A Geometric Modeling and Animation System for Virtual Reality



 
 
 
1. Visão Geral: Os autores apresentam os fundamentos e a implementação de um sistema de RV que pode ser usado tanto por programadores quanto por não-programadores. No texto, os autores  apresentam os fundamentos do desenvolvimento do sistema a partir da orientação a objetos, fundamentada em  etapas, além de explorar o desenvolvimento dos objetos do ponto de vista da geometria e dos comportamentos. O artigo é leitura indispensável para análise de etapas de desenvolvimento de projetos. 

2. Introdução

O problema de projetos de ambientes virtuais é complicado pelo fato de que os usuários devem interagir livremente como os mesmos e que os objetos necessitam dar respostas às ações dos usuários. Um dos principais objetivos deve ser a redução do esforço requerido para a criação de bons ambientes virtuais. Isto envolve ambas a geometria e o comportamento dos objetos que aparecem na cena, mais o comportamento do ambiente baseado nestes objetos. 
Uma grande variedade de ferrramentas e técincas são atualmente utilizadas na construção de ambientes virtuais, mas, exceto para ambientes muito simples, alguma forma de programação é requerida. Isto aumenta o custo de desenvolvimento de ambientes, desde que qualquer equipe que o fará deve ter um elemento de programação, que não necessariamente está inteirado do conteúdo - ou seja, é familiar a ele. Aqui os autores afirmam "The cost of environment construction can be greatly reducedby providing tools for content experts. Virtual environment design tools should be accessible to non-programmersas well as programmers. A significant number of the potential designers of virtual environments are non-programmers, including educators,
artists, designers, engineers, and scientists." Esta afirmativa justifica pesquisas no sentido de desenvolver ambientes com uso de técnicas de RV que possam ser utilizados por programadores e/ou não-programadores. 
 

3. Etapas de Projeto de Ambentes Virtuais

Os autores propõem uma sistemática a ser seguida no sentido de desenvolvimento de ambientes virtuais, que considera tanto a parte de definição de objetos em cena, quanto as interações e comportamentos destes objetos, que é composta por  três fases:

  • 1 ) Projeto de objetos: com a definição da geometria e comportamento dos objetos no ambiente virtual;
  • 2 )  Composição de Cenas: com a definição da localização destes objetos na cena do ambiente virtual, trabalhando com várias cenas deste ambiente e definindo as interações entre objetos;
  • 3 ) Transições entre as cenas.
Ainda ressaltam que a etapa 3 é opcional e deve ser levada em conta apenas para ambientes que possuam diversos cenários. Ambientes com uma única cena são tidos como importantes para simulações, treinamento, educação, entretenimento e podem não ser adequados para outros fins. 

4. Outros Trabalhos

Os autores apresentam diversos trabalhos relacionados, dentre eles:

  • Alias System
  • SGI´s inventor
  • 3DM System
  • 3-Draw System - MIT
  • Alice
  • WordToolKit - WTK
  • Body Electric
  • Diver
E comentam que a maioria dos sistemas acima não provê grandes facilidades para não-programadores, mas provê fundamentos que podem ser observados para trabalhos de desenvolvimento de softwares para este perfil de usuários. 

5. Implementação de um sistema

O sistema foi implementado com utilização de dois módulos distintos: o módulo para projeto da geometria dos objetos e o módulo de projeto de comportamentos dos objetos. 
Uma das observações interessantes dos autores diz respeito à expectativa (confirmada) de grande parte dos usuários de sistemas de RV: 
"This approach was motivated by the observation that a sig-nificant number of the behaviors produced by our users involve only simple transformations. These behaviors include simple walking motions (rotating the legs at the hips), wheels turning on vehicles, and other types of periodic or mechanical motions. We felt that it was best to start with the simplest motions and work our way up to more complex ones, which seems to fit our user’s expectations."

6. Conclusões

Os autores têm algumas conclusões interessantes, que ressalto por transcrição:

  • "The cost-effective development of virtual environ-ments depends upon the existence of development tools that can be used by content experts. Most of these content experts are non-programmers, so tools that require programming skills are inappropriate for this user group"
  • "Tools that allow content experts to design object geometry and behavior are beginning to appear, and this addresses the first phase of environment design. The other two phases, scene composition and narrative design, still haven’t been addressed by any of the existing tools, and form a fertile area for future research."


 

Este artigo é muito interessante de ser lido no todo!