and the complexity of X3D to deal with these issues. As an attempt to demonstrate that the complexity of X3D in some aspects may be reduced, the DWeb3D toolkit was built. DWeb3d is a toolkit to help the development of dynamic X3D applications. It was created as a way to demonstrate that it is possible to facilitate the development process, increasing the access to developers in this area. The toolkit provides tools to deal with publishing, synchronism, interactivity, multiple users management and disk persistency.

[pt] Dispositivos de interação tradicionais como mouse e teclado não se adaptam adequadamente a aplicações imersivas, uma vez que sua utilização nesse tipo de ambiente não é ergonômica, já que o usuário pode estar em pé ou até mesmo em movimento. Além disso, utilizando o modelo atual de interação para esse tipo de aplicação (baseado em wands e mouses 3D), o usuário se vê obrigado a realizar diversas mudanças de contexto a cada vez que necessita realizar uma tarefa não suportada no modo imersivo, especialmente a entrada de símbolos. Essas mudanças constantes de contexto da imersão para o WIMP (Windows, Icons, Menus and Pointers) introduzem uma ruptura no modo de interação do usuário com a aplicação. O objetivo deste trabalho é explorar as possibilidades de uso de um dispositivo que mapeia uma interface de toque em um ambiente imersivo de realidade virtual. Foi desenvolvida uma luva para interação com ambientes imersivos de realidade virtual 3D (v-Glove) com duas funcionalidades principais: rastreamento da posição referente ao dedo indicador do usuário no espaço e a geração de uma vibração na extremidade do dedo indicador no momento em que este atinge a localização de uma área plana mapeada no espaço de interação. Foram feitos testes quantitativos e qualitativos com usuários para avaliar a v-Glove, comparando-a com um mouse 3D tradicionalmente utilizado em ambientes imersivos. / [en] Traditional interaction devices such as mouse and keyboard don t adapt to immersive applications, since their use in this kind of environment isn t ergonomic, because the user may be standing or in movement. Moreover, in the current interaction model for this kind of application (based on wands and 3D mice), the users have to change context every time they need to execute a nonimmersive task, specially the symbolic input. These constant context changes from immersion to WIMP (Windows, Icons, Menus and Pointers) introduce a rupture in the user interaction with the application. The objective of this work is to explore the use possibilities of a device that maps a touch interface in a virtual reality immersive environment. We developed a glove for interaction in 3D virtual reality immersive environments (v-Glove), which has two main functionalities: tracking of the position of the user s forefinger in the space and the generation of a vibration in the fingertip when it reaches an area mapped in the interaction space. We performed quantitative and qualitative tests with users to evaluate v-Glove, comparing it with a 3D mouse used in immersive environments.

[pt] O avanço das tecnologias de realidade virtual tem viabilizado melhor acesso a essas tecnologias e a menores custos, desonerando os estudos nesta linha. Este trabalho propõe e estuda diversas técnicas de navegação e seleção em ambientes virtuais usando o Microsoft Kinect. Este dispositivo foi escolhido pois, além de ter custo acessível, permite que o usuário interaja com o sistema sem precisar estar com um dispositivo em mãos ou acoplado ao corpo. Com isto procura-se aumentar o grau de imersão e, possivelmente, criar formas de interação mais familiares aos usuários, ou seja, diminuir a distância do mundo virtual para o real. Através dessas técnicas busca-se que o usuário possa se locomover e interagir com objetos em um ambiente virtual de forma mais próxima ao que faria em um ambiente físico real. Para este trabalho foram implementadas três técnicas de navegação e três de seleção. Uma série de testes foram feitos avaliando pontos como facilidade de uso, esforço cognitivo, tempo de realização de tarefas, fluidez da navegação, entre outros fatores, para cada técnica proposta e para a combinação delas. / [en] The improvement of virtual reality technologies has enabled increased access to these technologies and at lower prices, allowing more studies in this line. This work proposes and studies several navigation and selection techniques in virtual environments using Microsoft Kinect. This device was chosen because, besides having an accessible price, it allows the user to interact with the system without need of hand-held devices or having a device attached to the body. This way we intend to increase the degree of virtual presence and, possibly, create more familiar interactions, in other words, reduce the distance between the virtual world and the real world. Through these techniques we strive to allow the user to move and interact with objects in the virtual world in a way similar to how he would do so in the real physical world. For this work three navigation and three selection techniques were implemented. A series of tests were undertaken to evaluate aspects such as ease of use, mental effort, time spent to complete tasks, fluidity of navigation, amongst other factors for each proposed technique and the combination of them.

[pt] No nosso quotidiano ouvimos com frequência falar da importância das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) pelos diversos atores sociais. A influência das TIC atravessa as diversas áreas da sociedade como: agricultura, serviços, comércio, indústria, investigação, entre outros. Se fizermos um raciocínio inverso será difícil nomearmos campos sociais que não sejam influenciados direta ou indiretamente pelas TIC. Além disso a demanda de trabalhadores em Computer Science e áreas relacionadas a STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) está em aumento. É por isso mesmo que é importante que as crianças desde tenra idade se interessem pela tecnologia (Programação de computadores) e participem dela de uma forma divertida e lúdica. O presente trabalho propõe a criação de uma ferramenta de Realidade Virtual que permite que os estudantes aprendem conceitos básicos da programação e pensamento computacional tendo como finalidade que eles desfrutem da tecnologia e se sintam motivados em aprender mais. A ferramenta é uma Linguagem Visual de Programação. Os algoritmos são formados mediante a montagem de blocos-, resolvendo com isso um dos principais problemas dos estudantes que são os erros de sintaxe. Além disso a ferramenta traz consigo um conjunto de desafios ordenados por níveis, que têm como finalidade ensinar aos estudantes princípios básicos da programação e a lógica (programação sequencial, estrutura de dados repetitiva e condicional), onde em cada nível o aluno aprenderá as diferentes conceitos e comportamentos do pensamento computacional. Para as avaliações com os usuários se contou com a participação de 18 alunos com idades entre 12 e 15 anos provenientes de duas instituições públicas do Rio de Janeiro. Nestas avaliações considerou-se também medir a sensação de imersão mediante a Telepresença, Presença Social e Usabilidade. / [en] Nowadays, we often hear about the importance of Information and Communication Technologies (ICT) by various social actors. The influence of ICT crosses the various areas of society as agriculture, services, trade, industry, research, among others. If we do an inverse reasoning, it will be difficult to name social fields that are not directly or indirectly influenced by ICTs. In addition, the demand for workers in Computer Science and areas related to the STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) is on the rise. That is why it is important to make the young person interested in technology (Computer programming) and participate in it in a fun and playful way. The present work proposes the creation of a Virtual Reality tool that allows students to learn basic concepts of programming and computational thinking with the purpose that they enjoy the technology and feel motivated to learn more. The tool is a Visual Programming Language; the algorithms are formed by block-assembly, thereby solving one of the students main problems, which are syntax errors. In addition, the tool brings with it a set of level-ordered challenges aimed at teaching students basic principles of programming and logic (sequential programming, repetitive and conditional data structure), where at each level the student will learn the different concepts and behaviors of computational thinking. For the evaluations with the users we counted on the participation of 18 students between 12 and 15 years old coming from two public institutions of Rio de Janeiro. In these evaluations it was also considered to measure the sensation of immersion through Telepresence, Social Presence and Usability.

[pt] A interação em ambientes virtuais de engenharia se caracteriza pelo alto grau de precisão necessário para a realização de tarefas típicas desse ipo de ambiente. Para isso, normalmente são utilizados dispositivos de interação específícos que possuem 4 graus de liberdade ou mais. As atuais aplicações envolvendo interação 3D utilizam dispositivos de interação para a modelagem de objetos ou para a implementação de técnicas de navegação, seleção e manipulação de objetos em um ambiente virtual. Um problema relacionado é a necessidade de controlar tarefas naturalmente não-imersivas, como a entrada de símbolos (e.g., texto, fotos).Outro problema é a grande curva de aprendizado necessária para manusear tais dispositivos não convencionais. A adição de sensores popularização os smartphones e tablets possibilitaram a utilização desses dispositivos em ambientes virtuais de engenharia. Esses dispostitivos se diferenciam, além da popularidade e presença de sensores, pela possibilidade de inclusão de informações adicionais e a realização de tarefas naturalmente não-imersivas. Neste trabalho é apresentada uma ferramenta de interação 3D para tablets, que permite agregar todas as principais técnicas de interação 3D como navegação, seleção, manipulação, controle de sistema e entrada simbólica. Para avaliar a ferramenta proposta foi utilizada aplicação SimUEOP-Ambsim, um simulador de treinamento em plataformas de óleo e guias que tem a complexidade necessária e permite o uso de todas as técnicas implementadas. / [en] Interaction in engineering virtual environments is characterized by the necessity of the high precision level needed for the execution of specic tasks for this kind of environment. Generally this kind of task uses specicinteraction devices with 4 or more degrees of freedom (DOF). Current applications involving 3D interaction use interaction devices for object modelling or for the implementation of navigation, selection and manipulation tecniques in a virtual environment. A related problem is the necessity of controlling tasks that are naturally non-immersive, such as symbolic input (e.g., text, photos). Another problem is the large learning curve to handle such non-conventional devices. The addition of sensors and the popularization of smartphones and tablets, allowed the use of such devices in virtual engineering environments. These devices, besides their popularity and sensors, dier by the possibility of including additional information and performing naturally non-immersive tasks. This work presents a 3D interaction tablet-based tool, which allows the aggregation of all major 3D interaction tasks, such as navigation, selection, manipulation, system control and symbolic input. To evaluate the proposed tool we used the SimUEP-Ambsim application, a training simulator for oil and gas platforms that has the complexity needed and allows the use of all techniques implemented.