Realidade Virtual: um modelo de processo para o desenvolvimento de ambientes em 3D.

Francielma dos Santos Assunção1 e Dionne Monteiro2

Resumo: Este trabalho descreve um modelo de processo para o desenvolvimento de ambiente 3D em realidade virtual. Apesar da realidade virtual se popularizar por meio dos games, atualmente ela está sendo utilizada em diversas áreas, principalmente a educacional. Isso se dá pelo fato de propiciar a visualização, movimentação e interação do usuário em tempo real. Contudo, há poucos métodos disponíveis que descrevem como desenvolver esse tipo de ambiente. A metodologia se baseia em um relato de experiência e em um estudo bibliográfico, no qual se recorreu a artigos científicos e livros. O modelo de processo apresenta ao todo onze etapas: Levantamento de Requisitos, Análise de Requisitos, Projeto – baseado em prototipação em papel, Avaliação de Requisitos e Projeto, Modelagem de Objetos 3D, Criação do Ambiente 3D, Implementação, Teste, Verificação, Validação, Integração e Entrega. Este trabalho traz reflexões de como utilizar o processo proposto na criação de ambiente em realidade virtual com a finalidade de ajudar outros desenvolvedores.

Palavras-chave: Realidade Virtual. Modelo de Processo. Ambiente 3D.

Introdução

A realidade virtual (RV) é uma das tecnologias mais avançadas para

a manipulação e controle tridimensional mais próxima da realidade do usuário,

pois permite romper a barreira da tela e possibilita interações mais naturais. A

RV se popularizou por meio dos games e de outros setores do entretenimento,

mas atualmente é amplamente utilizada em diversas áreas de conhecimento,

como a da saúde, militar, empresarial e educacional.

Há vários tutoriais e comunidades na internet que dão dicas de

como criar ambientes em RV, principalmente a das próprias ferramentas

utilizadas para o desenvolvimento da realidade virtual, tais como Unity 3D e o 1Laboratory of Applied Artificial Intelligence – UFPA; assuncao.francielma @gmail.com 2Laboratory of Applied Artificial Intelligence – UFPA;

Unreal Engine. Todavia, esses tutoriais não demostram quais as etapas

necessárias para a construção de ambientes em realidade virtual desde o

início.

Motivada pela existência de poucos métodos e processos

disponíveis com o propósito de descrever como se podem desenvolver

ambientes de realidades virtuais. Este trabalho tem o objetivo de descrever um

modelo de processo utilizado para o desenvolvimento de um ambiente 3D em

realidade virtual. Tal processo é resultante da experiência do desenvolvimento

de dois ambientes de realidade virtual voltados para o ensino superior, uma

parceria entre o Laboratory of Applied Artificial Intelligence (LAAI) e Programa

de Pós-Graduação Criatividade e Inovação em Metodologias de Ensino

Superior (PPGCIMES).

A metodologia se baseou em um estudo bibliográfico, na qual se

recorreu a livros e artigos científicos que versam sobre a temática realidade

virtual e métodos de engenharia de software. A pesquisa utiliza uma

abordagem qualitativa com enfoque descritivo. No decorrer do artigo serão

traçados algumas considerações sobre a realidade virtual e será apresentado e

descrito com mais detalhes o modelo de processo de desenvolvimento em RV.

Conteúdo

A realidade virtual, de acordo com Kirner e Siscoutto (2007), é conceituada como uma interface do usuário que propicia a visualização, movimentação e interação em tempo real em ambientes tridimensionais realistas gerados por computador.

Segundo Kirner e Salvador (2007) as principais características da RV são: o sintético – ambiente gerado em tempo real por um sistema computacional; o tridimensional, o multissensorial – representação dos sentidos visuais, sonoros e espacial; o imersivo – a impressão de que se está dentro do ambiente produzido computacionalmente; o interativo – capacidade do computador detectar as entradas do usuário e modificar instantaneamente o

mundo virtual e as ações realizadas sobre ele; o realístico – a precisão com que o ambiente reproduz os objetos reais; e o com presença – a impressão de está fisicamente dentro do ambiente virtual.

Diante desse contexto, o processo de desenvolvimento de ambientes tridimensionais em realidade virtual, bem como os pesquisadores e desenvolvedores desses sistemas, devem estar direcionados para a utilização dessa tecnologia para que consigam a qualidade em relação ao projeto de sua interface e o atendimento de suas funcionalidades e os requisitos de seus usuários.

A construção do modelo de processo de desenvolvimento em realidade virtual foi elaborada a partir das contribuições dos métodos de engenharia de software encontrada na literatura. Desse modo, o modelo apresentado neste trabalho é composto por onze etapas: Levantamento de Requisitos, Análise de Requisitos, Projeto – baseado em prototipação em papel, Avaliação de Requisitos e Projeto, Modelagem de Objetos em 3D, Criação do Ambiente 3D, Implementação, Teste, Verificação, Validação, Integração e Entrega. (ver Figura 1).

Figura 1 – Modelo de processo proposto para o desenvolvimento de ambientes em realidade virtual.

Na etapa de Levantamento de Requisitos é feita a coleta das

informações relevantes do cliente em relação ao proposto sistema, tais como

as funções que se deve ter no sistema. Deste modo, os requisitos são um

conjunto de sentenças condicionadas pelos processos e pela política de

negócio da empresa que visam a definir as funcionalidades que devem estar

presentes no software (MAGELA, 2006).

Na etapa de Análise de Requisitos se estabelece as prioridades no

desenvolvimento de um projeto tendo como base as informações obtidas no

levantamento dos requisitos. Ou seja, nesta etapa são identificados os

aspectos imprescindíveis a ser desenvolvido no sistema.

Na etapa Projeto - baseado em prototipação em papel é construído

protótipos do sistema que visam retratar as funcionalidades e os componentes

de interface e de interação, por meio das informações definidas na etapa de

análise de requisitos. Nesta etapa, também, pode ocorrer o descarte e/ou

refinamento de ideias para o sistema em RV.

A etapa de Avaliação de Requisitos e Projeto apenas será acionada

se houver a identificação de problemas relacionados aos requisitos ou ao

projeto.

A etapa de Modelagem de objetos 3D é caracterizada pela criação

de objetos tridimensionais que estarão nos ambiente do sistema em RV por

meio de software específicos para essa finalidade. O software de modelagem

3D mais conhecido no mercado e utilizado no modelo desse processo é o

Blender; mas existem outros como, por exemplo, o Sculptris.

Na etapa Criação do ambiente 3D é preciso utilizar um software que

cria esse ambiente 3D em RV como o Unity 3D, uma vez que os objetos 3D

modelados na etapa anterior serão importados para este ambiente, criando

assim, o cenário desejado para o sistema.

Na etapa de Implementação é feito o desenvolvimento de linhas de

códigos (scripts) que programarão determinadas ações sobre os objetos 3D

inseridos no cenário do ambiente de RV. Tais scripts são essenciais para o

funcionamento do sistema, pois por meio deles os usuários poderão interagir

com o ambiente virtual. Para isso tem que se fazer uso de uma linguagem de

programação, a linguagem C Sharp (C#), por exemplo, é usada para programar

no Unity 3D.

Na etapa de Teste os scripts gerados na etapa de implementação

serão testados com a finalidade de confirmar a execução das ações propostas

sem erros. Mas caso ocorra algum tipo de erro recomenda-se retornar a etapa

anterior para que seja o problema seja corrido.

Na etapa de Verificação ocorre uma análise do sistema para

certificar se este atende aos requisitos propostos. Caso ainda não tenham

alcançado o requisitos deve-se retornar a etapa da implementação para que

funções que ainda faltam ou que estejam incompletas sejam desenvolvidas.

Na etapa de Validação o sistema é apresentado ao requerente do

sistema de RV para certificar se o mesmo atende as necessidades e

expectativas do cliente. Caso o requerente acrescente algum novo requisito ao

sistema, deve-se retornar até a etapa de Análise requisitos.

Em muitos casos o desenvolvimento de um ambiente 3D em

realidade virtual é marcado pela criação de vários cenários que até então estão

isolados um dos outros. Por isso é preciso integrar cada cenário no sistema

como todo, está é a função da etapa da Integração.

A última etapa proposta no modelo de processo deste trabalho é a

da Entrega, uma vez o desenvolvimento do ambiente 3D em RV já esteja

concluído deve se gerar o executável do sistema e entrega-lo ao requerente

para que possa testá-lo com o público destinado.

Considerações finais

O presente trabalho apresentou um modelo de processo para o desenvolvimento de ambientes 3D em realidade virtual, uma vez que há poucos métodos e processos na literatura que visem ajudar os desenvolvedores na criação de tais sistemas. Este processo vem sendo utilizado no desenvolvimento de projetos relacionados a realidade virtual pelo

LAAI e veem apresentado resultados satisfatórios.

Referências Bibliográficas:

KIRNER, Claudio; SISCOUTTO, Robson A. Fundamentos de Realidade Virtual e Aumentada. In_: Realidade virtual e aumentada: conceitos, projetos e aplicações. Petrópolis: Editora SBC, 2007. pp. 9 – 21.

KIRNER, Tereza G; SALVADOR, Valéria F M. Desenvolvimento de ambientes virtuais. In_: Realidade virtual e aumentada: conceitos, projetos e aplicações. Petrópolis: Editora SBC, 2007. pp 90 – 107.

MAGELA, Rogério. Engenharia de software aplicada: fundamentos. Rio de Janeiro: Editora Alta Books LTDA, 2006.