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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIAS – UFG
CAMPUS CATALAO – CAC
DEPARTAMENTO DE CIENCIA DA COMPUTACAO – DCC
Bacharelado em Ciencia da Computacao
Projeto Final de Curso
Uso de Realidade Aumentada no Auxılio do Ensinode Palavras da Lıngua Inglesa
Autor: Cesar Evangelista Borges Junior
Orientador: Marcio Antonio Duarte
Catalao - 2011
Cesar Evangelista Borges Junior
Uso de Realidade Aumentada no Auxılio do Ensino de Palavras da Lıngua
Inglesa
Monografia apresentada ao Curso de
Bacharelado em Ciencia da Computacao da
Universidade Federal de Goias Campus Catalao
como requisito parcial para obtencao do tıtulo de
Bacharel em Ciencia da Computacao
Area de Concentracao: Computacao Grafica
Orientador: Marcio Antonio Duarte
Catalao - 2011
E. B. Junior, Cesar
Uso de Realidade Aumentada no Auxılio do Ensino de Palavras da
Lıngua Inglesa/Marcio Antonio Duarte - Catalao - 2011
Numero de paginas: 48
Projeto Final de Curso (Bacharelado) Universidade Federal de Goias, Campus
Catalao, Curso de Bacharelado em Ciencia da Computacao, 2011.
Palavras-Chave: 1. Realidade Virtual. 2. Realidade Aumentada. 3. Educacao
Cesar Evangelista Borges Junior
Uso de Realidade Aumentada no Auxılio do Ensino de Palavras da Lıngua
Inglesa
Monografia apresentada e aprovada em de
Pela Banca Examinadora constituıda pelos professores.
Marcio Antonio Duarte – Presidente da Banca
Liliane do Nascimento Vale
Vaston Goncalves da Costa
Dedico este trabalho a minha famılia e aos amigos
que sempre me apoiaram nos estudos e me aju-
daram a superar as dificuldades para que pudesse
alcancar os meus objetivos.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradeco a Deus, pelos dons dados a mim, os quais foram essenciais
para que eu chegasse aonde cheguei.
Aos meus pais, Cesar Rodrigues e Suelma Gomes, pela base, pela educacao, pelo
companheirismo, pela forca, pela credibilidade e pelo apoio.
Aos meus irmaos Suzanne e Wendell, e aos meus avos, meu muito obrigado.
Aos colegas que por algum motivo nao prosseguiram ate o final do curso conosco, mas
que continuaram presentes em nossas vidas sempre nos motivando.
A todos da minha turma que permaneceu unida principalmente nas horas mais difıceis
do curso.
Ao Jose Augusto que entrou no curso antes de nos, mas se juntou a nossa turma.
Aos demais amigos do curso, que sempre estavam presentes, seja para estudos, para
festas ou para uma conversa, Karla Goncalves, Rosangela Alves, Rayner Pires, Salviano
Ludgerio, Gabriela Quirino, Marcinha Santos, Fernado Asevedo, Jayme Calixto, Diego
Jefferson, Rafael Ulhoa, Rudson Franco entre tantos outros. Muito Obrigado!
Aos meus amigos Bruno Padilha, Dill, Felipe, Diego Kaeru e toda a turma de Kung
Fu do Projeto Nocoes Basicas de Lutas.
Aos professores Alexsandro Santos, Luanna Lopes, Roberto Finzi e Verıssimo Gui-
maraes. E aos demais professores pelos conhecimentos passados durante o curso.
Ao meu professor e orientador Marcio Duarte, pela sua dedicacao e disposicao para
comigo neste trabalho.
A todos os meus familiares e amigos que direta ou indiretamente sempre me deram
forca para vencer mais essa batalha, guiando-me sempre que preciso e sempre me aconse-
lhando com as palavras certas nos momentos em que mais precisava.
A todos voces meus sinceros agradecimentos, muito obrigado...
“Voce nao consegue ligar os pontos olhando pra
frente; voce so consegue liga-los olhando pra tras.
Entao voce tem que confiar que os pontos se li-
garao algum dia no futuro. Voce tem que confiar
em algo – seu instinto, destino, vida, carma, o que
for. Esta abordagem nunca me desapontou, e fez
toda diferenca na minha vida.”
Steve Jobs
RESUMO
Junior, C. Uso de Realidade Aumentada no Auxılio do Ensino de Palavras
da Lıngua Inglesa. Curso de Ciencia da Computacao, Campus Catalao, UFG, Catalao,
Brasil, 2011, 48p.
A Informatica esta presente nos metodos de ensino dos dias atuais. Porem, a mesma
nao vem sendo utilizada de forma a promover maior interatividade entre aluno e professor
e entre os proprios alunos, a fim de evitar aulas monotonas e desmotivadoras. Uma
das formas de tornar as aulas mais interativas e utilizar recursos da multimıdia, como a
Realidade Virtual e a Realidade Aumentada. O proposito deste trabalho e ilustrar como
a utilizacao destes recursos pode auxiliar no ensino de palavras da lıngua inglesa atraves
do desenvolvimento de um prototipo, onde marcadores sao filmados por meio de uma
webcam e atraves de suas combinacoes formam palavras em ingles e posteriormente um
objeto virtual referente a esta palavra e exibido na tela do computador dentro do proprio
ambiente do usuario. Para a implementacao do prototipo foram utilizados o ARToolKit
para a interacao entre homem e computador atraves do uso de marcadores e o Blender
para modelar os objetos em VRML. Para verificar a viabilidade do prototipo, o mesmo
foi testado em uma escola.
Palavras-Chaves: Realidade Virtual, Realidade Aumentada, Educacao
i
Sumario
1 Introducao 1
1.1 Motivacao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Organizacao da Monografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Ensino Multimıdia, Realidade Virtual e Realidade Aumentada 4
2.1 Multimıdia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Contribuicoes Possıveis Para a Aprendizagem . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Contribuicoes Possıveis Para a Funcao do Professor . . . . . . . . . . . . . 6
2.4 Os Softwares Educacionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.5 Importancia do Ensino de Idiomas Estrangeiros . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.6 Realidade Virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.7 Estudos e Recursos Envolvidos em um Sistema de Realidade Virtual . . . . 10
2.8 Realidade Virtual na Educacao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.9 Realidade Misturada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.10 Realidade Aumentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.11 Utilizacao da Realidade Aumentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3 Implementacao 16
3.1 Materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2 Funcionamento do ARToolKit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3 Realidade Aumentada e ARToolkit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4 Geracao dos Objetos Virtuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.5 Interface com o Usuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6 Geracao dos Marcadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.7 Funcionamento do Prototipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.8 Arquitetura do Prototipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.8.1 Requisitos do Prototipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.8.2 Diagrama de Caso de Uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.8.3 Diagramas de Sequencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
ii
3.8.4 Diagramas de Atividade e Estado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4 Testes, Resultados e Limitacoes do Prototipo 29
4.1 Publico Alvo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2 Procedimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3 Resultados Obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.4 Limitacoes e Dificuldades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5 Conclusao e Trabalhos Futuros 35
5.1 Conclusao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.2 Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Referencias 37
Apendices 38
A Testes 39
A.1 Marcadores Utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
A.2 Questionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
A.3 Charadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
B Configuracao do ARToolKit, da OpenGL, da GLUT e da OpenVRML
no Microsoft Visual Studio 2010 44
B.1 Configurando o ARToolKit 2.72.1 e a OpenVRML no Microsoft Visual
Studio 2010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
B.2 Configurando a OpenGL e a GLUT no Microsoft Visual Studio 2010 . . . . 47
iii
Lista de Figuras
2.1 Giroscopio Icaro [Kimura, 2006]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 Freedom Tower (Torre da Liberdade) em Realidade Aumentada. . . . . . . 14
3.1 Funcionamento do ARToolkit [Faria, 2009]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2 Arquivo “house.blend”no Blender 2.54. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3 Arquivo “house.wrl”gerado com o Blender 2.49. . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.4 Arquivo “house.wrl”modificado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.5 Arquivo “Form1.h[design]”: tela principal do prototipo. . . . . . . . . . . . 21
3.6 Marcador em branco (a). Marcador novo (b). . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.7 Funcionamento do prototipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.8 Arquitetura do prototipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.9 Diagrama de caso de uso do prototipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.10 Diagrama de sequencia: (a) uso do botao “A - L”e (b) uso do botao “M - Z”. 25
3.11 Diagrama de sequencia: (a) fechar janela “AL”e (b) fechar janela “MZ”. . 26
3.12 Diagrama de atividade: (a) uso do botao “A - L”e do botao “OK”, e (b)
uso do botao “M - Z”e do botao “OK”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.13 Diagrama de atividade: (a) fechar janela “AL”e (b) fechar janela “MZ”. . . 27
3.14 Diagrama de estado: (a) uso do botao “A - L”e do botao “OK”, e (b) uso
do botao “M - Z”e do botao “OK”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.15 Diagrama de estado: (a) fechar janela “AL”e (b) fechar janela “MZ”. . . . 28
4.1 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.3 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.5 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.6 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.7 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.8 Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
B.1 Alteracoes no codigo de regerror.c [Anderson, 2009c]. . . . . . . . . . . . . 46
iv
Lista de Siglas
2D Bidimensional
3D Tridimensional
API Application Programming Interface
ARToolKit Augmented Reality Tool Kit
DSVL Direct Show Video Library
GLUT Graphic Language Utility Toolkit
OpenGL Open Graphics Library
OpenVRML Open Virtual Reality Modeling Language
UTI Unidade de Terapia Intensiva
VRML Virtual Reality Modeling Language
VS2005 Visual Studio 2005
VS2010 Visual Studio 2010
WWW World Wide Web
x64 64 bits
x86 32 bits
v
Capıtulo 1
Introducao
1.1 Motivacao
A Informatica esta presente nos metodos de ensino dos dias atuais. Porem, a mesma
nao vem sendo utilizada de forma a promover maior interatividade entre aluno e professor
e entre os proprios alunos, a fim de evitar aulas monotonas e desmotivadoras. Isto se
deve ao fato de que enquanto a educacao deve responder as necessidades economicas da
sociedade, a mesma tambem deve considerar uma formacao para a convivencia, a reflexao
e a crıtica [Aparici, 1999].
Uma das possibilidades de melhorar a educacao e atraves da utilizacao do computador
com seus respectivos sistemas educativos com a finalidade de fornecer espaco tanto para o
aluno quanto para o professor de forma que os mesmos possam descobrir um meio de uti-
lizar o computador para transformar uma determinada informacao em um conhecimento
[Barion e Oliveira, 2009].
Um dos meios que vem se explorando para a obtencao de conhecimento atraves do com-
putador e a multimıdia, que integra texto, imagem, vıdeo e audio atraves de tecnicas de
hipertexto, computacao grafica, inteligencia artificial, entre outras. Esse meio tem como
objetivo trazer aos alunos uma nova dimensao ludica e nao linear da possibilidade explo-
ratoria e criativa do material colocado a disposicao dos mesmos [Barion e Oliveira, 2009].
A Realidade Virtual e a Realidade Aumentada sao alguns dos recursos de multimıdia
que podem ser utilizados em sistemas educativos.
Realidade Virtual e uma interface avancada para aplicacoes computacionais, onde o
usuario pode navegar e interagir, em tempo real, em um ambiente tridimensional gerado
por computador, usando dispositivos multissensoriais [Kirner, 2007].
Realidade Aumentada e definida usualmente como a sobreposicao de objetos virtu-
ais tridimensionais, gerados por computador, com o ambiente real, por meio de algum
dispositivo tecnologico.
1
Alem de permitir que objetos virtuais possam ser introduzidos em ambientes reais, a
Realidade Aumentada proporciona tambem, ao usuario, o manuseio desses objetos com
as proprias maos, possibilitando uma interacao atrativa e motivadora com o ambiente.
Um sistema que utilize tecnicas de Realidade Virtual e Realidade Aumentada pode
tornar as aulas menos monotonas e mais motivadoras a fim de haver um interesse maior
dos alunos nas disciplinas e consequentemente um desempenho melhor, alem de haver
maior interatividade entre aluno e professor e entre os proprios alunos.
Desta forma, este trabalho propoe o desenvolvimento de um prototipo que utilize
tecnicas de Realidade Virtual e Aumentada no auxılio do ensino de palavras da lıngua
inglesa da seguinte forma: o professor entrega marcadores ao aluno contendo as letras que
ao serem combinadas formam uma palavra da lıngua inglesa. Ao se formar tal palavra,
uma webcam detecta esta palavra e posteriormente um objeto virtual correspondente a
ela e exibido na tela do computador. Alem disso, o prototipo proposto foi testado em
uma escola para que pudesse ser verificada a viabilidade do mesmo.
1.2 Objetivos
Este projeto tem como objetivos principais:
• Desenvolver um prototipo educativo para ser utilizado no auxılio do ensino de idi-
omas, como o Ingles;
• Explorar o uso da Realidade Aumentada e do ARToolKit no desenvolvimento de
sistemas educativos;
• Utilizar mais de um marcador para gerar um objeto;
• Utilizar o prototipo desenvolvido para aumentar a interacao entre aluno e professor
e entre alunos da disciplina de Ingles;
• Testar o prototipo criado em um publico alvo;
• Verificar a funcionalidade e eficiencia do prototipo criado atraves dos resultados do
questionario aplicado na turma e dos graficos gerados com base nos resultados.
1.3 Organizacao da Monografia
O trabalho descrito neste texto esta divido em cinco capıtulos, sendo este o primeiro
deles, responsavel pela introducao ao tema trabalhado.
O Capıtulo 2 aborda detalhes acerca do ensino multimıdia, alem de descrever historia,
areas de atuacao, ideias basicas e categorias da Realidade Virtual, relacionando a mesma
2
com a educacao. Alem disso, sao descritas as caracterısticas da Realidade Aumentada,
visando a compreensao da mesma para o desenvolvimento do prototipo educativo para o
auxılio do ensino de palavras da lıngua inglesa.
O Capıtulo 3 traz definicoes a respeito das tecnologias utilizadas para o desenvolvi-
mento do prototipo deste trabalho, descreve o funcionamento do ARToolKit, visando a
compreensao dos mesmos em relacao ao desenvolvimento de aplicacoes com Realidade
Aumentada. Tambem sao abordadas a implementacao do prototipo, a descricao da ar-
quitetura e dos requisitos do mesmo. Alem disso, sao mostrados os diagramas de caso de
uso, de sequencia, de atividade e de estado do prototipo.
No Capıtulo 4 sao mostrados como e com qual publico alvo os testes com o prototipo
foram realizados, alem de mostrar os resultados obtidos. Tambem sao abordadas as
limitacoes e dificuldades encontradas durante o desenvolvimento do prototipo e durante
a realizacao dos testes do mesmo.
Para finalizar, o Capitulo 5 traz as conclusoes obtidas com o desenvolvimento deste
trabalho e possıveis trabalhos futuros.
Em anexo estao os marcadores utilizados, questionario, as charadas utilizadas nos
testes e as instrucoes necessarias para configurar o ARToolKit 2.72.1, a OpenGL, a GLUT
e a OpenVRML no Microsoft Visual Studio 2010.
3
Capıtulo 2
Ensino Multimıdia, Realidade
Virtual e Realidade Aumentada
Neste capıtulo, sao apresentados detalhes acerca do ensino multimıdia, identificando
as contribuicoes possıveis para a aprendizagem e para a funcao do professor, alem de
abordar a importancia do ensino de idiomas estrangeiros.
Tambem sao descritas historia, areas de atuacao, ideias basicas e categorias da Re-
alidade Virtual, alem de relacionar a mesma com a educacao e descrever os principais
estudos e recursos envolvidos em um sistema de Realidade Virtual.
Alem disso, sao descritas as caracterısticas da Realidade Aumentada, visando a com-
preensao da mesma para o desenvolvimento do prototipo educativo para o auxılio do
ensino de palavras da Lıngua Inglesa.
2.1 Multimıdia
A pressao em relacao ao uso da informatica se faz cada vez mais evidente em todas as
areas, e isso nao e diferente na educacao. A todo o momento os professores sentem que
quem nao for capaz de usar a informatica como instrumento para o ensino-aprendizagem
estara fora do mercado de trabalho [Coscarelli, 1998].
Devido a esse fato, a multimıdia tem sido a grande promessa de uma nova revolucao
no ensino, pois e a que geralmente prende mais a atencao do aluno em relacao aos meios
tradicionais de ensino-aprendizagem, por ser mais interativa que os mesmos. Porem,
para que este recurso seja explorado de forma adequada, muita pesquisa precisa ser feita
com o objetivo de buscar informacoes novas a respeito da influencia da multimıdia na
aprendizagem [Coscarelli, 1998].
Multimıdia significa varios meios, onde multi significa varios e media significa meios.
Em outras palavras, e a habilidade de transferir informacao atraves de mais de um
meio, isto e, por intermedio de mais de um dos sentidos, como a audicao, a visao e o
4
tato. A multimıdia e, portanto, a utilizacao de varios meios como textos, graficos, sons,
imagens, animacao e simulacao, combinados para se conseguir um determinado efeito
[Coscarelli, 1998].
A Realidade Virtual e a Realidade Aumentada sao recursos multimıdia, onde a Re-
alidade Virtual e uma simulacao gerada por computador de um mundo real ou apenas
imaginario, e a Realidade Aumentada consiste na sobreposicao de objetos virtuais tridi-
mensionais gerados por computador com um ambiente fısico, realizada em tempo real,
atraves de um dispositivo tecnologico.
Apresentacoes multissensoriais aceleram e aumentam a compreensao, pois os recursos
usados pela multimıdia tem como objetivo chamar a atencao da plateia ou do usuario a
todo o momento, evitando monotonia e aumentando a interacao entre usuarios e pren-
dendo mais a atencao dos mesmos [Coscarelli, 1998].
Dessa forma, uma boa razao para a utilizacao da multimıdia e que, com o uso dos
metodos tradicionais, a maioria dos usuarios nao absorve tanta informacao quanto pode-
ria, sendo comum alguns usuarios nem prestarem atencao.
Se as apresentacoes multissensoriais aceleram e aumentam a compreensao, pode-se
concluir que o nıvel de eficiencia das aulas expositivas e muito baixo, pois geralmente nao
se utilizam cores nem movimento, e o estımulo auditivo tende a ser monotono e pouco
interativo [Coscarelli, 1998].
2.2 Contribuicoes Possıveis Para a Aprendizagem
As novas tecnologias de informacao e comunicacao sao definidas como uma serie de
tecnologias que geralmente incluem o computador e que, quando combinadas ou inter-
conectadas, sao caracterizadas pelo poder de memorizar, processar, tornar acessıvel (na
tela ou em outro suporte) e transmitir, em princıpio para qualquer lugar, uma quantidade
virtualmente ilimitada e extremamente diversificada de dados [Coscarelli, 1998].
A seguir, segundo [Coscarelli, 1998], sao definidas algumas contribuicoes possıveis do
uso de novas tecnologias para a aprendizagem:
• As novas tecnologias estimulam os estudantes a desenvolverem habilidades intelec-
tuais;
• Muitos estudantes mostram mais interesse em aprender e se concentram mais;
• As novas tecnologias estimulam a busca de mais informacao sobre um assunto e de
um maior numero de relacoes entre as informacoes;
• O uso das novas tecnologias promove cooperacao entre estudantes.
5
2.3 Contribuicoes Possıveis Para a Funcao do Pro-
fessor
Segundo [Coscarelli, 1998], sao contribuicoes possıveis do uso de novas tecnologias para
a funcao do professor:
• Atraves das novas tecnologias, os professores obtem rapidamente informacao sobre
recursos instrucionais;
• Se o potencial das novas tecnologias estiver sendo explorado, o professor interage
com os alunos mais do que nas aulas tradicionais (aulas expositivas);
• Professores comecam a ver o conhecimento cada vez mais como um processo contınuo
de pesquisa;
• Por possibilitar rever os caminhos de aprendizagem percorridos pelo aluno, as novas
tecnologias facilitam a deteccao pelos professores dos pontos fortes, assim como
das dificuldades especıficas que o aluno encontrou, com aprendizagem incorreta ou
pouco assimilada.
E importante deixar claro que os bons resultados da nova tecnologia dependem do
uso que se faz dela, de como e com que finalidade ela esta sendo usada. Nao se pode
esperar que o computador faca tudo sozinho, pois o mesmo nao substitui o professor. Ele
traz informacoes e recursos, cabe ao professor planejar a aplicacao deles em sala de aula.
Alem disso, segundo [Coscarelli, 1998] existem algumas controversias do uso de novas
tecnologias, como a multimıdia, na educacao:
• Deve-se diminuir a carga cognitiva exigida pela tela para permitir o enfoque em
conteudos de eventos de aprendizagem, pois o excesso de estımulos pode desviar a
atencao do sujeito para aspectos de importancia secundaria;
• Apesar do apelo intuitivo das cores, as mesmas podem tanto distrair o usuario
quanto atrair mais a atencao do mesmo;
• Nao existe consenso a respeito das vantagens e desvantagens do uso individual ou em
grupo de programas educacionais em multimıdia. Porem, alguns estudos mostram
que a utilizacao de sistemas interativos por duplas ou grupos pequenos de estudantes
frequentemente traz bons resultados.
Os computadores podem criar oportunidades para que as ideias sejam consideradas
a partir de multiplas perspectivas, alem de fornecer suporte para processos analıticos de
6
pensamento. No entanto, para que seja selecionada a ferramenta certa para um deter-
minado aprendiz na realizacao de uma determinada tarefa, deve ser feita uma analise
cuidadosa das tarefas [Coscarelli, 1998].
Desafios precisam ser apresentados aos alunos para motiva-los a se envolverem ativa-
mente na aprendizagem. Dificultar a aprendizagem propositalmente, e com objetivos bem
definidos, pode forcar os estudantes a realizar processamentos adicionais que ajudarao a
formar uma representacao mais elaborada na memoria e, consequentemente, a resolver
o desafio proposto. Facilitar as atividades, a ponto de impedir o erro, tem a grande
desvantagem de nao dar aos estudantes oportunidade de eles fazerem reestruturacoes do
conhecimento a partir de seus erros, alem de acostumar o aluno a nao pensar em como
resolver tal desafio [Coscarelli, 1998].
2.4 Os Softwares Educacionais
Espera-se, de qualquer pessoa que se propoe a desenvolver programas de multimıdia
educacional, que ela tenha um conceito bem desenvolvido de aprendizagem, o qual servira
de base para seu trabalho. O que normalmente se percebe e que o aprendiz e sempre visto
como uma caixa vazia que precisa ser preenchida por alguem. O software, se usado de
forma adequada, deve estimular o aprendiz a raciocinar para obter determinado conheci-
mento [Coscarelli, 1998].
Pode ser que usar recursos de som e imagem torne as informacoes mais aceitaveis e
compreensıveis a ponto de gerar algum conhecimento, mas e importante lembrar que a
multimıdia nao faz magicas, nao se pode esperar resultados nao realistas dos sistemas
interativos de aprendizagem [Coscarelli, 1998].
Por nao entenderem muito sobre aprendizagem, muitos criadores e pessoas acabam
deixando de lado a proposta inicial de fazer um programa educacional. No entanto,
existem alguns programas que desafiam a inteligencia do usuario, oferecendo a ele varias
situacoes-problema que o fazem, a todo o momento, usar seu raciocınio e conhecimentos
previos para resolver os desafios [Coscarelli, 1998].
2.5 Importancia do Ensino de Idiomas Estrangeiros
O ensino de idiomas estrangeiros e uma importantıssima tradicao na historia da hu-
manidade. Por ter no mınimo vinte e cinco seculos, a importancia historica do ensino de
idiomas poderia ser tratada como tradicao universal, manifestada por muitas tradicoes
nacionais. O ensino de idiomas estrangeiros e uma area com identidade propria, que
contribui significativamente para a educacao da pessoa [Matos, 2004].
7
Segundo [Matos, 2004], outros tipos de importancia do Ensino de Idiomas sao:
• Cognitiva: contribui para o desenvolvimento cognitivo, intelectual dos educandos;
• Cultural e Intercultural: contribui para o desenvolvimento das competencias intra
e intercultural dos aprendizes, professores e formadores de professores de lınguas;
• Humanizadora: contribui para o desenvolvimento de um senso de responsabilidade
humanizadora;
• Pedagogica: contribui para o desenvolvimento das tradicoes pedagogicas, tanto uni-
versais quanto locais.
Quando uma ou mais pessoas se expressam em um idioma que nao e o nativo, enfrentam-
se dois problemas: conteudo e forma. Por exemplo, em portugues, geralmente preocupa-se
apenas com o que sera dito (conteudo). Ja em um idioma estrangeiro deve-se preocupar
(1o) com o que dizer (conteudo) e (2o) com a maneira de como dizer (forma) [Ebelt, 2009].
A multimıdia, aliada com tecnicas de Realidade Virtual, Realidade Aumentada e ou-
tras, pode auxiliar no ensino de palavras de um idioma estrangeiro de forma interativa e,
caso seja explorada da melhor forma possıvel, possibilitaria um aprendizado melhor por
parte do aluno, pois prende mais a atencao do mesmo em relacao aos metodos expositivos
de ensino.
2.6 Realidade Virtual
Existem varias definicoes sobre a Realidade Virtual, mas em geral, refere-se a uma
experiencia imersiva e interativa baseada em imagens graficas 3D geradas em tempo real
por computador, ou seja, e uma simulacao gerada por computador, de um mundo real ou
apenas imaginario [Braga, 2001].
A Realidade Virtual apareceu com os simuladores de voo da Forca Aerea dos Estados
Unidos, construıdos apos a 2a Guerra Mundial. Em seguida surgiu na industria de entre-
tenimento. Em 1962, Morton Heilig patenteou o Sensorama; daı surgiram muitos outros
idealistas inovadores, segundo [Braga, 2001]:
• Pimentel (1995) define Realidade Virtual como o uso de alta tecnologia para con-
vencer o usuario de que ele esta em outra realidade, promovendo completamente o
seu envolvimento;
• Para Levy (1996), a fantasia de oposicao entre o real e o virtual deve ser retirada,
devendo o virtual ser considerado como algo que existe em potencia;
8
• Latta (1994) conceitua a Realidade Virtual como uma avancada interface homem-
maquina que simula um ambiente realıstico, permitindo que os participantes inte-
rajam com ele. Essa interface e considerada como sendo a mais avancada ate agora
disponıvel, pois busca levar ao usuario sensacoes que lhe dao informacoes sobre o
mundo virtual como se ele realmente existisse;
• O termo Realidade virtual surgiu nos anos 80 quando Jaron Lamier sentiu a ne-
cessidade de um termo para diferenciar simulacoes tradicionais dos mundos digitais
que ele tentava criar.
Levando-se em consideracao todos os conceitos relativos a Realidade Virtual, pode-se
concluir que a mesma e uma tecnica avancada de interface, na qual o usuario realiza
imersao (estar dentro do ambiente), navegacao e interacao em um ambiente resumida-
mente tridimensional gerado pelo computador por intermedio de vias multissensoriais
[Braga, 2001].
As interfaces baseadas em Realidade Virtual ocasionam como caracterısticas, cinco
fatores: imersiva, intensiva, interativa, ilustrativa e informativa. Os seus componentes
sao o usuario que faz parte de um mundo virtual gerado no computador, utilizando-
se das vias sensoriais de percepcao e controle, a interface homem-maquina, que e um
ambiente virtual que serve para simular um ambiente real ou imaginario, e o computador
[Braga, 2001].
A seguir, de acordo com [Braga, 2001], sao descritas as ideias basicas de um sistema
de Realidade Virtual:
• Imersao: Todos os dispositivos sensoriais sao importantes para o sentimento de
imersao. Normalmente, usam-se objetos como capacetes de visualizacao e salas de
projecoes das visoes para auxiliar na imersao.
• Interacao: Esta ideia esta relacionada com a capacidade do computador em detectar
as entradas do usuario e modificar instantaneamente o mundo virtual e as acoes sobre
ele (capacidade reativa).
• Envolvimento: esta relacionada com o grau de motivacao para o engajamento de
uma pessoa com determinada atividade, podendo ser passivo ou ativo.
Segundo [Braga, 2001], sao categorias de Realidade Virtual:
• Sistemas de imersao: aqueles que submergem ou introduzem o explorador o mais
proximo possıvel do mundo virtual.
9
• Realidade Virtual em segunda pessoa: envolve respostas em tempo real. O explora-
dor ve a si mesmo dentro de cena, pois e colocado em frente a um monitor no qual e
projetada sua imagem somada a outra imagem utilizada como fundo ou ambiente.
• Sistema de telepresenca: a imersao e percebida atraves de sons e respostas aos
movimentos realizados no mundo real.
• Sistema desktop: englobam as aplicacoes que mostram uma imagem 2D ou 3D na
tela plana de um monitor de computador.
2.7 Estudos e Recursos Envolvidos em um Sistema
de Realidade Virtual
Um Ambiente Virtual, alem de utilizar a Realidade Virtual, vale-se tambem das
outras tecnologias, como a multimıdia e com as abordagens do trabalho cooperativo
[Braga, 2001].
Para que essas ideias acontecam com maior desempenho, e necessaria a utilizacao de
alguns dispositivos de interface que sejam capazes de tornar o ambiente participativo, se-
guindo os movimentos executados pelo usuario. Exemplos destes dispositivos sao: mouse,
joystick 2D e 3D, luvas, monitor, shutter glasses, capacete, cave e projetor de retina.
Um sistema de Realidade Virtual envolve estudos e recursos ligados com a percepcao,
hardware, software, interface com o usuario, fatores humanos e aplicacoes. A elaboracao
desses sistemas exige domınio em dispositivos nao convencionais, computadores de alta
tecnologia, computacao grafica, 3D, etc.
Atualmente, a Realidade Virtual vem sendo levada para a internet. Isso se deve a
VRML, ao Java 3D e outras tecnologias que definem de forma eficiente um conjunto de
objetos para modelagem 3D.
O avanco tecnologico vem possibilitando aos computadores pessoais tornarem-se cada
vez mais rapidos, fazendo com que a Realidade Virtual deixe de ser objeto de estudo
somente dos grandes centros de pesquisa, passando ser utilizada tambem, por usuarios
comuns [Braga, 2001].
O avanco tecnologico na area de comunicacao e informacao ampliou a utilizacao da
Realidade Virtual, possibilitando que outras areas do conhecimento tambem se benefici-
assem de sua utilizacao [Braga, 2001]. Por exemplo:
• Entretenimento: jogos e viagens virtuais.
• Saude: cirurgias virtuais, tratamento de pacientes em UTI, reabilitacao.
• Negocios: maquetes virtuais, edificacoes, interiores.
10
• Treinamento: simuladores de voo, motocicletas, teste de qualidade de veıculos, etc.
• Educacao: ensino de disciplinas, como Geografia, Biologia, Matematica, Fısica e
Quımica.
Como o foco deste trabalho e educacao, a seguir sera exposto um exemplo do uso de
Realidade Virtual na educacao.
2.8 Realidade Virtual na Educacao
A Educacao pode ser vista como um processo de descoberta, exploracao e de ob-
servacao, alem de eterna construcao do conhecimento. Diante disso, as caracterısticas es-
pecıficas da Realidade Virtual podem transforma-la num poderoso instrumento a servico
de todos que buscam a evolucao da educacao.
Com a Realidade Virtual presente na educacao, pode-se descobrir, explorar e construir
conhecimento (aprender) sobre lugares que jamais pensarıamos visitar. O grande potencial
da Realidade Virtual esta exatamente nessas possibilidades, nao so atraves de aulas ou
objetos fısicos, mas tambem atraves da manipulacao virtual do alvo a ser explorado,
analisado e estudado [Braga, 2001].
A Realidade Virtual em seu conjunto reune especificidades e atributos que a tornam
a ferramenta ideal para as multiplas situacoes e contextos de pesquisa e aprendizagem.
Sendo assim, permite tambem a criacao de ambientes onde a aprendizagem se realiza por
etapas, sendo as barreiras entre as etapas facilmente colocadas ou removidas. A medida
que se for caminhando acontece a familiarizacao dos conteudos pelos usuarios, assim como
com rotina com os equipamentos, ate se constatar que as capacidades exigidas estejam
totalmente adquiridas e a informacao que foi passada esteja adequadamente assimilada.
Estando o usuario, envolvido e totalmente imerso no ambiente virtual, ele podera
desenvolver um comportamento natural e intuitivo, buscando agir como agiria no mundo
real e atraves da interacao receber resposta ideal para suas acoes.
Um exemplo do uso de Realidade Virtual na educacao no Brasil e o Icaro (Figura 2.1),
um giroscopio com software de Realidade Virtual utilizado pelo Objetivo de Sao Paulo,
para reforco em aulas da disciplina de Geografia.
O mundo virtual atraves de sua filosofia basica (imersao, interacao e envolvimento)
torna-se um local ideal para se buscar vivencias multiplas, pois esse mundo virtual nada
mais e do que um trabalho multidisciplinar, desenvolvido por especialistas de diferentes
areas em busca de um objetivo em comum. Esses ambientes multidisciplinares permitem
aos usuarios uma aprendizagem mais ampla e integrada exatamente por ser um ambiente
rico de possibilidades.
11
Figura 2.1: Giroscopio Icaro [Kimura, 2006].
A Realidade Virtual nao pode ser tratada apenas como mais uma ferramenta para
melhorar a aprendizagem e sim, como um poderoso instrumento de aprendizagem cujos
metodos tradicionais estao falhando. Falha-se exatamente por nao permitir a descoberta
e a exploracao do conhecimento, construindo seu proprio saber de forma mais duradoura
por nao ser alicercado numa experiencia pessoal [Braga, 2001].
Existem diversas razoes para se usar a Realidade Virtual na educacao. Dentre elas
destacam-se:
• Maior motivacao dos estudantes (usuarios);
• O poder de ilustracao da Realidade Virtual para alguns processos e objetos e muito
maior do que o poder de outras mıdias;
• Permite que as pessoas deficientes realizem tarefas que de outra forma nao sao
possıveis;
• Da oportunidades para experiencias;
• Permite que o aprendiz desenvolva o trabalho no seu proprio ritmo;
• Nao restringe o prosseguimento de experiencias ao perıodo da aula regular;
12
• Permite que haja interacao, e desta forma estimula a participacao ativa do estudante.
Todas essas razoes demonstram as potencialidades da Realidade Virtual, mas apesar
disso, nao pode ser vista como uma formula milagrosa que ira alterar de forma definitiva
o sistema de ensino. Ela estara sim a servico de alunos e professores, que continuam
tendo um papel fundamental de auxiliar os alunos na utilizacao da Realidade Virtual,
trabalhando de forma interativa com os mesmos e aprendendo com eles [Braga, 2001].
2.9 Realidade Misturada
De acordo com [Kirner, 2004], a Realidade Misturada, abrangendo tanto a realidade
aumentada quanto a virtualidade aumentada, pode ser classificada de acordo com suas
diversas formas de visualizacao:
• Realidade Aumentada com monitor que sobrepoe objetos virtuais no mundo real;
• Realidade Aumentada com capacete com visao otica direta;
• Realidade Aumentada com capacete com visao de camera de vıdeo montada no
capacete;
• Virtualidade Aumentada com monitor, sobrepondo objetos reais obtidos por vıdeo
ou textura no mundo virtual;
• Virtualidade Aumentada imersiva ou parcialmente imersiva, baseada em capacete
ou telas grandes, sobrepondo objetos reais obtidos por vıdeo ou textura no mundo
virtual;
• Virtualidade Aumentada parcialmente imersiva com interacao de objetos reais, como
a mao, no mundo virtual.
Alem disso, uma definicao mais precisa de Realidade Misturada, segundo [Kirner, 2004],
envolve:
• a combinacao do real com o virtual;
• a interacao em tempo real;
• o posicionamento tridimensional do real e virtual.
Para isso funcionar, ha alguns problemas tecnologicos que precisam ser bem resolvidos,
como o rastreamento de objetos reais, posicionamento e calibracao das sobreposicoes no
ambiente tridimensional misturado e interacao [Kirner, 2004].
Em geral, as solucoes sao especıficas, exigindo uma delimitacao bem definida para as
aplicacoes, tornando-se obstaculos para aplicacoes de uso geral [Kirner, 2004].
13
2.10 Realidade Aumentada
A Realidade Aumentada consiste na sobreposicao de objetos virtuais tridimensionais
gerados por computador com um ambiente fısico, realizada em tempo real, atraves de um
dispositivo tecnologico. Os objetos virtuais sao trazidos para o espaco do usuario, onde
ele tem seguranca e sabe como interagir [Kirner e Zorzal, 2006].
Desta forma, a Realidade Aumentada pode ser definida como uma tecnologia atraves
da qual se incrementa ou aumenta a visao que um utilizador tem do mundo real com a
adicao de imagens virtuais, usando tecnicas de visao por computador e de Computacao
Grafica/Realidade Virtual, resultando na sobreposicao de objetos virtuais com o mundo
real [Kirner e Zorzal, 2006]. A Figura 2.2 mostra um exemplo de Realidade Aumentada.
Figura 2.2: Freedom Tower (Torre da Liberdade) em Realidade Aumentada.
Alem de permitir essa sobreposicao de objetos virtuais no mundo real, a Realidade Au-
mentada tambem permite o manuseio desses objetos com as proprias maos, possibilitando
que o usuario tenha uma interacao atrativa e motivadora com o ambiente.
No entanto, para que esses objetos sobrepostos sejam visualizados e manipulados, e
necessario a utilizacao de algum software e dispositivo tecnologico.
14
2.11 Utilizacao da Realidade Aumentada
Apesar de grande parte dos dispositivos utilizados em um ambiente de Realidade Vir-
tual poder ser utilizada em ambientes de Realidade Aumentada, existem casos, onde e
necessario que haja algumas adaptacoes. Em razao disso, as principais diferencas en-
contradas entre esses dispositivos tecnologicos estao situadas nos displays e rastreadores
[Kirner e Zorzal, 2006].
Uma das formas mais simples de realizar uma aplicacao de Realidade Aumentada e a
utilizacao de um microcomputador com uma webcam instalada, executando um software
que, atraves de tecnicas de visao computacional e processamento de imagens, mistura a
cena do ambiente real, capturada pela webcam, com objetos virtuais gerados por com-
putador. O software tambem cuida do posicionamento e interacao dos objetos virtuais,
dando a impressao ao usuario que o ambiente e unico [Kirner e Zorzal, 2006]. Neste caso,
o software utilizado e o prototipo desenvolvido neste trabalho.
15
Capıtulo 3
Implementacao
Neste capıtulo, sao abordadas as tecnologias utilizadas para o desenvolvimento do
prototipo deste trabalho. Alem disso, e descrito o funcionamento do ARToolKit, visando
a compreensao dos mesmos em relacao ao desenvolvimento de aplicacoes com Realidade
Aumentada.
Tambem e abordada a implementacao do prototipo, que inclui a geracao dos objetos
virtuais, a geracao dos executaveis (janelas “AL.exe”e “MZ.exe”) e a geracao da tela
principal (RAIngles.exe), alem de mostrar como foram feitos os marcadores e como o
prototipo funciona.
Depois e feita a descricao da arquitetura do prototipo, bem como a descricao dos
requisitos do mesmo. Alem disso, sao mostrados os diagramas de caso de uso, de sequencia,
de atividade e de estado do prototipo.
3.1 Materiais
Para a implementacao deste projeto, foram utilizados os materiais Microsoft Visual
Studio 2010 Ultimate, VRML, Blender e ARToolKit 2.72.1.
• O Microsoft Visual Studio 2010 Ultimate e uma ferramentas utilizada para criar
novas solucoes ou aperfeicoar aplicativos existentes, possibilitando o uso de diversas
plataformas e tecnologias. E um software gratuito para testar por 30 dias (caso seja
registrado, o usuario podera usa-lo por mais 60 dias) [Microsoft, 2010], apos esse
perıodo, o usuario so podera utilizar o Visual Studio 2010 caso compre a licenca do
mesmo. No projeto, este serviu para instalar e configurar o ARToolKit e construir
a interface com o usuario.
• A VRML (Virtual Reality Modeling Language) e uma linguagem de modelagem
de mundos virtuais que serve para criar mundos em tres dimensoes, onde os quais
podem ser acessados atraves da utilizacao de navegadores como o Internet Explorer
16
e o Google Chrome, possibilitando que as visitas nao se limitem a ver um simples
texto e fotografias, e sim, permite ver todo tipo de objetos e construcoes em 3D pelo
qual se pode navegar ou interagir [Alvarez, 2004].
Porem exige um visualizador para ver os resultados, que pode ser instalado no na-
vegador como qualquer outro plug-in. Um visualizador muito conhecido e o Cosmo
Player. Outro e o Cortona 3D Viewer (antigo Cortona Player). Ambos possuem
licenca gratuita.
Neste projeto, a VRML serviu para fazer a criacao dos objetos utilizados no prototipo.
• O Blender e uma suıte integrada de ferramentas que permite a criacao de um grande
conjunto de conteudo 3D, alem de ser gratuito (nao exige a compra de licenca). O
mesmo oferece funcionalidade completa para modelagem, renderizacao, animacao,
pos-producao, criacao e execucao de conteudo interativo 3D [Cardoso, 2008].
Neste trabalho, o Blender foi utilizado para criar os objetos em VRML utilizados
no prototipo, possibilitando modelar os mesmos sem a necessidade de programacao
e exporta-los para VRML (arquivos com a extensao .wrl).
• O ARToolKit e uma biblioteca de programacao para o desenvolvimento de aplicacoes
de Realidade Aumentada. Esta biblioteca utiliza tecnicas de visao computacional
para calcular precisamente a posicao de um dado conjunto de marcadores em relacao
a camera [Franca, 2005]. O rastreamento optico do marcador permite o ajuste de
posicao e orientacao para realizar a renderizacao do objeto virtual, de modo que
esse objeto pareca estar ligado ao marcador [Kirner, 2007].
Neste trabalho foi utilizado o ARToolKit 2.72.1, que serviu para fazer o registro
dos marcadores utilizados no prototipo e fazer a ligacao dos objetos em VRML
aos marcadores registrados. Os Capıtulos B.1 e B.2 do apendice B mostram como
configurar o ARToolKit 2.72.1, a OpenGL, a GLUT e a OpenVRML no Microsoft
Visual Studio 2010. A seguir e descrito como ocorre o funcionamento do ARToolKit.
3.2 Funcionamento do ARToolKit
Na primeira etapa, a imagem de vıdeo e transformada em uma imagem binaria baseada
no valor do limite de intensidade. Depois, busca-se nesta imagem por regioes quadradas.
O ARToolKit encontra todos os quadrados na imagem binaria, muitos dos quais nao
correspondem a marcadores de referencia. Para cada quadrado, o desenho padrao dentro
dele e capturado e comparado com alguns gabaritos pre-treinados.
Dessa forma, havendo alguma similaridade, o ARToolKit considera que encontrou um
dos marcadores de referencia e usa o tamanho conhecido do quadrado, bem como a ori-
17
entacao do padrao encontrado, para calcular a posicao real da camera em relacao a posicao
real do marcador. Uma matriz 3x4, e usada para calcular a posicao das coordenadas da
camera virtual, contera as coordenadas reais da camera em relacao ao marcador. Caso as
coordenadas virtuais e reais da camera sejam as mesmas, o modelo de computacao grafica
pode ser desenhado precisamente sobre o marcador real.
A API OpenGL e usada para calcular as coordenadas virtuais da camera e desenhar
as imagens virtuais [Franca, 2005]. Este procedimento esta ilustrado na Figura 3.1.
Figura 3.1: Funcionamento do ARToolkit [Faria, 2009].
A versao utilizada para desenvolver este trabalho foi a biblioteca ARToolKit 2.72.1
desenvolvida na linguagem C++. Esta foi utilizada, pois a mesma oferece suporte a
linguagem VRML atraves da biblioteca OpenVRML, que foi utilizada para a geracao dos
objetos virtuais.
3.3 Realidade Aumentada e ARToolkit
O desenvolvimento de aplicacoes de Realidade Aumentada com o ARToolKit requer
duas etapas: primeiro, e necessario escrever a aplicacao e, depois, treinar as rotinas
de processamento de imagens sobre os marcadores do mundo real que serao usadas na
aplicacao. Para escrever aplicacoes com o ARToolKit, segundo [Franca, 2005], deve-se
seguir os seguintes passos:
• Passo um: Inicializar o caminho dos parametros de vıdeo, ler os arquivos de padroes
(marcadores) e ler os parametros de camera.
18
• Passo dois: Capturar um quadro da entrada de vıdeo.
• Passo tres: Detectar os marcadores e reconhecer os padroes no quadro capturado
da entrada de vıdeo.
• Passo quatro: Calcular a transformacao da camera em relacao aos padroes detecta-
dos.
• Passo cinco: Desenhar os objetos virtuais nos padroes detectados.
• Passo seis: Fechar a entrada de vıdeo.
Os passos dois ate o cinco sao repetidos continuamente ate que a aplicacao termine.
Ja os passos um e seis sao executados, respectivamente, apenas na inicializacao e na
finalizacao da aplicacao. Alem destes passos, a aplicacao pode precisar responder ao
mouse, ao teclado ou a outros eventos especıficos da aplicacao [Franca, 2005].
3.4 Geracao dos Objetos Virtuais
Os objetos virtuais, em VRML, do prototipo foram gerados da seguinte forma:
• Com o Blender 2.54, foram feitas a modelagem de cada objeto virtual e a aplicacao
de texturas nos mesmos, caso necessario. Cada objeto modelado foi salvo em um
arquivo com a extensao “.blend”. A Figura 3.2 mostra um dos objetos do prototipo
modelado com o Blender;
Figura 3.2: Arquivo “house.blend”no Blender 2.54.
19
• Os objetos modelados com o Blender 2.54 foram exportados para VRML com o
Blender 2.49, onde o Blender 2.49 foi executado no Windows XP Mode do Windows
Virtual PC pelo fato de o mesmo nao funcionar no Windows 7 (pelo menos no
computador utilizado para modelar os objetos). A Figura 3.3 mostra o objeto da
Figura 3.2 exportado para VRML com o Blender 2.49;
Figura 3.3: Arquivo “house.wrl”gerado com o Blender 2.49.
• Para cada objeto, apos a exportacao dos mesmos para VRML, foram feitas alteracoes
no codigo VRML, dando mais realismo ao objeto. A Figura 3.4 mostra o objeto em
VRML da Figura 3.3 apos as alteracoes.
Figura 3.4: Arquivo “house.wrl”modificado.
3.5 Interface com o Usuario
Foram gerados dois executaveis (janelas “AL.exe”e “MZ.exe”), pois o ARToolKit
2.72.1 reconhece somente ate cinquenta padroes (marcadores). Como o prototipo tem cem
objetos em VRML, tiveram que ser utilizados dois arquivos: “object data vrml”(utilizado
pela janela “AL.exe”) e “object data vrml2(utilizado pela janela “MZ.exe”).
20
Em seguida, o Microsoft Visual Studio 2010 Ultimate foi utilizado para gerar a inter-
face principal (RAIngles.exe), que e mostrada na Figura 3.5.
Figura 3.5: Arquivo “Form1.h[design]”: tela principal do prototipo.
Alem disso, foram adicionados eventos de clique ao botao “A - L”, para chamar
“AL.exe”, e ao botao “M - Z”, para chamar “MZ.exe”.
3.6 Geracao dos Marcadores
Os marcadores utilizados pelo prototipo foram criados a partir de um marcador com
o quadrado interno vazio atraves da insercao de um novo desenho no interior do mesmo,
como mostra a Figura 3.6(a) e 3.6(b):
Figura 3.6: Marcador em branco (a). Marcador novo (b).
3.7 Funcionamento do Prototipo
Para que a tela principal do prototipo (RAIngles.exe) possa funcionar, e preciso ter
instalado no computador o .NET Framework 4 da Microsoft, disponıvel em http://go.
microsoft.com/fwlink/?LinkId=131000.
21
A interacao entre o aluno e o computador e feita atraves da utilizacao de marcadores,
contidos no Capıtulo A.1 do Apendice A, da seguinte forma:
• O professor entrega marcadores ao aluno contendo as letras que, ao serem juntadas,
formarao uma palavra da lıngua inglesa;
• O aluno desembaralha as letras para tentar formar a palavra;
• Apos formar tal palavra, o aluno clica no botao “A - L”(caso o mesmo ache que a
palavra a ser formada comece com A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K ou L) ou clica
no botao “M - Z”(caso o mesmo ache que a palavra a ser formada comece com M,
N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y ou Z). Apos isso, coloca todos os marcadores
diante da webcam;
• Caso a palavra esteja correta, um objeto virtual, que foi modelado no Blender e
exportado para VRML, correspondente a ela sera exibido na tela do computador
por meio do uso da webcam e tecnicas de Realidade Aumentada.
Por exemplo, as letras A, B, E, L e T, cada uma em um marcador, sao entregues ao
aluno, o aluno desembaralha as letras e forma a palavra TABLE. Depois o aluno clica no
botao “M - Z”, coloca os cinco marcadores diante da webcam e aparece uma mesa na tela
do computador como mostrado na Figura 3.7.
Figura 3.7: Funcionamento do prototipo.
22
3.8 Arquitetura do Prototipo
Para a realizacao de captura e analise do padrao (marcador) composto por letras (A
a Z), que sao marcadores contidos no Capıtulo A.1 do Apendice A, e proposta uma ar-
quitetura que permita que o usuario possa, atraves de uma interface, utilizar o prototipo
da melhor forma possıvel, com o objetivo de visualizar o objeto correspondente ao padrao
mostrado para a webcam. A Figura 3.8 mostra a representacao da visao geral da comu-
nicacao entre as partes que compoem o prototipo.
Figura 3.8: Arquitetura do prototipo.
• RAIngles.exe: e a tela principal do prototipo. Possui os botoes “A -L”e “M - Z”,
que executam “AL.exe”e “MZ.exe”respectivamente;
• AL.exe e MZ.exe: abrem a janela de configuracoes do prototipo. Depois carregam os
objetos virtuais com as inicias de “A”a “L”e de “M”a “Z”respectivamente, atraves
do renderizador dos objetos virtuais;
• Configuracoes do prototipo: atraves dela, o usuario, se desejar, pode alterar algumas
configuracoes do prototipo, como a taxa de quadros, o espaco de cores/compactacao
e o tamanho da saıda;
• Renderizador dos objetos virtuais: renderiza os objetos virtuais contidos nos ar-
quivos “object data vrml”, caso o usuario clique no botao “A - L”, ou os objetos
23
virtuais contidos nos arquivos “object data vrml2”, caso o usuario clique no botao
“M - Z”.
3.8.1 Requisitos do Prototipo
Os requisitos funcionais do prototipo sao:
• Botao “A - L”: clicando no botao “A - L”da tela principal do prototipo, aparecera
uma janela onde o usuario devera clicar no botao “OK”. Apos clicar no botao
“OK”, a janela fechara, os objetos que tem como iniciais as letras de “A”a “L”serao
carregados, uma janela aparecera e a webcam sera ligada;
• Botao “M - Z”: clicando no botao “M - Z”da tela principal do prototipo, aparecera
uma janela onde o usuario devera clicar no botao “OK”. Apos clicar no botao
“OK”, a janela fechara, os objetos que tem como iniciais as letras de “M”a “Z”serao
carregados, uma janela aparecera e a webcam sera ligada;
• Fechar a janela “AL”do prototipo: pressionar o “X”no canto superior direito da
janela para fechar;
• Fechar a janela “MZ”do prototipo: pressionar o “X”no canto superior direito da
janela para fechar.
Os requisitos nao funcionais do prototipo sao:
• Usabilidade: o prototipo e de facil entendimento para o usuario;
• O prototipo e executado sobre o sistema operacional Windows.
3.8.2 Diagrama de Caso de Uso
Algumas informacoes sobre os casos de uso do prototipo:
• Botao “A - L”: carrega os objetos que tem como iniciais as letras de “A”a “L”, apos
o usuario pressionar o botao “OK”;
• Botao “M - Z”: carrega os objetos que tem como iniciais as letras de “M”a “Z”,
apos o usuario pressionar o botao “OK”;
• Botao “OK”: confirma as configuracoes do prototipo apos o usuario clicar no botao
“A - L”ou no botao “M - Z”;
• Fechar a janela “AL”do prototipo: pressionar o “X”no canto superior direito da
janela para fechar;
24
• Fechar a janela “MZ”do prototipo: pressionar o “X”no canto superior direito da
janela para fechar.
O diagrama de caso de uso e mostrado na Figura 3.9.
Figura 3.9: Diagrama de caso de uso do prototipo.
3.8.3 Diagramas de Sequencia
Aqui sao mostrados os diagramas de sequencia, os quais mostram a interacao do
usuario com as funcoes do prototipo.
O Diagrama de sequencia do uso do botao “A - L”e mostrado na Figura 3.10(a) e o
do uso do botao “M - Z”e mostrado na Figura 3.10(b).
Figura 3.10: Diagrama de sequencia: (a) uso do botao “A - L”e (b) uso do botao “M -
Z”.
25
O Diagrama de sequencia de fechar a janela “AL”e mostrado na Figura 3.11(a) e o de
fechar a janela “MZ”e mostrado na Figura 3.11(b).
Figura 3.11: Diagrama de sequencia: (a) fechar janela “AL”e (b) fechar janela “MZ”.
3.8.4 Diagramas de Atividade e Estado
Em diagramas de atividade sao mostradas as funcoes do prototipo e cada atividade
correspondente. Nas Figuras 3.12(a), 3.12(b), 3.13(a) e 3.13(b) sao mostrados os diagra-
mas de atividade para cada funcao.
Figura 3.12: Diagrama de atividade: (a) uso do botao “A - L”e do botao “OK”, e (b) uso
do botao “M - Z”e do botao “OK”.
26
Figura 3.13: Diagrama de atividade: (a) fechar janela “AL”e (b) fechar janela “MZ”.
Outro tipo diagrama e o de estado, onde sao mostrados os estados do prototipo para
cada funcao. Esses diagramas sao mostrados nas Figuras 3.14(a), 3.14(b), 3.15(a) e
3.15(b).
Figura 3.14: Diagrama de estado: (a) uso do botao “A - L”e do botao “OK”, e (b) uso
do botao “M - Z”e do botao “OK”.
27
Figura 3.15: Diagrama de estado: (a) fechar janela “AL”e (b) fechar janela “MZ”.
28
Capıtulo 4
Testes, Resultados e Limitacoes do
Prototipo
Neste capıtulo, sao mostrados com qual publico alvo e como os testes com o prototipo
foram realizados, alem de mostrar os resultados obtidos com os testes.
Tambem sao abordadas as limitacoes e dificuldades encontradas durante o desenvol-
vimento do prototipo e durante a realizacao dos testes do mesmo.
4.1 Publico Alvo
Os testes foram realizados, durante a aula da disciplina de lıngua inglesa, em duas
turmas do ensino fundamental do Colegio Estadual Abrahao Andre, sendo:
• Turma 1: 6◦ ano C, do perıodo vespertino, com quinze estudantes com uma faixa
etaria de 11 a 15 anos;
• Turma 2: 8◦ ano C, do perıodo vespertino, com onze estudantes com uma faixa
etaria de 12 a 15 anos.
4.2 Procedimento
Os testes do prototipo foram realizados igualmente em cada turma da seguinte forma:
1. A turma foi dividida em dois grupos (grupo A e grupo B), onde cada grupo ficaria
com um computador e uma webcam;
2. Uma charada (em portugues) era exibida no projetor;
3. Quem acertasse a resposta da charada (em ingles) ganharia um ponto;
29
4. Os alunos de cada grupo tentavam formar a resposta da charada (em ingles) e em
seguida mostravam para a webcam;
5. Caso o objeto correspondente a resposta aparecesse primeiro no computador do
grupo A, o proprio grupo A ganharia um ponto, caso contrario, o grupo B ganharia
um ponto;
6. Os passos de 2 a 5 foram feitos mais 19 vezes ou ate o tempo da aula acabar. Quem
tivesse mais pontos, vencia o jogo.
Em cada turma, apos o teste foi aplicado o questionario que pode ser visto no Capıtulo
A.2 do Apendice A. As charadas com suas respectivas respostas estao no Capıtulo A.3 do
Apendice A.
4.3 Resultados Obtidos
Analisando-se as respostas dos questionarios, foi possıvel avaliar os itens que seguem
abaixo e para cada item foi gerado um grafico comparativo entre as turmas 1 e 2:
• Voce encontrou alguma dificuldade ao utilizar o prototipo?
Figura 4.1: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
De acordo com os graficos das Figuras 4.1(a) e 4.1(b), a maioria dos alunos tanto
da turma 1 quanto da turma 2 tiveram um pouco de dificuldade para utilizar o
prototipo. Isso ocorreu devido as limitacoes e dificuldades descritas na secao 4.4.
• Voce gostou de utilizar o prototipo?
De acordo com os graficos das Figuras 4.2(a) e 4.2(b), todos os alunos de ambas as
turmas gostaram de utilizar o prototipo. Isso mostra que o mesmo foi bem aceito
pelos estudantes.
30
Figura 4.2: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
• Quanto a finalidade:
De acordo com o grafico da Figura 4.3 (a), observa-se que a grande maioria dos
usuarios respondeu que o prototipo e Muito util. No grafico da Figura 4.3 (b),
observa-se que a grande maioria dos usuarios respondeu que o prototipo e Util.
Figura 4.3: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
• Ao ver o objeto na tela, voce conseguiu identifica-lo sem a necessidade de traducao
da palavra?
Na turma 1 (Figura 4.4(a)), 10 dos 15 alunos conseguiram identificar o objeto sem
a necessidade de traducao da palavra. Porem, na turma 2 (Figura 4.4(b)) 6 de 11
alunos conseguiram.
• Voce conseguiu compreender o uso de Realidade Aumentada no experimento?
De acordo com o grafico da Figura 4.5 (a), observa-se que a grande maioria dos
usuarios conseguiu compreender o uso de Realidade Aumentada no experimento.
Porem, no grafico da Figura 4.5 (b), a opiniao da maioria dos alunos ficou dividida
entre as opcoes Sim e Em parte.
31
Figura 4.4: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
Figura 4.5: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
• Voce considera que o uso de Realidade Aumentada pode auxiliar o processo de
aprendizado em Ingles?
Figura 4.6: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
Na turma 1 (Figura 4.6(a)), a maioria dos alunos consideram que o uso de Realidade
Aumentada pode auxiliar o processo de aprendizado em Ingles enquanto na turma
2 (Figura 4.6(b)) todos os alunos consideram.
• Quanto a interface do prototipo, esta possui tela bem resolvida, constituindo um
ambiente agradavel e atraente para o aluno?
32
Figura 4.7: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
Na turma 1 (Figura 4.7(a)), todos os alunos concordam que a interface do prototipo
possui tela bem resolvida e constitui um ambiente agradavel e atraente. Na turma
2 (Figura 4.7(b)), a maioria concorda e alguns concordam em parte.
• O prototipo consegue despertar a atencao do aluno e mante-la ao longo da utilizacao
do mesmo?
Figura 4.8: Resultado: turma 1 (a) e turma 2 (b).
De acordo com os graficos das Figuras 4.8(a) e 4.8(b), a maioria dos alunos tanto da
turma 1 quanto da turma 2 concordam que o prototipo consegue despertar a atencao
do aluno e mante-la ao longo da utilizacao do mesmo. Sendo assim, a atencao do
aluno esta centrada na utilizacao do prototipo, prendendo mais sua atencao em
relacao a aulas expositivas e aumentando o aprendizado.
Analisando todos os itens avaliados nos questionarios, conclui-se que o prototipo de-
senvolvido foi bem aceito pelos usuarios entrevistados. Estes contribuıram com algumas
sugestoes, descritas a seguir:
• Eu gostei muito do jogo, por que eu aprendi um pouco mais de Ingles;
• Podia ser usado em salas de aula;
33
• Eu achei muito bom, por que podemos aprender mais depressa os nomes, objetos e
etc. Tudo em Ingles.
4.4 Limitacoes e Dificuldades
No decorrer do desenvolvimento e dos testes realizados no sistema, algumas limitacoes
e dificuldades foram observadas, sao elas:
• Iluminacao: a falta ou excesso de luz compromete a deteccao dos marcadores pela
webcam. Isso acontece quando o marcador e colocado no sentido direto da luz,
ocasionando o reflexo que faz com que o marcador nao seja reconhecido (excesso
de luz), ou quando a iluminacao ambiente e pouca, fazendo o ambiente se tornar
instavel e/ou escuro (falta de luz). Com isso, a falta ou o excesso de iluminacao nao
sao desejaveis. Foram utilizados materiais foscos como papel A4 para amenizar esse
problema;
• Visao da camera: pela necessidade de foco para uma melhor visualizacao de cada
objeto, a camera foi reposicionada varias vezes, para encontrar um angulo em que
cada objeto pudesse ser visualizado da melhor forma possıvel. Porem, ao longo dos
testes, a posicao da camera teve de ser alterada por causa da luminosidade e do
angulo de captura em relacao a cada marcador, pois as palavras formadas pelos
marcadores eram de tamanhos diferentes;
• Rastreamento: de acordo com a qualidade da camera e o tamanho do marcador, a
distancia que limita o sistema com relacao ao espaco pode variar. Neste trabalho,
foi utilizado marcadores de tamanho pequeno (3 cm) por causa da distancia entre
as palavras formadas pelos marcadores (menos de 1 metro de distancia);
• Limite de padroes (marcadores) reconhecidos: a quantidade maxima de padroes que
pode ser reconhecida pelo ARToolKit (versao 2.72.1) e de 50 padroes.
34
Capıtulo 5
Conclusao e Trabalhos Futuros
5.1 Conclusao
A multimıdia tem sido a grande promessa de uma nova revolucao no ensino, pois
e a que geralmente prende mais a atencao do aluno. Porem, deve-se explorar esse re-
curso da melhor maneira possıvel para nao desviar a atencao do sujeito para aspectos de
importancia secundaria.
Desafios precisam ser apresentados aos alunos para motiva-los a se envolverem ativa-
mente na aprendizagem, mas e importante lembrar que a multimıdia nao faz magicas e
que nao se pode esperar resultados nao realistas dos sistemas interativos de aprendizagem.
Em um idioma estrangeiro deve-se preocupar com o conteudo e com a forma. A
multimıdia, aliada com tecnicas de Realidade Virtual, Realidade Aumentada e outras,
pode auxiliar no ensino de palavras de um idioma estrangeiro, tornando as aulas dos
mesmos mais interativas e podendo fazer com que haja um interesse maior dos alunos nas
disciplinas de ensino de idiomas e consequentemente um desempenho melhor nas mesmas.
No entanto, para que os objetos virtuais facam parte do ambiente real e sejam ma-
nuseados, deve-se utilizar um software com capacidade de visao do ambiente real e de
posicionamento dos objetos virtuais, alem de acionar dispositivos tecnologicos apropria-
dos para Realidade Aumentada. Neste caso, foi utilizado o ARToolKit para desenvolver
um prototipo que utilize tecnicas de Realidade Virtual e Aumentada para o auxılio do
ensino de palavras da lıngua inglesa.
O prototipo desenvolvido foi testado em duas turmas do Colegio Estadual Abrahao
Andre. Apos os testes do mesmo, em cada turma, um questionario foi aplicado e, com
base nos resultados obtidos atraves do mesmo, foram gerados graficos para cada item
do questionario. Analisando-se os graficos, constatou-se que o prototipo desenvolvido foi
bem aceito e por isso pode se tornar futuramente uma ferramenta de auxılio no ensino de
palavras (vocabulario) da lıngua inglesa.
35
Desta forma, e bastante promissora a utilizacao de Realidade Aumentada para o desen-
volvimento de softwares educativos devido ao crescente uso de computadores nas escolas,
pois o uso dos mesmos, de webcams e do ARToolKit ou software similar juntamente com
tecnicas de Realidade Aumentada pode tornar as aulas mais interativas e motivadoras,
aumentando o desempenho dos alunos em tais aulas.
5.2 Trabalhos Futuros
Como trabalhos futuros, pretende-se:
• Criar um dicionario de palavras associadas aos marcadores;
• Solucionar o problema da quantidade maxima de padroes (marcadores) que pode
ser reconhecida pelo ARToolKit, pois o a versao 2.72.1 reconhece somente ate 50
padroes;
• Criar uma interface para a insercao e remocao de objetos virtuais, possibilitando ao
professor a expansao e adaptacao do sistema sem a necessidade de programacao;
• Criar um sistema em Realidade Aumentada que verifique a formulacao de frases.
36
Referencias
Alvarez, M. A. (2004). O que e VRML. Disponıvel em: http://www.criarweb.com/
artigos/206.php. Acesso em 21/11/2010.
Anderson, M. (2009a). Configurando a OpenGL e a GLUT no Microsoft Visual Stu-
dio 2008. Disponıvel em: http://maxwellanderson.wordpress.com/2009/03/22/
configurando-a-opengl-e-o-glut-no-microsoft-visual-studio-2008/. Acesso
em 21/10/2010.
Anderson, M. (2009b). Configurando o ARToolKit e a OpenVRML no Mi-
crosoft Visual Studio 2008 / 2010 – Parte 1/2. Disponıvel em: http://
maxwellanderson.wordpress.com/2009/05/28/configurando-o-artoolkit-e-a-
openvrml-no-microsoft-visual-studio-2008-parte-12/. Acesso em 21/10/2010.
Anderson, M. (2009c). Configurando o ARToolKit e a OpenVRML no Mi-
crosoft Visual Studio 2008 / 2010 – Parte 2/2. Disponıvel em: http://
maxwellanderson.wordpress.com/2009/08/31/configurando-o-artoolkit-e-a-
openvrml-no-microsoft-visual-studio-2008-parte-22/. Acesso em 21/10/2010.
Aparici, R. (1999). Ensino, multimıdia e globalizacao. Comunicacao & Educacao. Volume
5 - Numero 14. Disponıvel em: http://www.revistas.univerciencia.org/index.
php/comeduc/article/download/4416/4138. Acesso em 22/04/2010.
Barion, M. e Oliveira, D. S. (2009). INFORMATICA NA EDUCACAO: UM ESPACO
PARA PENSAR METODOS PEDAGOGICOS DIANTE DESTA NOVA FERRA-
MENTA DE ENSINO APRENDIZAGEM. Revista Educativa - Faculdades Network.
Volume 3 - Numero 1. ISSN: 1808-5954. Disponıvel em: http://201.77.115.89:8080/
ojs2009/index.php/educativa/article/viewFile/76/76. Acesso em 22/04/2010.
Braga, M. (2001). Realidade Virtual e Educacao. REVISTA DE BIOLOGIA E CIENCIAS
DA TERRA. Volume 1 - Numero 1. ISSN: 1519-5228. Disponıvel em: http://eduep.
uepb.edu.br/rbct/sumarios/pdf/realidadevirtual.pdf. Acesso em 26/06/2010.
Cardoso, Alexandre, L. E. J. e. M. J. A. S. (2008). A Realidade Virtual como uma
ferramenta para o ensino da Geometria Molecular. Revista Ceciliana. Numero 29. ISSN:
1517-6363. Disponıvel em: http://sites.unisanta.br/wrva/st/62295.pdf. Acesso
em 01/07/2010.
Coscarelli, C. V. (1998). O uso da informatica como instrumento de ensino-aprendizagem.
Presenca Pedagogica. Volume 4 - Numero 20. Disponıvel em: http://www.
presencapedagogica.com.br/capa6/artigos/20.pdf. Acesso em 28/06/2010.
37
Ebelt, R. H. (2009). O que e bom saber sobre ingles. Disponıvel em: http://www.
henrys.com.br/artigos/04.12.09.doc. Acesso em 22/04/2010.
Faria, A. d. O. (2009). ARToolKit: Criando aplicativos de Realidade Aumentada. Dis-
ponıvel em: http://tecnociencia.inf.br/comunidade/index.php?option=com_
content&task=view&id=777&Itemid=221. Acesso em 27/09/2010.
Franca, M. F. (2005). Um compositor musical tangıvel usando o ARToolkit. XI EN-
CONTRO DE INICIACAO CIENTIFICA DO INSTITUTO TECNOLOGICO DE
AERONAUTICA. Disponıvel em: http://www.bibl.ita.br/xiencita/Artigos/
COMP1.pdf. Acesso em 25/06/2010.
Kimura, M. (2006). Tecnologia comeca a aposentar giz e apostilas nas escolas.
Disponıvel em: http://tecnologia.uol.com.br/ultnot/2006/05/10/ult2870u77.
jhtm. Acesso em 09/06/2011.
Kirner, C. (2004). Maos Colaborativas em Ambientes de Realidade Misturada. I
Workshop de Realidade Aumentada. Disponıvel em: http://www.sbc.org.br/ce-rv/
documentos/anais-WRA2004-1-36.pdf. Acesso em 07/10/2010.
Kirner, C. (2007). Realidade Virtual e Aumentada. Disponıvel em: http://www.
realidadevirtual.com.br/cmsimple-rv/?DEFINI%C7%D5ES. Acesso em 25/06/2010.
Kirner, C. e Zorzal, E. R. (2006). Jogos Educacionais em Ambiente de Realidade Aumen-
tada. V Workshop de Educacao em computacao e Informatica do Estado de Minas Ge-
rais - WEIMIG. Disponıvel em: http://www.realidadeaumentada.com.br/artigos/
WRA2005_ZORZAL-KIRNER.pdf. Acesso em 26/06/2010.
Matos, F. G. d. (2004). Desafios do ensino de lınguas estrangeiras no Brasil. Disponıvel
em: http://www.ccba.com.br/asp/cultura_texto.asp?idtexto=505. Acesso em
20/11/2010.
Microsoft (2010). Microsoft Visual Studio 2010 Ultimate Trial - ISO. Dis-
ponıvel em: http://www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=
06a32b1c-80e9-41df-ba0c-79d56cb823f7&displaylang=en. Acesso em 02/06/2011.
38
Apendice A
Testes
A.1 Marcadores Utilizados
39
40
A.2 Questionario
Sexo: ( ) M ( ) F Idade: Serie:
Sobre o Prototipo:
1. Voce encontrou alguma dificuldade ao utilizar o prototipo?
( ) Sim ( ) Nao ( ) Um pouco
2. Voce gostou de utilizar o prototipo?
( ) Sim ( ) Nao
3. Quanto a finalidade:
( ) Muito util ( ) Util ( ) Pouco util
4. Ao ver o objeto na tela, voce conseguiu identifica-lo sem a necessidade de traducao
da palavra?
( ) Sim ( ) Nao
5. Voce conseguiu compreender o uso de Realidade Aumentada no experimento?
( ) Sim ( ) Nao ( ) Em parte
6. Voce considera que o uso de Realidade Aumentada pode auxiliar o processo de
aprendizado em Ingles?
( ) Sim ( ) Nao ( ) Em parte
7. Quanto a interface do prototipo, esta possui tela bem resolvida, constituindo um
ambiente agradavel e atraente para o aluno?
( ) Sim ( ) Nao ( ) Em parte
8. O prototipo consegue despertar a atencao do aluno e mante-la ao longo da utilizacao
do mesmo?
( ) Sim ( ) Nao ( ) Em parte
Comentarios e sugestoes adicionais:
41
A.3 Charadas
1. O que e, o que e? De dia tem quatro pes e de noite tem seis?
Resposta: bed.
2. O que e que so tem seis letras, mas leva 36 assentos?
Resposta: bus.
3. De leite e feito, muito bom e nutritivo. Seu nome rima com beijo.
Resposta: cheese.
4. O que tem graos em uma espiga?
Resposta: corn.
5. O que e uma casinha sem tranca e sem janela?
Resposta: egg.
6. O que e que corre em volta do pasto inteiro sem se mexer?
Resposta: fence.
7. O que e branco por fora e gelado por dentro?
Resposta: fridge.
8. O que tem agua em todos os lados?
Resposta: island.
9. O que e que nao tem coroa, mas e rei?
Resposta: lion.
10. O que e que toca e tem numeros?
Resposta: phone.
11. O que voa, pousa e nao e passaro?
Resposta: plane.
12. O que e frito em forma de palito?
Resposta: potato.
13. O que tem la, mas nao e casaco?
Resposta: sheep.
42
14. O que faz cruzeiro e transporte de carga?
Resposta: ship.
15. O que tem quatro rodas e uma prancha?
Resposta: skate.
16. O que tem listras e nao e zebra?
Resposta: tiger.
17. O que anda na linha, mas leva gente para varios lugares?
Resposta: train.
18. O que tem folhas, mas nao e livro e tem tronco, mas nao e gente?
Resposta: tree.
19. O que leva a casa nas costas?
Resposta: turtle.
20. O que mostra o que tem do outro lado da parede?
Resposta: window.
43
Apendice B
Configuracao do ARToolKit, da
OpenGL, da GLUT e da
OpenVRML no Microsoft Visual
Studio 2010
B.1 Configurando o ARToolKit 2.72.1 e a OpenVRML
no Microsoft Visual Studio 2010
Segundo [Anderson, 2009b], para que seja possıvel configurar o ARToolKit 2.72.1
devem-se ter baixados os seguintes programas e arquivos:
• Microsoft Visual Studio 2010 desenvolvimento em C/C++, disponıvel em http:
//www.microsoft.com/visualstudio/pt-br/visual-studio-2010-launch;
• Bibliotecas OpenGL para C/C++. Informacoes sobre como configurar a OpenGL
veja no capıtulo B.2;
• ARToolKit-2.72.1-bin-win32.zip. ARToolKit (versao 2.72.1 win32), disponıvel em
http://sourceforge.net/projects/artoolkit/files/artoolkit/2.72.1/
ARToolKit-2.72.1-bin-win32.zip/download;
• artoolkit.tar.gz. ARToolKit branch (versao nao finalizada, adequada ao VS2005 e
que serve para o VS2010). Pode ser baixado em http://artoolkit.svn.source
forge.net/viewvc/artoolkit/branches/hartmut-pre-2_8/artoolkit.tar.gz?
view=tar;
• DSVL-0.0.8b.zip. Disponıvel em http://sourceforge.net/projects/artoolkit/
files/artoolkit/2.72.1/DSVL-0.0.8b.zip/download;
44
• msvcp71d.dll, msvcr71d.dll, msvcp71.dll e msvcr71.dll. Bibliotecas Microsoft C e
C++ Runtime. Disponıveis em http://www.dll-files.com/dllindex/dll-files.
shtml?msvcp71d, http://www.dll-files.com/dllindex/dll-files.shtml?
msvcr71d, http://www.dll-files.com/dllindex/dll-files.shtml?msvcp71 e
http://www.dll-files.com/dllindex/dll-files.shtml?msvcr71.
De acordo com [Anderson, 2009b], o Visual Studio 2010 deve estar instalado junta-
mente com o modulo para desenvolvimento em C/C++ e todos os arquivos mencionados
acima devem ter sido baixados, para que a configuracao do ARToolKit possa ser feita da
seguinte forma:
1. Descompacte o arquivo ARToolKit-2.72.1-bin-win32.zip em uma pasta conveniente.
Evite coloca-la dentro de uma pasta que contenham espacos ou mais de 8 caracteres.
Ao utilizar outros compiladores ou ao referenciar determinadas bibliotecas podera
ocasionar erros. Suponhamos que o ARToolKit esteja localizado em C:\ARToolKit;
2. Descompacte o arquivo artoolkit.tar.gz em uma pasta qualquer. Mova a pasta des-
compactada de modo a sobrepor a pasta ARToolKit. Substitua todos os arquivos;
3. Descompacte o arquivo DSVL-0.0.8b.zip dentro da pasta ARToolKit. Assegure-se
de que a pasta DSVL esteja dentro dela. Por exemplo, C:\ARToolKit\DSVL;
4. Copie os arquivos DSVL.dll e DSVLd.dll que estao em C:\ARToolKit\DSVL\bin
para C:\ARToolKit\bin;
5. Verifique se a GLUT esta instalada conforme explicado no capıtulo B.2;
6. Em C:\ARToolKit, abra o arquivo ARToolKit.sln no VS2010. Aparecera um assis-
tente para conversao da solution. Prossiga com o assistente ate a sua conclusao;
7. Copie as bibliotecas msvcp71.dll, msvcr71.dll, msvcp71d.dll e msvcr71d.dll para a
pasta C:\ARToolKit\bin;
8. No VS2010, em Solution Explorer (gerenciador de solucoes), clique com o botao
direito do mouse na solution e selecione Build Solution (compilar solucao);
9. A solucao devera ser compilada sem erros.
Segundo [Anderson, 2009c], para configurar a OpenVRML no ARToolKit 2.71.2, devem-
se ter baixados os seguintes arquivos:
• Arquivo OpenVRML-0.14.3-win32.zip disponıvel em http://sourceforge.net/
projects/artoolkit/files/artoolkit/2.72.1/OpenVRML-0.14.3-win32.zip
/download;
45
• Bibliotecas libjpeg.lib e libpng.lib disponıveis em http://www.maxwellanderson.
com.br/downloads/libs.zip.
De acordo com [Anderson, 2009c], a OpenVRML deve ser configurada da seguinte
forma:
1. Descompacte o arquivo OpenVRML-0.14.3-win32.zip em uma pasta conveniente.
Evite coloca-lo dentro de uma pasta que contenham espacos ou mais de 8 carac-
teres. Ao utilizar outros compiladores ou ao referenciar determinadas bibliotecas
podera ocasionar erros. Suponhamos tambem que o ARToolKit esteja localizado em
C:\ARToolKit. Entao a pasta da OpenVRML sera C:\ARToolKit\OpenVRML;
2. Abra um projeto disponıvel em C:\ARToolKit\OpenVRML\src\openvrml-0.14.3\ide-
projects\Windows\VisualC7\OpenVRML\OpenVRML.sln. Execute os procedimen-
tos de conversao da solution como descrito anteriormente. Talvez seja necessario
executar o Visual Studio 2010 como administrador;
3. Na janela Gerenciador de Solucoes, abra o codigo-fonte existente em regex/Source
Files/regerror.c. Altere a linha 116 e comente as linhas 117 a 120 de acordo com a
figura B.1:
Figura B.1: Alteracoes no codigo de regerror.c [Anderson, 2009c].
4. Na janela Gerenciador de Solucoes, abra o codigo-fonte existente em antlr/Header
Files/AST.hpp e antlr/Header Files/Token.hpp;
5. No codigo-fonte AST.hpp, na linha 151 altere “inline operator<(RefAST l, RefAST
r);”para “int inline operator<(RefAST l, RefAST r);”. Faca o mesmo no codigo-
fonte Token.hpp na linha 76, isto e, adicione somente um “int”no inıcio da linha de
codigo;
6. No VS2010, em Solution Explorer (gerenciador de solucoes), clique com o botao
direito do mouse na solution e selecione Build Solution (compilar solucao);
46
7. A solucao devera ser compilada. Talvez seja apresentado um erro, mas ignore-o por
enquanto;
8. Realize as seguintes copias destes arquivos abaixo para a pasta C:\ARToolKit\OpenVRML\lib:
• C:\ARToolKit\OpenVRML\src\openvrml-0.14.3\ide-projects\Windows\VisualC7\OpenVRML\antlr\Release\antlr.lib;
• C:\ARToolKit\OpenVRML\src\openvrml-0.14.3\ide-projects\Windows\VisualC7\OpenVRML\openvrml-gl\Release\openvrml-gl.lib;
• C:\ARToolKit\OpenVRML\src\openvrml-0.14.3\ide-projects\Windows\VisualC7\OpenVRML\regex\Release\regex.lib;
• C:\ARToolKit\OpenVRML\src\openvrml-0.14.3\ide-projects\Windows\VisualC7\OpenVRML\openvrml\Release\openvrml.lib.
9. Copie os arquivos libjpeg.lib e libpng.lib para C:\ARToolKit\OpenVRML\dependencies\lib;
10. Salve e feche a solution e abra o projeto ARToolKit disponıvel em C:\ARToolKit\ARToolKit.sln;
11. Na Solution Explorer (gerenciador de solucoes), clique com o botao direito do mouse
em ARToolKit, depois clique em Properties (propriedades);
12. No controle esquerdo da janela Propriedades, clique em Propriedades de confi-
guracao. Na combo Configuracao, selecione Todas as configuracoes;
13. No controle Contextos do projeto, a direita, selecione nas caixas de selecao os pro-
jetos libARvrml e simpleVRML, depois clique em OK;
14. No VS2010, em Solution Explorer (gerenciador de solucoes), clique com o botao
direito do mouse na solution e selecione Build Solution (compilar solucao). Ao final
nao devera ser apresentado erros.
B.2 Configurando a OpenGL e a GLUT no Microsoft
Visual Studio 2010
Segundo [Anderson, 2009a], caso o Visual Studio 2010 esteja instalado juntamente
com o modulo para desenvolvimento em C/C++, deve-se seguir os seguintes passos para
configurar a OpenGL e a GLUT no Visual Studio 2010:
47
1. Copie os arquivos opengl32.dll, glut32.dll e glu32.dll que estao no arquivo com-
pactado Bibliotecas OpenGL.rar para a pasta de arquivos de sistema do Windows
(geralmente em C:\Windows\System32 para sistemas operacionais Windows x86 e
C:\Windows\SysWow64 para sistemas operacionais Windows x64);
2. No arquivo compactado Bibliotecas OpenGL.rar, dentro da pasta Visual Studio
.Net, copie a pasta include/GL para C:\Arquivos de Programas\Microsoft Visual
Studio 10.0\VC\include. Se a pasta VC nao existe, entao o modulo para desenvol-
vimento C/C++ nao foi instalado. Neste caso execute novamente o programa de
instalacao do VS2010;
3. Para sistemas operacionais Windows x64 em ingles, a pasta Arquivos de Programas
e C:\Program Files (x86);
4. No arquivo compactado Bibliotecas OpenGL.rar, dentro da pasta Visual Studio
.Net, copie os arquivos opengl32.lib, glut32.lib e glu32.lib que estao em lib para
C:\Arquivos de Programas\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\lib;
5. Pronto! O Visual Studio esta pronto para ser utilizado em programacao OpenGL
para Windows.
48
