Definição de Realidade Virtual 
 
        VR envolve a criação e experimentação de ambientes. Seu objetivo central é colocar o participante num ambiente que não é vivenciado normalmente ou facilmente. Para tanto, deve-se estabelecer relações entre ambiente e participante. 
        Veja o modelo criado para definir VR: 
  

        A distinção de "o que" é VR é a extensão da interface humana. Disciplinas de Engenharia requerem definições consistente e precisas para cada sistema interfaceado. Entretanto, não há tais definições para sistemas de percepção humana. Devemos confiar em definições mais qualitativas, neste caso. 
        Como base para nosso modelo de VR, nos assumiremos as descrições de J.J. Gibson para sistemas de percepção humana e muscular. Gibson começa com um experimento psicológico e desenvolve um curso de sistemas visuais de percepção. Em um de seus últimos trabalhos, ele descreve o sistema visual num contexto que ele chamou de Psicologia Ecológica. Este conceito contextual auxilia no entendimento das interações dos participantes com os ambientes virtuais. 
        Comparando a lista de sistemas perceptivos na tabela 1 com a lista de sistemas musculares na tabela 2, sugere-se o grau de interação possível entre os dois. Nós acreditamos que a tecnologia para VR deve integrar ambos os sistemas. Ademais, a complexidade da interface humana torna impossível definir um ambiente que interfaceia totalmente com todos os sistemas musculares e perceptivos. Nosso modelo examina sistemas de VR para alguns sistemas perceptivos, não para todos. 
        O "como" explica a criação de ambiente interativo sensorial. Isto requer a união de estímulos sensoriais da fileira 1 com os efeitos nos participantes na fileira 3. Realismo é um julgamento qualitativo, encontrado quando os participantes percebem uma equivalência entre interações com o ambiente virtual criado e o ambiente real. Equivalência perceptiva completa é impossível, mas as interações podem parecer naturais e serem vistas com reais. 
        Muitos experimentos em VR não têm elemento experimental. Isto envolve simplesmente o acompanhamento de uma tarefa. Há uma divisão do efeito em duas fileiras: experimental e operacional. Nos podemos definir um sistema de VR operacional com o que provê uma interface computacional para especificar percepção humana e muscular, de forma que os participantes realizem tarefas que não são normalmente possíveis. Simulação de vôo são uma excelente ilustração disto. 
      A obtenção de precisão em sistemas de VR é comparável com uma boa aula ou com um bom diretor que faz com que a platéia acredite no que se passa. 
        Nosso modelo conceitual examina ambas as visões: técnicas e humanas de um sistema de VR. - figura 2. Do ponto de vista humano, temos que prover o estímulo e as ações dos participantes. Do ponto de vista técnico, temos que nos referir ao espaço físico, processos, equipamentos e conceitos que definem um ambiente. O ambiente provê estímulos que criam sensações que tornam possíveis as ações humanas através de movimentos. O ambiente, no contexto deste modelo de VR, é o espaço total, ambos real e artificial. 
 

 

Sensores e efetivadores:  

Sistemas de VR usam sensores e efetivadores para criar um ambiente participativo. Nós definimos 3 classes de efetivadores: 

• Shell - estacionários projetados para um objetivo ambiental e participativo;
• Fixture - periféricos usados para criar estímulos sensoriais;
• Appliance - elemento fixado no participante para estimular um ou mais sentido.

Definição de espaço e gerenciamento do ambiente:  
 
        A definição e integração dos ambientes real e artificial definem o ambiente participativo. O ambiente artificial compõe-se de e elementos: 

• definição de espaço: incluindo volume, espaço, definições de objetos e tempos, leis da Física, fluxo de material e
• gerenciador de ambiente: incluindo dinâmica, eliminação, criação, escala e controle de tempo.

Visão Técnica:  

        Robinett desenvolveu uma taxinomia para a experiência sintética. Esta é a primeira a usar o conceito de mediação técnica. Zelter tem usado um cubo autônomo e interativo para descrever a taxinomia de sistemas gráficos de simulação. Nosso modelo baseia-se no trabalho de Robinett. Ele inclui não somente mediação, mas, também criação e interação com o ambiente participativo. Ver figura 4 do artigo. 
        Figura 4 ilustra a visão técnica de um sistema de Realidade Virtual. Ela inclui o ambiente real e um novo componente chamado de confecção técnica. Confecção é o processo de preparar e fazer, especialmente para combinar. Em VR é necessário combinar o ambiente real com o artificial, para gerar o ambiente participativo. A confecção técnica inclui o modelo de confecção de que acomoda a interface de controle, define o ambiente artificial e media entre os participantes e o ambiente real. 
        Confecção técnica também estabelece o relacionamento entre os sensores e efetivadores para os participantes do ambiente. Algumas implementações em VR, tal como a telepresença, podem ser mais facilmente vistas pela função técnica que pela função intermediária entre participantes e mundo real. Também, a visão tecnológica revela um outro sensor participante, o sensor do estado do corpo, que monitora as condições involuntárias do corpo, tais como a temperatura, pulsação, pressão cardíaca. Em algumas condições, tais sensores são necessários, tal como em astronautas. 
        Figura 5 apresenta os elementos funcionais do modelo confecção. Há 2 funções de controle: uma para interfaces - na parte superior da figura e uma para ambientes - no centro. Ambiente de controle implementa a combinação dos ambientes real e artificial. As funções sobre o ambiente de controle incluem definição de espaço e gerenciador de ambientes, como já descrito. Função de mediação atuam quando o modelo opera como uma interface entre os participantes e o ambiente real. Funções de representação referem-se às diferentes formas que os participantes têm de estar nos ambientes - real e artificial. Elas incluem agentes, robôs, ou personificações com parâmetros tais como autonomia, inteligência e quantidade. Nós sentimos que o modelo VR deve suportar esta representação. Entretanto, o escopo de tal representação e o impacto de sua participação é alvo de pesquisa. 
        O modelo de confecção pode suportar modelos independentes para cada sistema de percepção e independência de cada músculo - sistema, mas, a sensibilidade de ações dos participantes está usualmente correlacionada com os sistemas de percepção. O modelo de confecção é o elemento central do processo de determinação do ambiente participativo. Os parâmetros que definem tais propriedades são o mapeamento da interface, modelo fonte, tempo e espaço. 

Fig. Abaixo representa exemplos de mapeamento de cada sistema muscular e perceptivo definidos nas tabelas 1 e 2: 

        A próxima figura lista os parâmetros que autorizam o modelo de confecção mudar propriedades de tempo e espaço dos ambientes. Os parâmetros diretos caracterizam a experiência natural dos participantes - de espaço e tempo. 
        Há uma hierarquia natural no gerenciamento e controle de sistemas VR baseado nos parâmetros do modelo de confecção técnica. Primeiro, o mapeamento da interface suporta definições da percepção dos participantes e ações destes. Depois, o modelo fonte define aspectos estáticos e dinâmicos deste ambiente. Finalmente, espaço e tempo têm igual importância: são independentes um do outro, mas dependentes nos 2 primeiros níveis de confecção do modelo.