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Projeto e implementação de um sistema de autoria para

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1. 14 da arte arame tet eon asi eye elt a Ne tel ee eet aie 15 2 1 2 Exemplos de game SN CINE US Da 17 22 Sistemas d d toria ini 19 2 2 1 Game engine versus Sistema de autoria 3D 20 2 2 2 Exemplos de sistemas de autoria 3 21 2 3 Unidade Geradora Virtual dando gua EEE Ana De 26 2 3 1 Caracter sticas e funcionalidades 25 02 uesssewsazendiesrh eyethaictaesdieaapeadeceiodsuaeass 27 2 3 2 Arquitetura COmpatacional 28 3 Desenvolvimento do sistema de autoria ITV rea 30 saia tes SO 31 3 32 6 Linguagem CAA yee 32 3 2 2 OGRE 3D Object Oriented Graphics Rendering Engine 32 PA E E tne ert nr A 35 3 2 4 OpCoDe Optimized Collision Detection 37 MIM DADE ee a A AEA 38 3 2 6 XML eXtensible Markup Language mess 38 3 3 Arquitetura do Sistema de Autoria TTV errar 39 Doak E E A E 40 E 42 3 3 3 Interpretador XML 42 Sed A Carregador SU ies sat 43 4 Implementa o do Sistema de Autoria de ITV re 45 AN Interface Cee
2. 54 Figura 4 7 Exemplo de sistema de part culas no Sistema de Autoria ITV 55 Figura 4 8 rvore de objetos do Sistema de Autoria 56 Figura 4 9 exemplo de sequ ncia de transi o Fade 57 Figura 4 10 Ferramenta piv do Sistema de 59 Figura 4 11 Exemplo de manipula o da orienta o no Sistema de Autoria ITV 61 Figura 4 12 Exemplo de utiliza o da manipula o de 6 62 Figura 4 13 Exemplo de aplica o de transpar ncia sobre um objeto da cena 3D 63 Figura 4 14 Exemplo de efeito de marca o sobre um objeto 64 Figura 4 15 Exemplo de objeto com anima o 65 Figura 4 16 Caixa de configura o da anima o de texto do ambiente virtual 66 Figura 4 17 Exemplo de texto no ambiente virtual 67 Figura 4 18 Exemplo de anima o com texto apresentado fora do ambiente virtual 68 Figura 4 19 Demonstra o da anima o de objetos do Sistema de Autoria ITV 69 Figura 4 20 Anima o de escala no Sistema de 70 Figura 4 21 Anima o 71 Figura 4 22 Representa o quadro a quadro de
3. composto de passos segiienciais Pode se pensar em um passo do projeto ITV como um slide de uma apresenta o Power Point Cada passo possui um tempo 50 de dura o total onde durante este tempo pode se criar anima es de todos os tipos O conceito de passos importante porque se aproxima do conceito de procedimentos da IT real a qual possui tamb m tarefas divididas em etapas bem definidas Al m das anima es um passo tamb m possui um cen rio inicial onde todos os objetos pain is sons e a c mera ter o um estado nico Por exemplo no passo sete de uma ITV o cen rio inicial do objeto gir rotormesh na posi o A com rota o B e transpar ncia C Em uma anima o t pica o cen rio inicial de um passo o cen rio final do passo anterior O Sistema de Autoria ITV capaz de pegar automaticamente o cen rio final do passo anterior para utilizar no passo seguinte Al m disso pode se tamb m em um mesmo passo inverter os cen rios final e inicial Por exemplo no in cio de um passo um objeto est no ponto A cen rio inicial e no final est no ponto B cen rio final O Sistema de Autoria ITV possui a fun o de transformar o cen rio inicial desse passo com o objeto no ponto B e o cen rio final com o objeto no ponto A Por m um passo n o precisa necessariamente iniciar onde o anterior acabou Por exemplo a c mera est mostrando a chegada de um avatar no primeiro andar de um pr dio
4. fa 45 4 2 Funcionamento de um projeto 48 ADM een tel a Siete 49 ADD WANTS AMENO sanada a caus ea satin teed Roe 52 Transi 56 58 4 2 5 AMMA nai das ag ed 65 4 2 6 Linha de cath desea E 74 4 3 Outras cease ee ea 75 44 Modos de treinamento s aii nai 76 4At Modo eee ak 11 44 2 Modo Guiade e oie eae O RA ea ai 77 44 3 Modo LIVIO test teeta eG wenden rent 78 4 4 4 Modulo de Supervis o haus aeons educa east dae 78 5 Estudo de caso ITV de partida de uma unidade hidrogeradora 80 5 1 Roteiro resumido da MV ss Ge tere dscns eet ES Sis rea coes Moses 80 Avaliacao dA ia Maca se me a 87 6 Conclus o e 05 5 2 5 91 T Referencias OUD OV FA LUCAS span 93 LISTA DE ILUSTRACOES Figura 2 1 Utiliza o da CryENGINE 3 i4 cnn S BGs 17 Figura 2 2 Imagem do jogo Read Dead Redemption em desenvolvimento na
5. o embutida reproduzida no sistema de autoria 73 Figura 4 23 Anima o embutida sendo utilizada no Sistema de Autoria ITV Anima o de realce Nesta anima o objetos mesh apresentam uma cor escolhida pelo usu rio diferenciada e intermitente sobre a sua superf cie destacando se dos outros objetos Este tipo de anima o muito til em projetos de treinamento para demonstrar objetos importantes ou que fazem parte da intera o do usu rio A figura 4 24 demonstra o uso deste recurso no Sistema de Autoria ITV Figura 4 24 Anima o de realce em objetos no Sistema de Autoria ITV 74 Anima o de narra o sonora Esta anima o nada mais que um som reproduzido durante um passo qualquer Foi nomeada de narra o porque o som ouvido o chamado som em duas dimens es ou seja permanece sem mudan a no volume ou freqii ncia independentemente do cen rio do ambiente 3D e da c mera Devido a estas caracter sticas o som freqiientemente utilizado para narra es Anima o de som de objeto Esta anima o representa a emiss o de um som por um objeto qualquer da cena Desta forma o som utilizado na anima o do tipo 3D ou seja o usu rio da ITV pode perceber a posi o do objeto a partir do som mudando se o volume e a frequ ncia sonora de acordo com a vis o da c mera O Sistema de autoria ITV gerencia toda esta imers o sonora automaticamente 4 2 6 Linha de tempo No Sistema de
6. o gr fica Por exemplo a engine Ogre se prop e a resolver o problema de renderiza o 3D A engine JGame uma biblioteca gr fica 2D para Java Em resumo tem se e Engine gr fica cuida apenas da renderiza o gr fica da cena e Game Engine cuida de todas as abstra es para cria o de um jogo seja gr fico som IA ou rede podendo ou n o ser totalmente servido de linguagem visual e Sistema de autoria 3D cuida de todas as abstra es da produ o a que se prop e assim como uma game engine por m um sistema de autoria 3D dotado de linguagem visual para o desenvolvimento 2 2 2 Exemplos de sistemas de autoria 3D Grande parte dos sistemas atuais trabalha na rea de cria o de modelos 3D a exemplo de 3D Studio Max ou Maya Outros sistemas s o modeladores de terreno e cen rios 3D Por m esta disserta o ir detalhar somente os sistemas de autoria 3D que permitem a cria o de anima es em tempo real com intera o do usu rio Anark Media Studio A plataforma Anark Media ANARK 2010 um avan ado sistema de desenvolvimento de aplica es 3D podendo ser usado para a autoria de simula es treinamento ou simples visualiza o Seu ponto forte a grande capacidade de intera o do usu rio com a anima o criada o que fundamental para aplica es de treinamento Este sistema de autoria totalmente livre de conhecimentos de programa o apesar de possuir 22 suporte para scripts
7. o para documentos estruturados Essa estrutura de um documento XML possui informa es tanto de conte do como do comportamento do conte do por exemplo O XML pode guardar uma foto e tamb m informa es sobre o que fazer com esta foto como girar ou dar zoom Uma linguagem de marca o uma forma de identificar estruturas em um documento e o XML vai al m ele deixa o desenvolvedor livre para criar suas pr prias marca es e assim customizar uma estrutura DYKES e TITTEL 2005 As marca es do XML s o chamadas de tags e podem ser dispostas em n veis hier rquicos 39 A UGV descrita na se o 2 3 j utilizava com sucesso documentos XML funcionando como um banco de dados guardando informa es de nome de pe as posicionamento e descri o Desta vez o Sistema de Autoria ITV utiliza o XML para os mesmos objetivos por m guardando mais informa es sobre uma pe a nome para uso interno r tulo com formata o posi o descri o formatada de objetos fotos relacionadas e outras informa es internas al m de descrever um arquivo de simula o ITV como ser detalhado no capitulo 4 Desta forma o software n o precisa ser recompilado para o ajuste das informa es de pe as e anima es 3 3 Arquitetura do Sistema de Autoria ITV O Sistema de Autoria ITV composto de m dulos percebidos apenas pelo ponto de vista do desenvolvedor Cada m dulo possui fun es bem definidas para resolu o de algumas tare
8. Por m algumas destas etapas poderiam ter seus esfor os suavizados a partir do reaproveitamento de componentes o que permitiria concentrar maiores esfor os em quest es fundamentais para o sucesso de jogos a exemplo de enredo e modelagem 3D Atualmente existem softwares que permitem esta suaviza o de esfor o em etapas ou mesmo a total extin o delas na cria o da aplica o 3D Estes softwares s o conhecidos como middleware e s o bastante populares na forma de game engine s O termo game engine popular desde a d cada de 90 com o uso de ferramentas para customiza o de jogos em 1 pessoa Atualmente o termo usado tamb m para designar as ferramentas de constru o de simula es ou visualiza es em 3D sendo que estas ferramentas s o exatamente game engine s por m n o s o usadas para construir jogos Este cap tulo trata da import ncia destas ferramentas no desenvolvimento de aplica es 3D Trata tamb m dos projetos anteriores que deram origem ao trabalho apresentado nesta disserta o 2 1 Game engine s 2 Uma game engine um software projetado para o desenvolvimento de jogos eletr nicos A sua principal caracter stica a abstra o de software e hardware onde o usu rio desenvolvedor do jogo ir trabalhar com uma interface amig vel enquanto a engine se encarrega das fun es do n cleo do jogo por exemplo renderiza o gr fica gerenciamento 15 de mem ria detec o d
9. a linguagem preferida pelos programadores de jogos e aplica es gr ficas 3D DEGOES 1999 Toda a codifica o do Sistema de Autoria ITV foi feita em alto n vel na linguagem C e em nenhum momento foi necess rio o uso de scripts linguagem de m quina ou codifica o por macros O compilador C utilizado foi o Microsoft Visual C 3 2 2 OGRE 3D Object Oriented Graphics Rendering Engine OGRE Object Oriented Graphics Rendering Engine uma engine 3D escrita em C desenvolvida com o intuito de tornar a produ o de aplica es gr ficas 3D mais f cil e 33 r pida atrav s do uso de suas dezenas de classes prontas A biblioteca est em constante atualiza o e recebe ajuda de milhares de desenvolvedores do mundo inteiro j que OGRE tem c digo aberto ali s a OGRE uma das bibliotecas gr ficas 3D de c digo livre mais utilizadas no mundo segundo JUNKER 2006 Entre outras caracter sticas a biblioteca multiplataforma funcionando em plataforma Windows Linux e Mac o que leva a zero o trabalho de portagem de c digo entre plataformas caso seja usado OGRE puro Devido a essa caracter stica a OGRE utiliza duas engines 3D de baixo n vel OpenGL usada em Windows Linux e Mac e Direct3D usada em Windows Esta biblioteca foi escolhida para a implementa o do Sistema de Autoria ITV porque uma biblioteca j validada pela grande comunidade de desenvolvedores de jogos e aplica es 3D al m de apre
10. cnicas Virtuais ou Sistema de Autoria ITV E um software de autoria para anima es simula es e treinamentos em Realidade Virtual em 3D Por m mais que isso o software tamb m permite a visualiza o e execu o de todas as anima es e treinamentos feitos nele pr prio O projeto de software do Sistema de Autoria ITV teve in cio em 2008 com parceria da Eletronorte S A ELETRONORTE 2010 empresa gerenciadora da Usina Hidrel trica de Tucuru no estado do Par Uma Usina Hidrel trica ou UHE um conjunto de equipamentos que tem por fun o transformar a energia potencial da gua em energia el trica Esta transforma o ou gera o pode ser resumida da seguinte forma segundo KIAMEH 2002 A gua captada conduzida atrav s de um sistema de tubula o capaz de agregar press o a ela Em geral a gua encontra se represada atrav s de uma barragem A press o da gua na tubula o capaz de girar um rotor que por sua vez gira um gerador O giro do gerador produz um campo eletromagn tico que pode ser coletado e distribu do como a energia el trica que usamos no dia a dia Em um primeiro momento o Sistema de Autoria ITV tem o objetivo de criar e simular os diferentes processos ocorridos na UHE de Tucuru a exemplo de uma limpeza na sala de m quinas manuten o do rotor ou vistoria na barragem Cada um destes processos descrito de maneira formal em um documento chamado de Instru o T cnica ou IT Na
11. cnicas de RV com gr ficos 3D UGV tinha como objetivo principal demonstrar sete processos ocorridos cotidianamente na UHG Um estudo mais aprofundado da UGV pode ser encontrado em PAMPLONA 2006 VILHENA e FILHO 2007 e SOUSA 2009 A figura 2 8 mostra uma imagem do software UGV em uso 27 Unidade Geradora Educativo M dulos vis es rvore de Equipamentos Fun es Ajuda 0 Unidade Geradora Eletronorte asd GC S Or UNIDADE GERADORA e REGULADOR DE VELOCIDADE NEYRPIC 1500 ALSTOM POWER e Gerador e Tens o Nominal 13 8 kV e Ratacan Nominal 1 A mm Figura 2 8 Software UGV 2 3 1 Caracter sticas e funcionalidades O software UGV dividido em m dulos Esta divis o permite o uso do software por diferentes perfis de usu rios Al m disso qualquer um dos m dulos pode ser carregado em qualquer momento da execu o do software Os principais m dulos da UGV s o e M dulo educativo permite que o usu rio visualize os modelos 3D que representam pe as de uma unidade hidrogeradora Neste m dulo existe a liberdade de navegar pelo ambiente rotacionar e mover objetos al m de visualizar informa es reais das pe as representadas nos modelos 3D e M dulos de opera o de partida e parada nestes m dulos o usu rio pode visualizar anima es de dois processos existentes em uma usina a partida alcan ar o estado de gera o de energia e a parada alcan ar o estado e
12. monocrom tico e Fun o de desfazer e refazer a es no Sistema de Autoria ITV e Som ambiente com customiza o do volume 4 4 Modos de treinamento Durante a cria o de um projeto ITV no Sistema de Autoria ITV podem se inserir tarefas para que o usu rio da ITV final resolva as Por exemplo o usu rio deve acionar uma alavanca antes de abrir uma tampa Este tipo de tarefa de suma import ncia para uma forte caracter stica do Sistema de Autoria ITV que o treinamento O criador de uma ITV que cont m tarefas de treinamento disp e de fun es para instruir o treinando e ao mesmo tempo avali lo de forma autom tica durante o treinamento da ITV Al m disso essas fun es podem ser utilizadas ou n o em uma mesma ITV pronta fazendo se uso dos modos de visualiza o Para agregar uma caracter stica de treinamento a uma fun o do Sistema de Autoria ITV por exemplo fazer com que um painel textual seja uma instru o textual de treinamento basta marcar a caixa Somente modos guiado e autom tico na edi o de uma anima o como mostra a figura 4 26 Os modos de visualiza o do Sistema de Autoria ITV s o baseados no estudo de SOUSA 2009 o qual ratifica a import ncia do aprendizado atrav s de simula es em realidade virtual al m de apresentar o treinamento dividido em etapas de aprendizado crescente atrav s dos modos de visualiza o 77 Texto Clique na chave para continuar 2 Somente m
13. neros de jogos n o s de maneira aceit vel mas de maneira otimizada como se a game engine fosse especializada naquele g nero o caso por exemplo da Torque 3D TORQUE 2009 que possibilita o desenvolvimento f cil e otimizado de diferentes g neros de jogos Pode se citar tamb m algumas tecnologias em ascend ncia que j est o sendo usadas por algumas game engine s como a Unreal Engine UNREAL 2010 suporte a motion 17 capture tecnologia de captura de movimentos de modelos reais diretamente para o modelo 3D e facial motion capture captura dos m nimos movimentos do rosto humano para o modelo 3D suporte a hardware escal vel intelig ncia artificial com aprendizado cria o dos modelos 3D na pr pria engine m dulo de testes autom ticos suporte aos novos perif ricos sensores de movimentos e cria o de jogos estilo sandbox o qual permite ao jogador a liberdade de explorar o cen rio inteiro do jogo de forma n o linear podendo fazer sua pr pria seqii ncia de objetivos para finaliza o do game 2 1 2 Exemplos de game engines CryENGINE 3 Esta game engine ainda em fase final de desenvolvimento pela empresa CryTek dara suporte as plataformas PC DirectX 9 10 e 11 Xbox 360 e Playstation 3 e tem como principal caracter stica o elevado grau de defini o gr fica usando recursos como texturas de alta resolu o luz volum trica alta fidelidade na simula o de fl idos e HDR lighting High Dynamic Ra
14. ou t cnicas avan adas de anima o A figura 2 4 mostra uma imagem do sistema de autoria da plataforma Anark Media emo efi J BOO RL UP O kan oe Figura 2 4 Interface do sistema de autoria Anark Media Studio O produto criado no Anark necessita de um programa cliente ou plugin para navegador distribu do pela empresa para ser executado ou pode ser distribu da em formato de video perdendo assim os recursos de interatividade Este sistema possui ainda um sistema de colis o simples por m sem qualquer simula o f sica Abaixo seguem algumas caracter sticas deste sistema de autoria 3D e Visualiza o de v deo no ambiente 3D e M ltiplas c meras e Implementa o de LoD Level of Detail em objetos 3D e texturas e Visualiza o de texto formatavel e Cria o de anima es auxiliadas por Linha de tempo e Conex o com banco de dados para carregamento de recursos e Manual com texto e tutoriais em v deo 23 e Necessita de uma placa de v deo NVIDIA Quadro FX Series 1700 Unity 3D Editor Este sistema de autoria muito usado tamb m como game engine para jogos infantis e educativos A grande versatilidade deste sistema combinando facilidades de fun es como clique e arraste com o uso de scripts torna o muito eficiente no quesito tempo de produ o UNITY 2010 Este sistema tamb m utilizado para a visualiza o de obras arquitet nicas onde o grande diferenc
15. para representar simula es e treinamentos reais Por m o software n o um modelador 3D Desta forma necess rio que se utilize de outros programas de autoria para cria o dos modelos que ser o utilizados nas ITV s O Blender um software de modelagem 3D gratuito e de c digo aberto um dos modeladores mais utilizados no mundo HESS 2007 um exemplo de software utilizado pra este fim O Sistema de Autoria ITV pode carregar objetos no formato mesh com anima es embutidas no formato skeleton padronizado pela plataforma OGRE Ambos estes formatos s o facilmente exportados a partir de formatos mais conhecidos como o 3ds do 3D Studio Max Para isso basta usar um dos v rios exportadores dispon veis na comunidade OGRE Pode se ainda criar um objeto ou uma anima o embutida diretamente para os formatos OGRE atrav s do Blender O tipo de anima o skeleton feita em tempo de modelagem e tamb m pode ser carregada pelo Sistema de Autoria ITV usada quando a anima o que se pretende fazer envolve altera o na malha de modelagem Por exemplo uma anima o de um avatar andando altera a forma da malha geom trica modelada pois simula ossos e suas articula es este tipo de anima o deve ser feita em tempo de modelagem e depois carregada no Sistema de Autoria ITV Mais sobre anima o do tipo skeleton na se o 4 2 4 O carregamento dos objetos mesh no Sistema de Autoria ITV pode ser feito de duas maneiras O pr
16. rio pode acessar algumas fun es do Sistema de Autoria ITV a partir deste elemento Os menus dispon veis s o Arquivo Navega o Ferramentas Exibir e Configura es Barras de Ferramentas Cont m os bot es com as fun es que permitem a produ o de uma ITV Estas fun es v o desde mover um objeto at cria o de uma nova ITV As barras de ferramentas s o Arquivo Objetos Manipula o Anima es Projeto Reprodu o e Desfazer Refazer rvore de objetos Este elemento da interface mostra uma lista de todos os objetos da cena sejam modelos 3D grupos de objetos ou part culas A lista ordenada em ordem alfab tica e hierarquizada de acordo com o grafo de cena do cen rio 3D ou seja representa objetos pais agrupando objetos filhos na cena O usu rio tamb m interage com este elemento podendo alterar nomes de pe as alterar a hierarquia do grafo de cena ou selecionar uma ou mais pe as do ambiente virtual Configura o da cena Atrav s deste elemento o usu rio pode alterar par metros de objetos do cen rio 3D por exemplo pode se digitar a posi o no cen rio 3D das pe as selecionadas ou mesmo alterar o n vel de transpar ncia de uma pe a Configura o do passo Pode se configurar dois par metros fundamentais de um projeto ITV e seus passos o tipo de transi o e o tempo de dura o do passo O conceito de passos explicado mais adi
17. 1 Figura 2 6 Interface do Thinking Worlds O sistema de autoria Thinking Worlds foi projetado para criar simula es e treinamentos em 3D por m pode ser usado para criar jogos percebendo se certa limita o 25 para isso com rela o a outras game engine s Desta forma o Thinking Worlds apresenta uma caracter stica desejada na rea de treinamento que a exporta o no padr o SCORM conjunto de protocolos para aprendizado via web SERVICES 2001 NGRAIN Producer O sistema de autoria NGRAIN especializado em cria o de anima es de procedimentos e cria o de tarefas de treinamento e simula o em tempo real Semelhantemente a outros sistemas de autoria NGRAIN um sistema que n o necessita de conhecimentos de programa o e segundo o site da empresa NGRAIN 2010 pode ser aprendido em somente dois dias O sistema utiliza uma interface dotada de linha do tempo para manejar as anima es criadas que v o desde rota es simples a narra es com som O NGRAIN permite tamb m a cria o de tarefas para a constru o de treinamentos A figura 2 7 apresenta a interface no momento da constru o de uma simula o See Figura 2 7 Interface do NGRAIN O NGRAIN dividido em partes com fun es bem definidas para facilitar a cria o distribui o e utiliza o dos projetos desenvolvidos 26 e Producer o sistema de autoria propriam
18. 2010 Disponivel em lt www ngrain com products producer html gt NITSCHKE B Professional XNA Game Programming For Xbox 360 and Windows S 1 Wrox 2007 OGRE Ogre 2010 Disponivel em lt www ogre3d org gt ONG J RAMACHANDRAN S Intelligent Tutoring Systems The What and the How ASTD The American Society for Training amp Development 2000 OPCODE www codercorner com Opcode htm 2008 Disponivel em lt www codercorner com Opcode htm gt 95 PAMPLONA A Um sistema de Realidade Virtual para Treinamento de Manuten o e Estudo de uma Unidade Hidrel trica de Energia Congresso Argentino de Ci ncias da Computa o 2006 RAGE RAGE 2010 Disponivel em lt www moby games com game group 3d engine rage gt RANDIMA F GPU Gems Programming Techniques Tips and Tricks for Real Time Graphics 1 edi o ed S 1 Addison Wesley Professional 2004 ROGER P Engenharia de Software 6 edi o ed S 1 McGraw Hill 2006 SERVICES F I Shareable Content Object Reference Model S 1 Faulkner Information Services 2001 SOUSA M A Uma nova abordagem de treinamento de manuten o em uma unidade hidrogeradora el trica utilizando tecnologias de realidade virtual desktop UFPA Bel m 2009 SPOLSKY J User Interface Design for Programmers S 1 Apress 2001 TATARINOV A Instanced Tesselation in DirectX10 Game Developers Conference S 1 s n 2008 TEAM A C Adobe Fla
19. Autoria ITV cada passo possui um conjunto de linhas de tempo As linhas de tempo desse conjunto apresentam a mesma dura o de tempo entre si Cada linha de tempo representa um objeto da cena que pode receber anima es al m da linha de tempo que representa o passo em si podendo receber anima es espec ficas de cada tipo de objeto A figura 4 25 mostra o conjunto de linhas de tempo de um passo qualquer de um processo ITV Linha do tempo x RR lda Tal peso ID A wsos MM Tm RR lal O Figura 4 25 Linhas de tempo do Sistema de Autoria ITV 75 Os cursores coloridos apontando para cima no exemplo da figura 4 25 s o os chamados marcadores de anima o Eles indicam a posi o temporal em que algum evento da anima o ir ocorrer Por exemplo os marcadores vermelhos na linha de tempo do objeto 5 2 ee gir eixo mesh s o marcadores de uma anima o de rota o onde o primeiro marcador indica tempo de in cio da rota o do objeto 1 66 segundos e o segundo representa o tempo em que a rota o p ra 7 segundos Outro exemplo s o os marcadores amarelos na linha de tempo passo 1 indicando uma anima o de c mera onde cada marcador representa uma vis o da c mera em um dado momento durante o tempo do passo Os marcadores podem ter sua posi o alterada atrav s do mouse ao longo da linha de tempo de modo que os tempos dos eventos das anima es tamb m ser o alterados P
20. Game Engine Design A Practical Approach to Real time Computer Graphics S 1 Morgan Kaufmann 2000 ELETRONORTE Eletronorte 2010 Disponivel em lt www eln gov br gt EVENS M MICHAEL J One on One Tutoring by Humans and Computers S 1 Lawrence Erlbaum Associates 2005 FMOD FMOD 2010 Disponivel em lt www fmod org gt 94 GREGORY J Game Engine Architecture 5 A K Peters 2009 HESS R The Essential Blender Guide to 3D Creation with the Open Source Suite Blender S 1 No Starch Press 2007 HOULMANN F METZ S High Dynamic Range Rendering in OpenGL S 1 2009 JUNIOR A P FILHO R Instru o T cnica Virtual V lvula Detectora de Press o Simp sio Brasileiro de Sistemas El tricos 2010 JUNKER G Pro OGRE 3D Programming S 1 Apress 2006 KIAMEH P Power generation handbook S 1 McGraw Hill Professional 2002 Disponivel em lt http pt wikipedia org wiki Turbina_hidr C3 A lulica gt KODU Kodu 2009 Disponivel em lt http fuse microsoft com kodu gt LARV LaRV 2010 Disponivel em lt www larv ufpa br gt LAW A KELTON W D Simulation Modeling and Analysis 3 edi o ed S 1 McGraw Hill Science Engineering Math 1999 MICROSOFT Power Point 2010 Disponivel em lt http office microsoft com en us powerpoint gt NETTO A A D O TAVARES W R Introdu o Engenharia de Produ o S 1 Visual Books 2006 NGRAIN NGRAIN
21. ITV j que usu rio poderia clicar em uma pe a mas selecionar outra equivocadamente Portanto o ideal que a sele o seja feita com o clique exato em qualquer parte da pe a ou seja somente clicando em uma das faces da geometria do objeto Para isso foi utilizada a biblioteca para detec o de colis o OpCoDe Optimized Collision Detection que integrada com OGRE chama se OGREOpCoDe Esta uma biblioteca de c digo aberto e d suporte somente a detec o da colis o deixando por conta do desenvolvedor o tratamento f sico devido OpCoDe usado como base em outros gerenciadores de f sica como o ODE Para saber mais sobre OpCoDe consulte OPCODE 2008 3 2 5 FMOD API FMOD uma biblioteca para reprodu o e cria o de udio desenvolvida pela Firelight Technologies possuindo suporte a muitos formatos de udio em diversas plataformas Suas principais vantagens est o no custo sendo gratuito para projetos n o comerciais e a popularidade o que torna a busca e aprendizado por uma solu o muito mais r pidos Algumas aplica es que utilizam o FMOD s o Unreal Engine 3 Unity engine Forza Motor Sport 3 e a s rie de jogos Guitar Hero FMOD 2010 O Sistema de Autoria ITV utiliza a biblioteca em alto n vel FMOD somente para reprodu o de sons por m a reprodu o pode se dar em stereo ou em tr s dimens es 3 2 6 XML eXtensible Markup Language O XML eXtensible Markup Language uma linguagem de marca
22. a qual a c mera est apontada A c mera assim como outros objetos da cena pode ser manipulada para que o usu rio veja as partes que se deseja no ambiente virtual O Sistema de Autoria ITV pode manipular a c mera de tr s maneiras diferentes podendo ser usadas simultaneamente usando a ferramenta Andar que permite ao usu rio mover a c mera para qualquer ponto e apont la para qualquer dire o somente usando o mouse usando o teclado para manipular a c mera completamente digitando no painel de configura o da cena a posi o da c mera e o seu ponto de foco na cena 3D Transpar ncia Um objeto dito transparente quando poss vel ver atrav s das faces da sua geometria O Sistema de Autoria ITV pode manipular totalmente a transpar ncia de qualquer objeto da cena 3D inclusive sistema de part culas tornando o totalmente transparente invis vel ou nada transparente Esta manipula o muito til para demonstrar partes ocultas 63 dos modelos representados por exemplo tornar transparente a representa o dos m sculos de um avatar para visualizar o seu esqueleto Pode se tamb m escolher qualquer valor intermedi rio de transpar ncia A manipula o de transpar ncia no Sistema de Autoria ITV s pode ser feita pelo painel de configura o da cena A figura 4 13 mostra o objeto da figura 4 10 com cinqiienta por cento de transpar ncia Figura 4 13 Exemplo de aplica o de transpar ncia sob
23. do ambiente virtual ou seja o texto mostrado em um painel separadamente da cena 3D O painel tamb m mostrado com um efeito de transpar ncia por m n o se pode escolher a posi o do texto ou a cor dele A figura 4 18 mostra um exemplo de texto fora do ambiente virtual 68 o Ferramentas Bibir Configura es Fah AB rg 9 fea oa be b feta Bo RARE See py amp pesas 0 2 4 6 8 10 Transi o para op Kiev ore de objetos C mera gaa Transpar ncia E x 0 0000 gt Y 0 0000 z 0 0000 Skeleton Mostrar FPS S z 1 608 x 0 719 rim Figura 4 18 Exemplo de anima o com texto apresentado fora do ambiente virtual Transla o de objeto Quando se quer animar o movimento de um objeto de um ponto A para um ponto B este tipo de anima o pode ser utilizado Na verdade o Sistema de Autoria ITV permite a cria o de in meros pontos na trajet ria da anima o onde o software ir interpolar o caminho descrito pelos pontos definidos Este tipo de anima o pode ser feito de maneira r pida com o mouse definindo se os pontos da anima o no pr prio ambiente virtual A figura 4 19 demonstra uma anima o de transla o onde os objetos semitransparentes representam a trajet ria seguida durante a anima o entre somente dois pontos 69 Figura 4 19 Demonstra o da anima o de objetos do Sistema de Autoria ITV Escala de objetos O
24. engine 18 Figura 2 3 Game engine KODU ans el 19 Figura 2 4 Interface do sistema de autoria Anark Media Studio 22 Figura 2 5 Sistema de autoria Unity 3D em uso 23 Figura 2 6 Interface do Thinking Worlds areas 24 Figura 2 7 Interface do NGRAIN 42 0 ee de kta kh ge 25 Fig ta 28 S Software UGV inii tases 27 Figura 3 1 Jogos feitos com a biblioteca OGRE 3D 34 Figura 3 2 Aplica es utilizando Qt sas aan 36 Figura 3 3 Representa o do bounding box 37 Figura 3 4 Arquitetura do Sistema de Autoria 39 Figura 3 5 N cleo da arquitetura do Sistema de Autoria 41 Figura 3 6 Documento ITV simplificado arara 43 Figura 4 1 Tela principal do Sistema de Autotia ITV 46 Figura 4 2 Diagrama da estrutura de anima es de uma 49 Figura 4 3 Bot es de manipula o de passos err 51 Figura 4 4 Lista de passos do Sistema de Autoria ITV 51 Figura 4 5 Estrutura XML que pode ser usada para carregamento de objetos 53 Figura 4 6 Listagem dos objetos dispon veis para carregamento na cena
25. ent o o avatar pegar o elevador em dire o ao s timo andar mas n o se quer animar todo o trajeto do elevador entres esses andares Ent o se faz um corte na anima o de modo que no final de um passo a c mera esteja no primeiro andar e no in cio do passo seguinte ela j esteja no s timo Para situa es como essa o produtor de uma ITV pode configurar a cena 3D como queira posicionando a c mera ou alterando qualquer outro elemento do ambiente 3D e ent o memorizar o cen rio inicial daquele passo manualmente apenas com um clique no bot o A qualquer momento da produ o de uma ITV um novo passo pode ser adicionado ao projeto em qualquer posi o exceto na primeira posi o por exemplo em uma IT V com sete passos pode se inserir um novo passo entre os passos tr s e quatro ou ap s o sete por m n o se pode inserir um novo passo antes do primeiro Esta exce o n o representa uma limita o do Sistema de Autoria ITV mas sim um conceito a ser seguido o primeiro passo representa o estado inicial de todos os elementos do projeto seja modelos 3D c mera painel textual ou som Portanto se o produtor da ITV quiser criar um novo primeiro passo ele deve na verdade alterar o estado dos elementos do primeiro passo 51 O Sistema de Autoria ITV pode ainda copiar um passo ja existente para outro passo qualquer Desta forma podem se aproveitar anima es e cen rios j criados para compor a ITV aumentando a produtividade medi
26. fora da usina Anima es de c mera s o utilizadas para navegar pelo fluxo e mostrar boa parte da usina No fim da ITV caso o usu rio tenha visualizado a em um dos modos de treinamento guiado ou livre apresentado um relat rio de avalia o gerado pelo Sistema de Autoria ITV o qual cont m essencialmente os erros e acertos do usu rio durante a simula o da ITV de partida 5 2 Avalia o da ITV O Sistema de Autoria ITV p de ser avaliado em 2010 antes da conclus o do projeto Esta avalia o foi realizada pelos pr prios usu rios finais do software Neste caso quarenta funcion rios da Eletronorte envolvidos com a Usina Hidoel trica de Tucuru utilizaram ITV s totalmente criadas no Sistema de Autoria ITV e puderam expor suas opini es sobre a relev ncia do projeto para o uso na rotina de trabalho Dentre os funcion rios avaliadores estavam t cnicos de manuten o el trica t cnicos de manuten o eletr nica operadores da 88 usina engenheiros de automa o e gerentes O estudo completo desta avalia o pode ser visto em JUNIOR e FILHO 2010 O primeiro gr fico mostrado na figura 5 9 representa a avalia o da relev ncia do treinamento virtual no Sistema de Autoria ITV para o treinamento real na usina Pode se perceber que a grande maioria dos avaliadores entendeu que o Sistema de Autoria ITV bastante adequado neste aspecto de treinamento 100 E inadequada 80 E Pouco 60 Adequada a 40 Ad
27. nas mais diversas reas como medicina ind stria e constru o civil Desta forma viu se a necessidade de cria o das anima es de forma f cil r pida simples barata e ainda sem conhecimento profissional na rea de simula o ou anima o 3D Para suprir estas necessidades existem as ferramentas de autoria 3D Para ilustrar a import ncia destas ferramentas pode se utilizar o exemplo de uma f brica de motor de carro um funcion rio rec m contratado para o departamento de manuten o precisa se familiarizar com as pe as e funcionamento de um modelo de motor Por m o dif cil manuseio das pe as reais e a imposs vel visualiza o do funcionamento interno deste motor impossibilitam que o funcion rio realize o treinamento Para resolver este problema outros funcion rios da rea de manuten o que j estavam familiarizados com o motor criaram uma anima o 3D em uma ferramenta de autoria com as pe as do motor em funcionamento O funcion rio rec m contratado agora pode conhecer as pe as do motor e saber como elas agem O melhor disto que os criadores da anima o n o precisaram de conhecimentos de programa o ou mesmo de anima o profissional Precisaram apenas conhecer a ferramenta de autoria e o processo que estavam criando no caso do exemplo o funcionamento do motor 2 2 1 Game engine versus Sistema de autoria 3D A comunidade Intelligent Tutoring System popularizou o termo sistema de autoria referi
28. o Outra grande caracter stica das game engine s atuais est na melhoria do gerenciamento dos recursos de hardware e software permitindo por exemplo o uso de mais de uma placa de v deo diminuindo a carga de processamento na CPU e aumentando na GPU e hi a ba limpando recursos inutilizados usando recursos novos como o tesselation que uma t cnica de altera o din mica do n vel de detalhe dos modelos 3D TATARINOV 2008 Estas caracter sticas em especial s o importantes para a longevidade de uma game engine a qual evolui mais lentamente que a tecnologia envolvida em sua execu o ou seja uma game engine criada em 2008 deve ter suporte para uma tecnologia criada em 2010 Um fator que se torna essencial no mercado de jogos atual a distribui o multiplataforma O ideal que uma game engine produza um jogo da mesma forma e sem qualquer altera o no projeto em v rias plataformas Atualmente se v o lan amento de jogos para tr s ou quatro plataformas ao mesmo tempo sem muita diferen a entre si Esta caracter stica agrada tanto desenvolvedores que n o precisaram ter um retrabalho na cria o quanto usu rios dos jogos que v o poder usufruir do jogo naquela plataforma que eles disp em ou preferem A generaliza o da game engine importante para o sucesso comercial afinal nem s de jogos em 1 pessoa que vive a ind stria de jogos ou seja a engine deve permitir a produ o dos mais variados g
29. o ser t o simples ou r pida para justificar o seu uso A constru o requer o conhecimento de modelagem 3D programa o de computadores matem tica 3D e conhecimento do processo que ser simulado Desta forma em alguns casos a constru o da simula o pode representar uma dificuldade t o grande quanto o uso do cen rio real A situa o ideal que o foco de trabalho esteja na simula o em si e n o na constru o da simula o ou seja o que se quer uma ferramenta que possibilite criar uma simula o da maneira mais r pida natural e transparente poss vel para que todos os esfor os se concentrem apenas na an lise da simula o Felizmente existem ferramentas que possibilitam a cria o de cen rios em RV de maneira simples e r pida e muitas vezes sem retirar o foco no objetivo final que a simula o Essas ferramentas s o conhecidas como sistemas de autoria Esta disserta o apresenta a estrutura e implementa o de uma solu o de software para cria o de simula es em RV de processos operacionais industriais um sistema de autoria Como pretendido o software permite a cria o de simula es sem conhecimento de programa o de computadores bastando poucas horas de treinamento no software em quest o 12 O software implementado pela equipe de desenvolvimento do Laborat rio de Realidade Virtual da UFPA LARV e apresentado nesta disserta o recebe o nome de Sistema de Autoria de Instru es T
30. ou mais objetos na cena utilizando a ferramenta piv ou digitando o valor dos pontos X Y ou Z no painel de configura o da cena Orienta o O conjunto de rota es de um objeto em torno dos pr prios eixos do ponto piv forma a orienta o desse objeto No Sistema de Autoria IT V tamb m poss vel alterar a orienta o a partir do mouse usando a ferramenta piv ou ainda se pode alterar os valores de orienta o expressos em Quaternion conjunto de n meros comumente usados em matem tica 3D WEISSTEIN 2010 no painel de configura o da cena A figura 4 11 um exemplo de uma altera o na orienta o do objeto da figura 4 10 Neste exemplo ocorreu uma rota o do objeto em torno do eixo Y 61 Figura 4 11 Exemplo de manipula o da orienta o no Sistema de Autoria ITV Escala A manipula o de escala dos objetos significa manipular as dimens es deles Mais uma vez esta manipula o pode ser feita com a ferramenta piv ou atrav s do painel de configura o da cena alterando se os valores multiplicadores das escalas em cada eixo A figura 4 12 mostra o objeto da figura 4 10 com suas dimens es alteradas usando se a manipula o de escala 62 Figura 4 12 Exemplo de utiliza o da manipula o de escala C mera A c mera do Sistema de Autoria ITV s o os olhos do usu rio sobre o ambiente virtual ou seja a cena renderizada e mostrada no painel do ambiente virtual aquela cena para
31. s Instru es T cnicas s o de grande import ncia na ind stria pois mostra um caminho otimizado que resolva um problema de modo que n o haja acidentes seja r pido e utilize o m nimo de recursos dispon veis IT s s o utilizadas em in meras reas al m da ind stria como no Corpo de Bombeiros piscicultura ou lanchonetes Para exemplificar a Eletronorte S A possui um procedimento de desmontagem da caixa de veda o da turbina hidrogeradora Este procedimento possui uma Instru o T cnica definindo desde par metros de seguran a at os materiais utilizados na limpeza das pe as Esta IT totalmente textual e cita nomes de pe as a serem desmontadas sem sequer descrev las ou apresentar fotos da mesma Logo a execu o desta IT n o seria realizada facilmente por algu m que n o conhece o procedimento na pr tica Uma Instru o T cnica Virtual a transposi o de todo o cen rio descrito na IT textual para o mundo virtual em 3D A id ia central das ITV s transformar a descri o textual de uma IT textual comum em uma demonstra o visual e interativa do processo tornando o aprendizado mais simples e intuitivo Vale ressaltar que as ITV s n o substituem IT s textuais por m elas servem como aux lio no treinamento e ambienta o gt Em 2007 o software UGV apresentou sete m dulos que simulavam instru es t cnicas de opera o e manuten o da Usina Hidrel trica de Tucuru Como dito ant
32. todas as informa es podem ser expostas somente no ambiente virtual 3D Outra melhoria de grande utilidade seria a possibilidade de grava o de v deos das simula es constru das no Sistema de Autoria ITV de modo que se pudesse apresentar a anima o em diferentes dispositivos como celulares ou aparelhos de DVD Esta grava o deveria estar embutida no Sistema de Autoria ITV e permitiria uma distribui o t o simples que o v deo gerado poderia ser facilmente distribu do em sites na Internet j que n o necessitaria do Sistema de Autoria ITV para a visualiza o da anima o claro que uma caracter stica importante seria perdida a intera o do usu rio com o ambiente virtual nos modos de treinamento Pode se tamb m pensar em uma distribui o multiplataforma visto que o Sistema de Autoria ITV pode ser executado apenas em plataforma Windows Esse ambiente multiplataforma poderia incluir at mesmo dispositivos port teis ou execu o embutida em tecnologia Flash para distribui o das simula es na web Uma grande evolu o do Sistema de Autoria ITV seria a cria o de simula es n o determin sticas ou seja a simula o come a de uma forma por m pode seguir por caminhos diferentes e finalizar de formas diferentes Este tipo de simula o interessante para a simula o de erros em processos Por exemplo no processo de partida de uma UHG descrito nesta disserta o pode haver erros que impossibilite
33. uma anima o de c mera no Sistema Autoria 12 Figura 4 23 Anima o embutida sendo utilizada no Sistema de Autoria ITV 73 Figura 4 24 Anima o de realce em objetos no Sistema de Autoria TTV 13 Figura 4 25 Linhas de tempo do Sistema de 74 Figura 4 26 Exemplo de fun o de treinamento 77 Figura 4 27 Relat rio gerado pelo m dulo de supervis o 79 Figura 5 1 Primeiro passo da ITV de 44 81 Figura 5 2 Passo que mostra a realiza o de tarefas de pr condi o de partida 82 Figura 5 3 Imagem do passo 19 mostrando COU 82 Figura 5 4 Acionamento da centralina representada no Sistema de Autoria ITV 83 Figura 5 5 Intera o do usu rio com a interface virtual do COU 84 Figura 5 6 Anima o de textura sendo utilizada para representar o fluxo de leo 85 Figura 5 7 Abertura das palhetas diretrizes csecccsscecotesceetencesseeceneescenteccensens 86 Figura 5 8 Imagem da ITV de partida representando o in cio da gera o de energia Figura 5 9 Avalia o da adequa o do treinamento em RV para o treinamento real 88 Figura 5 10 N vel de usabilidade do Sistema d
34. ADA ADEQUADA PARA OBTEN O DO GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA EL TRICA NA REA DE COMPUTA O APLICADA APROVADA EM 03 09 2010 BANCA EXAMINADORA Prof Dr Manoel Ribeiro Filho ORIENTADOR UFPA Prof Dr Marcus Vin cius Alves Nunes MEMBRO UFPA Prof Dr Marcos Paulo Alves de Sousa MEMBRO Museu Paraense Em lio Goeldi VISTO Prof Dr Marcus Vin cius Alves Nunes COORDENADOR DO PPGEE ITEC UFPA RESUMO Esta disserta o apresenta o projeto desenvolvimento e implementa o de um software para cria o de anima es simula es e treinamentos de processos e instru es t cnicas industriais destacando tamb m a arquitetura utilizada para sua implementa o O software apresentado permite a gera o de anima es textos sons e intera es fornecendo ferramentas de cria o visualiza o e supervis o da simula o com o uso de Realidade Virtual em tr s dimens es A disserta o trata ainda do uso pr tico do software atrav s de um estudo de caso com simula es 3D de processos industriais reais de uma usina de gera o de energia el trica Este estudo tamb m contribui para as reas de treinamento em realidade virtual e sistemas de autoria 3D ao apresentar conceitos inovadores na rea de supervis o autom tica mostrando tamb m uma poss vel estrutura de componentes de software para uso nas reas citadas Pode se destacar ainda a revis o de tecnologias semelhantes proposta neste traba
35. O AHH m m 5 fo oa de 5 G MRE Sa Bf de objetos Confquea o da cera C mera w c E x 0 0000 0 0000 4 2 0 0000 x 63 340 Sv 5 0 2 55 23 6 Termpertnos 0 000 Contomo Nenhum 55 Conf passo X Tans oparaop Normal Condicional Fade Dura o do passo 10 00 gt Manter valores Ua de passos BX Figura 4 7 Exemplo de sistema de particulas no Sistema de Autoria ITV O Sistema de Autoria ITV possui um componente que lista todos os objetos contidos na cena a arvore de objetos Este componente mostrado na figura 4 8 serve como uma forma pr tica de selecionar um ou mais objetos ao mesmo tempo A sele o na rvore de objetos reflete na sele o dos objetos no ambiente virtual assim como a sele o dos objetos no ambiente virtual reflete na rvore de objetos 56 Arvore de objetos x grd parafuso gdal9 grd parafuso gdazZ0 grd parafuso gdaZi grd parafuso qdaZ2 grd parafuso qdaZ3 grd parafuso gdaZ4 grd parafuso gdaZ5 grd parafuso qgdaZ E Grupo grd parafuso gdaz7 grd parafuso 4828 grd parafuso 4828 grd parafuso gda30 grd parafuso gda31 Figura 4 8 rvore de objetos do Sistema de Autoria ITV Existe ainda um tipo especial de objeto que invis vel o objeto agrupador n o mostrado na cena 3D mas pode ser visualizado na rvore de objetos servindo apenas para compor hierarquias no grafo
36. Por exemplo a figura 4 8 mostra o objeto Grupo que est um n vel de hierarquia acima do objeto parafuso gda27 por m est no mesmo n vel de grd parafuso gda23 Diz se ent o que Grupo pai de grd parafuso gda 7 e irm o de parafuso gda23 O Sistema de Autoria ITV permite que a hierarquia seja feita em v rios n veis por exemplo Grupo pai de parafuso gda27 e filho de Grupo Apesar de ser invis vel no ambiente virtual agrupadores podem receber qualquer anima o do Sistema de Autoria ITV Dessa forma podem se simular movimentos que seriam imposs veis de serem feitos sem usar hierarquia a exemplo do movimento de transla o da terra em torno do sol 4 2 3 Transi o Uma transi o no Sistema de Autoria ITV nada mais do que a forma com que um passo n finalizado para o in cio do passo n 1 A transi o importante para que o projeto ITV como um todo tenha uma sequ ncia coerente 57 Transi o normal Neste tipo de transi o o passo transicionado automaticamente sem qualquer efeito especial ou seja simplesmente o passo n 1 carregado ao final do passo n A transi o normal indicada para situa es em que a anima o do pr ximo passo uma perfeita sequ ncia da anima o do passo atual por exemplo quando em uma anima o do passo n a c mera finaliza posicionada no ponto A e no passo n 1 a anima o da c mera inici
37. UHE de Tucuru algumas das IT s mais importantes s o as IT s de Opera o e IT s de Manuten o que descrevem respectivamente um processo de opera o de algum equipamento e um processo de repara o limpeza ou vistoria de algum equipamento O Sistema de Autoria ITV pode eficientemente descrever totalmente uma IT real em uma IT Virtual ITV simulando cada passo a ser seguido durante o processo regido pela IT O projeto proposto e implementado apresentado nesta disserta o validou em diferentes momentos a sua utiliza o Sendo assim este trabalho tamb m apresenta um estudo de caso onde a Instru o T cnica de Opera o Partida de uma Unidade Geradora utilizada na UHE de Tucuru foi totalmente descrita na forma de ITV com o uso do Sistema de Autoria ITV Al m deste cap tulo de introdu o que descreveu resumidamente o objetivo do trabalho e a motiva o de sua realiza o existem ainda cinco cap tulos 13 O capitulo 2 apresenta trabalhos que serviram de base para a cria o do software Sistema de Autoria ITV al m de mostrar sistemas de autoria semelhantes ao sistema mostrado nesta disserta o Al m de apresentar o sistema de software UGV que originou o in cio do projeto atual mostrado neste trabalho O cap tulo 3 explica o desenvolvimento do Sistema de Autoria ITV enumerando alguns requisitos iniciais que comp e o software Apresenta cada uma das tecnologias utilizadas no desenvolvimento da apl
38. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARA INSTITUTO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA EL TRICA PROJETO E IMPLEMENTA O DE UM SISTEMA DE AUTORIA PARA ANIMA ES SIMULA ES E TREINAMENTOS EM REALIDADE VIRTUAL PEBERTLI NILS ALHO BARATA DM 17 2010 UFPA ITEC PPGEE CAMPUS UNIVERSITARIO DO GUAMA BEL M PARA BRASIL SETEMBRO 2010 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARA INSTITUTO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA EL TRICA PROJETO E IMPLEMENTA O DE UM SISTEMA DE AUTORIA PARA ANIMA ES SIMULA ES E TREINAMENTOS EM REALIDADE VIRTUAL PEBERTLI NILS ALHO BARATA DISSERTA O SUBMETIDA BANCA EXAMINADORA APROVADA PELO COLEGIADO DO PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA EL TRICA DO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR COMO REQUISITO PARA A OBTEN O DO GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA EL TRICA NA REA DE COMPUTA O APLICADA UFPA ITEC PPGEE CAMPUS UNIVERSITARIO DO GUAMA BEL M PARA BRASIL SETEMBRO 2010 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARA INSTITUTO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA EL TRICA PROJETO E IMPLEMENTA O DE UM SISTEMA DE AUTORIA PARA ANIMA ES SIMULA ES E TREINAMENTOS EM REALIDADE VIRTUAL AUTOR Pebertli Nils Alho Barata DISSERTA O DE MESTRADO SUBMETIDA AVALIA O DA BANCA EXAMINADORA APROVADA PELO COLEGIADO DO PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA EL TRICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR E JULG
39. a no ponto A Transi o Fade A transi o Fade adiciona um efeito especial na mudan a entre os passos Este efeito caracterizado pelo escurecimento total e gradativo do ambiente virtual no fim do passo n e clareamento gradativo e total no inicio do passo n 1 Este feito demonstrado na figura 4 9 Figura 4 9 exemplo de seqii ncia de transi o Fade A transi o fade ao contr rio da transi o normal indicada para anima es descont nuas de modo que a transi o entre elas n o seja brusca evitando desconfortos para quem usa a ITV pronta Transi o condicional Em ITV s de treinamento o conceito mais importante da realidade virtual a intera o de modo que o usu rio interaja com a cena 3D a fim de realizar uma tarefa No 58 Sistema de Autoria ITV existe a transi o condicional como uma forma muito simples e pr tica para agregar intera es a ITV s feitas com o prop sito de treinamento Para exemplificar imagina se um treinamento em realidade virtual onde o treinando deve saber em que momento puxar as alavancas e os bot es corretos de um painel de controle de um processo de beneficiamento de madeira Seria muito til neste treinamento que o usu rio n o s olhasse os bot es e alavancas sendo acionados em uma anima o mas que ele mesmo pudesse acionar os comandos interagindo no ambiente virtual No Sistema de Autoria ITV o produtor pode usar a transi o condicional para
40. al do sistema de regula o para normaliza o desse sistema A abertura feita manualmente por um operador funcion rio da usina o qual utiliza uma ferramenta para facilitar o processo Muitas anima es foram utilizadas neste passo sendo uma anima o embutida para anima o do esqueleto do avatar que representa o operador anima es de transla o para representar a locomo o do avatar anima o de painel textual na cena e anima o de rota o para simula o do uso da ferramenta al m claro de anima es de c mera para a correta visualiza o do processo A figura 5 2 apresenta este processo na ITV 82 Abertura dia v lvula Orin 5 5 al Ww e A 4 A o M Figura 5 2 Passo que mostra a realiza o de tarefas de pr condi o de partida Durante o passo 19 o COU Centro de Opera es da Usina apresentado Neste local um operador ir controlar e monitorar acontecimentos do processo de partida da UHG A figura 5 3 mostra o COU e seus equipamentos de controle e monitora o que ser o utilizados pelo funcion rio e pelo usu rio da ITV durante a simula o da partida Figura 5 3 Imagem do passo 19 mostrando o COU 83 O acionamento do equipamento chamado centralina que controla a abertura e fechamento da comporta da tomada d gua representado na ITV com anima es de transpar ncia anima es de realce de objetos e tamb m com a intera o do usu rio r
41. ante neste cap tulo Lista de passos A lista de todos os passos do projeto ITV atual mostrada neste componente da interface de modo que o usu rio possa acessar qualquer passo diretamente apenas com um clique do mouse Cada item da lista mostra o nome do passo e uma imagem do ambiente 3D naquele passo Linhas de tempo A linhas de tempo s o exclusivas de cada passo e de cada objeto da cena 3D ou seja cada objeto possui uma linha de tempo em cada passo Atrav s dela pode se alterar a anima o dos objetos do cen rio simplesmente mudando os marcadores da linha do tempo O uso das linhas de tempo poder ser mais bem entendido na se o 4 2 6 48 4 2 Funcionamento de um projeto ITV Os modelos 3D projetados em um programa separado do Sistema de Autoria ITV como Blender podem ser carregados e configurados para formar a cena 3D inicial da ITV a ser construida O sistema de Autoria ITV permite tamb m carregar sistemas de particulas alterar a hierarquia dos objetos da cena agrupando os para facilitar a manipula o alterar par metros do objeto como orienta o 3D transpar ncia escala e diversas outras transforma es todas em tempo real Para uma representa o fiel da instru o t cnica o software conta com algumas funcionalidades que possibilitam a confec o de diferentes anima es simula es e treinamentos que ao fim da gera o da ITV resultar o na descri o visual completa de um processo ou IT Estas an
42. com objetos do mundo virtual de modo que se o objeto correto for acionado o pr ximo passo ser carregado Pode se escolher um ou mais objetos da cena para serem os acionadores da transi o 49 O conceito de transi o em um projeto ITV prov uma maior naturalidade as simula es de modo que o usu rio entende que o projeto ITV executado como um todo Al m disso o tipo de transi o condicional tem grande import ncia na intera o do usu rio no decorrer da ITV Por exemplo se em um determinado processo uma bomba de leo deve ser ligada manualmente pelo operador atrav s do acionamento de uma chave Este processo pode ser feito no Sistema de Autoria ITV criando se uma transi o do tipo condicional que ocorrer quando o usu rio interagir com a ITV clicando no objeto 3D que representa a chave de liga o da bomba Esta caracter stica torna a experi ncia de aprendizado do processo mais pr tica e realista A figura 4 2 descreve de forma simples a rela o dos elementos envolvidos na constru o de uma ITV De acordo com a figura cada passo Pn possui um cen rio inicial e anima es associadas Essas anima es ocorrem no intervalo de tempo TPn Al m disso entre cada dois passos existe uma transi o Tn para tornar a IT V concisa BARATA 2009 ITV Intervalo de tempo Intervalo de tempo 2 Figura 4 2 Diagrama da estrutura de anima es de uma ITV 4 2 1 Passos Um projeto ITV
43. criar treinamentos deste tipo A transi o condicional faz com que a mudan a de um passo n para o passo seguinte n l ocorra somente quando o usu rio clique com o mouse em um dos modelos 3D escolhidos como objetos de transi o Esta escolha feita durante a produ o da TTV 4 2 4 Manipula o O Sistema de Autoria ITV possibilita que os objetos do cen rio 3D sejam manipulados de diversas formas A manipula o dos objetos o ato do usu rio ou do produtor da ITV de alterar par metros a fim de explorar ou montar a Cena 3D ou ainda criar anima es com a ajuda das manipula es Podem se alterar os seguintes objetos modelos 3D grupos c mera e sistema de part culas No objeto c mera pode se alterar a sua posi o e a sua dire o Em todos os outros se pode alterar a posi o a orienta o a escala a transpar ncia a marca o de cor e a anima o embutida Ponto de piv O conceito de ponto piv foi herdado dos programas de modelagem 3D e usado no Sistema de Autoria IT V para a es de manipula o e tamb m anima es O ponto de piv o ponto no espa o em torno do qual todas as transforma es como rota es e escalas s o centrados Por exemplo para rotacionar o ponteiro de um rel gio o seu ponto de piv deve estar na extremidade inferior do ponteiro Ou ainda para criar uma anima o de rota o num pneu de um carro o ponto de piv deve estar no centro do pneu No Sistema de Auto
44. da que se reaproveita passos j feitos A figura 4 3 mostra os bot es de adi o de passo remo o de passo memoriza o do cen rio inicial c pia do cen rio final do passo anterior c pia de passos invers o de cen rios em ordem da esquerda para a direita i fa fes id no Figura 4 3 Bot es de manipula o de passos A lista de todos os passos de uma ITV mostrada no painel Lista de passos apresentado na figura 4 4 Sendo que cada passo possui um nome e uma imagem representando o Al m disso a sele o de qualquer um desses cones na lista de passos far com que o passo referente seja carregado e mostrado no Sistema de Autoria ITV podendo ent o ser executado ou alterado Lista de passos 59 Abertura da v lvula de isolamento 60 N vel baixo de leo do mgt 61 Restabelecimento do nivel de leo no mgt Figura 4 4 Lista de passos do Sistema de Autoria ITV 52 A qualquer momento da produ o de uma ITV o usu rio do sistema pode alterar o tempo de dura o do passo corrente sem perder o trabalho j feito nele O usu rio pode escolher entre adicionar mais tempo ao passo mantendo as anima es intactas ou pode esticar ou encolher o tempo esticando ou encolhendo na mesma propor o o tempo das anima es do passo que teve o tempo alterado 4 2 2 Carregamento O objetivo do Sistema de Autoria ITV a cria o anima es envolvendo modelos 3D
45. de tr s maneiras diferentes pelo usu rio o qual pode apenas visualizar a anima o da manuten o pode realizar a manuten o de maneira assistida com instru es de como proceder ou ainda realizar a manuten o sem assist ncia por m com supervis o do rendimento Nas duas ltimas maneiras o usu rio interage com o ambiente virtual manipulando os modelos 3D como se estivesse na manuten o real importante saber que a UGV possui os m dulos j desenvolvidos portanto qualquer modifica o nas anima es ou simula es do software n o poderia ser feita sem que o c digo fosse reprogramado Apesar disto muitas fun es interessantes foram apresentadas pela UGV podendo se destacar a rvore de pe as com a lista completa dos objetos 3D do m dulo em execu o supervis o aut noma das simula es de treinamento manipula o dos objetos 3D incluindo transla o rota o e transpar ncia e informa o textual das pe as 2 3 2 Arquitetura computacional UGV foi implementado usando o ambiente de desenvolvimento Delphi BORLAND 2010 sendo este orientado a objetos e o ambiente tridimensional que representa a usina hidrogeradora foi constru do utilizando se a biblioteca open source GLScene DEGIOVANI 29 2003 para Delphi a qual uma biblioteca 3D baseada em OpenGL fornecendo componentes visuais e objetos permitindo a descri o grafo de cena e renderiza o das cenas 3D Os modelos 3D utilizados para c
46. e Autoria 89 Figura 5 11 Compara o dos conhecimentos adquiridos entre os modos de treinamento Figura 5 12 Compara o da reten o de informa es atrav s da TTV 90 11 1 INTRODU O A simula o de um processo uma ferramenta capaz de gerar um cen rio virtual equivalente ao cen rio real a fim de avaliar melhorar ou mesmo visualizar o processo em quest o Essa ferramenta utilizada quando o cen rio real do processo n o pode ser interrompido ou visualizado facilmente Sendo assim dentre algumas situa es que uma simula o seria recomendada est o projetar analisar e realizar treinamentos em opera es industriais an lise de estrat gias de log stica treinamento em opera es de m quinas e ve culos LAW e KELTON 1999 Dentre os modos de simula o mais conhecidos est o a simula o gr fica e a simula o matem tica Em espec fico a simula o gr fica em realidade virtual uma das mais usadas no mundo devido capacidade natural que a realidade virtual tem de prover imers o no cen rio simulado Para isso RV Realidade Virtual se utiliza de dispositivos computacionais que exploram diversos sentidos humanos como vis o tato e audi o Este tipo de simula o pode desempenhar fun es como suporte ao cliente manuten o procedimentos operacionais ou treinamento Por m a constru o de uma simula o em RV pode n
47. e a Windows todas as principais vers es Linux e Mac OSX e Poderosa linguagem de declara o de material podendo ser usada como script 35 e Suporta instru es avan adas de sombreamento como Vertex e Pixel Shader tanto em linguagem de baixo n vel assembler como de alto n vel com suporte a par metros pr definidos como posi o de luz ou posi o de c mera e Possibilidade de defini o de v rias t cnicas em um mesmo material facilitando a modifica o din mica deste e M ltiplos n veis de detalhes em materiais tornando a aplica o mais leve e Carregamento nativo de texturas nos formatos PNG JPEG TGA BMP ou DDS incluindo formatos menos populares como texturas 1D texturas volum tricas e texturas comprimidas DXT S3CT e Flex vel formato de geometria fazendo separa o de v rtices grupo de v rtices e faces e Uso de suaviza o autom tica para superf cies curvas otimizando o n vel de detalhe da geometria sem alto custo de processamento e N vel de detalhe em geometria autom tico ou manual e Flex vel e customiz vel gerenciador de cena facilitando a cria o de arquiteturas em aplica es robustas e Tipos especializados de cena como cena indoor ou cena outdoor melhoram o rendimento computacional em aplica es espec ficas e Sistema de part culas podem ser criados por script al m de utilizarem t cnicas de otimiza o de desempenho e Objetos transparentes s o gerenciados a
48. e colis o reprodu o de som gerenciamento de anima es grafo de cena etc EBERLY 2000 Devido a esta abstra o uma game engine pode ser classificada como um software middleware pois a camada intermedi ria separando o n cleo do jogo do desenvolvedor O uso de uma engine no desenvolvimento de jogos permite a redu o da complexidade custo e tempo de desenvolvimento medida que o desenvolvedor n o precisa programar na linguagem de programa o da plataforma hospedeira ou usar matem tica 3D Algumas game engine s nem mesmo utilizam scripts possibilitando maior simplicidade na cria o dos jogos Por outro lado existem engines que s o conjuntos de bibliotecas de programa o especializadas e n o podem ser chamadas de game engine j que n o desempenham todas as fun es necess rias para a cria o de jogos por exemplo Ogre uma engine gr fica 3D OGRE 2010 escrita para a linguagem de programa o C ent o para usar Ogre necess rio programar em C auxiliado pela biblioteca Ogre Al m disso algumas engines desempenham fun es espec ficas no desenvolvimento o caso por exemplo da FMOD FMOD 2010 uma biblioteca escrita em C para reprodu o e grava o de som em aplica es de software multiplataforma 2 Por m ideal que uma game engine desempenhe todas as fun es poss veis no processo de desenvolvimento sendo que deste modo o criador do jogo poder se concentrar na parte cria
49. ecebe a es do usu rio atrav s do mouse e teclado e exibe informa es para ele seja por meio do ambiente virtual 3D fun es da biblioteca OGRE ou de textos da GUI nativa do sistema operacional componentes da biblioteca Qt Toda a intera o no sentido do usu rio para o sistema gerenciada por fun es da biblioteca Qt inclusive intera es no ambiente virtual como cliques do mouse sobre modelos 3D Isto se deve ao fato de que o verdadeiro pintor do ambiente virtual 3D o Qt pois a renderiza o da cena 3D feita pelo OGRE transportada para a tela e pintada pela biblioteca Qt Sendo assim n o poss vel interagir com a cena OGRE sem antes interagir com uma janela pintada pelo Qt 3 3 3 Interpretador XML Este m dulo respons vel pela leitura e grava o de arquivos ITV os quais est o em formato XML Um mesmo arquivo ITV cont m as informa es de composi o do grafo da cena 3D e a descri o de toda a simula o a ser realizada Um arquivo ITV dividido em tr s n veis principais e Configura o define par metros como nome e descri o textual resumida da ITV c u e cor de fundo do painel do ambiente virtual e Objetos este n vel cont m todo o grafo de cena a ser montada pelo n cleo com informa es de posi o orienta o recurso em disco a ser carregado pelo m dulo Carregador 3D nome de exibi o e quem o seu objeto pai no grafo de cena e Passos descreve t
50. ela o ao treinamento convencional discutido tamb m nesta disserta o Observou se a grande evolu o do sistema de software exposto quando comparado ao projeto anterior UGV buscando como principal caracter stica a liberdade para construir qualquer ITV com facilidade e rapidez equiparando se a sistemas de autoria utilizados em diferentes empresas e setores da ind stria pelo mundo contando ainda com caracter sticas diferenciadas como o processo de constru o livre de codifica o e scripts e o m dulo 92 aut nomo de supervis o de treinamento possibilitando um treinamento mais confi vel e consistente O Sistema de Autoria ITV encontra se em fase de distribui o onde est sendo implantado na Usina Hidroel trica de Tucuru para utiliza o dos funcion rios da Eletronorte A implanta o j conta com uma base de recursos de mais de mil e quinhentos modelos 3D representando pe as da Usina e mais dez ITV s prontas representando processos utilizados com freq ncia na Usina Dentre algumas melhorias e novas funcionalidades que s o interessantes ao Sistema de Autoria ITV pode se destacar a inclus o de informa es textuais das pe as envolvidas na simula o Estes textos poderiam ser informa es com peso das pe as ano de fabrica o ltima manuten o ou detalhamento dos materiais utilizados na fabrica o da pe a que seriam teis para melhorar a qualidade da representa o do mundo real j que nem
51. em que elas est o sendo que em outro passo pode existir uma anima o do mesmo tipo e para o mesmo objeto Cada anima o pode ser configurada a partir de uma caixa de di logo com par metros de cada anima o Texto no ambiente virtual A inser o de texto na anima o til para explica es do procedimento ocorrido no momento por m obvio que este tipo de anima o pode ser utilizado de in meras formas A figura 4 16 apresenta uma caixa de di logo para configura o da anima o de texto no ambiente virtual 66 Posi o Esquerda Topo Comportamento Mostrar e esconder Cor E Delay 1 24 Tempo de transi o 0 50 Tempo de perman ncia 7 39 Tamanho da letra 30 Centralizar texto Mostrar fundo Somente modo guiado Figura 4 16 Caixa de configura o da anima o de texto do ambiente virtual ae 4 gt 4 4 4 gt Texto Exemplo de texto Le Cancel A anima o possui um efeito de transpar ncia sempre que o texto vai ser mostrado ou escondido de modo que n o seja uma transi o brusca al m disso pode se escolher o tamanho da letra a cor de fundo do texto posi o do texto no ambiente virtual e outras configura es A figura 4 17 mostra um exemplo deste tipo de anima o 67 Exem plo de texto Figura 4 17 Exemplo de texto no ambiente virtual Texto na interface Outra anima o que pode ser utilizada na produ o de ITV s a apresenta o de textos fora
52. ente dito Nele podem se criar anima es importar recursos e criar tarefas de treinamento O Producer cria projetos em conformidade com o padr o SCORM e Ferramentas de convers o Ferramentas que fazem a distribui o do projeto NGRAIN para os mais diversificados formatos entre eles Microsoft PowerPoint PDF e execut vel Microsoft Windows e Explora o Permite navegar e controlar todo o cen rio criado no Producer Com a ferramenta de explora o pode se mover ou esconder pe as para melhor visualiza o navegar com a c mera retirar fotos fazer anota es etc e Visualiza o Esta ferramenta a que mostra a simula o ou treinamento da forma como acontece na pr tica e como foi concebida pelo projetista no Producer Nesta ferramenta o usu rio n o possui intera o com o ambiente virtual podendo somente pausar ou continuar a anima o e Pr tica O usu rio da simula o pode interagir com ela realizando as tarefas necess rias para concluir o treinamento e Teste semelhante ferramenta de pr tica por m no teste o usu rio estar sendo supervisionado e avaliado quanto a erros e acertos no decorrer do procedimento simulado 2 3 Unidade Geradora Virtual O sistema UGV desenvolvido pelo Laborat rio de Realidade Virtual da UFPA LARV 2010 um software criado para visualiza o e treinamento de processos de manuten o e opera o em uma usina hidrogeradora atrav s do uso de t
53. epresentando a ativa o do controle autom tico da centralina pelo operador A figura 5 4 representa estes acontecimentos durante o passo 24 Figura 5 4 Acionamento da centralina representada no Sistema de Autoria ITV No passo 48 ap s ter verificado e alcan ado todas as pr condi es para o in cio do processo de partida tem se outra intera o do usu rio com ambiente virtual desta vez para o comando de partida da m quina propriamente dita O comando feito atrav s da interface de monitora o das Unidades Hidrogeradoras no COU e representado na ITV da forma mais real poss vel inclusive com o usu rio clicando na tela para o acionamento do comando como mostra a figura 5 5 84 aston 05 05 05 0952 13 Figura 5 5 Intera o do usu rio com a interface virtual do COU O comando de partida desencadeia uma s rie de atividades essenciais na UHG Dentre algumas destas atividades est o os acionamentos das bombas respons veis pela circula o de leo nos mancais e no regulador de velocidade da turbina A circula o do leo representada por setas animadas percorrendo todo o caminho do leo atrav s da UHG O Sistema de Autoria pode facilmente utilizar este tipo de anima o da textura do objeto A figura 5 6 mostra este tipo de representa o na ITV durante o passo 53 85 Figura 5 6 Anima o de textura sendo utilizada para representar o fluxo de leo No passo 64 ocorre a primeira abert
54. equ ncia temporal de todas as anima es de um projeto Estas caracter sticas ser o detalhadas no cap tulo 4 _ ee ee ee ey Figura 3 5 N cleo da arquitetura do Sistema de Autoria ITV Renderiza o O N cleo tamb m tem o papel de renderizar todas as m dias do Sistema de Autoria ITV sendo a renderiza o de v deo auxiliada principalmente pelas fun es da biblioteca OGRE e as renderiza es de som pela biblioteca FMOD O papel da renderiza o basicamente representar virtualmente os agentes no ambiente virtual provocando a caracter stica de imers o do usu rio com a cena Supervis o As simula es criadas pelo Sistema de Autoria ITV podem ser compostas de tarefas a serem realizadas pelo usu rio Ao executar estas tarefas o usu rio ser avaliado pelo sistema de supervis o aut noma o qual faz parte do N cleo da ITV 42 3 3 2 GUI A Interface Grafica do Usuario do ingl s Graphical User Interface do Sistema de Autoria ITV assim como qualquer outra GUI intermediador entre o usu rio e o software e suas fun es Em particular neste software al m dos componentes convencionais de menus bot es e entradas de texto a GUI possui um painel de exibi o e intera o gr fica 3D A GUI do Sistema de Autoria ITV r
55. equada 20 E Bastante 0 Figura 5 9 Avalia o da adequa o do treinamento em RV para o treinamento real Avaliou se tamb m a usabilidade do sistema de modo a demonstrar a facilidade no uso do programa e sua interface A figura 5 10 mostra que a maioria dos avaliadores julgou a interface como f cil de usar Percebe se que uma parte dos avaliadores julgou como dif cil o uso do programa contudo ap s uma entrevista com este grupo de avaliadores constatou se que eles n o possu am contato com sistemas computacionais na rotina de trabalho A boa recep o da usabilidade do programa importante em um sistema de cria o que vai ser utilizado por usu rios n o familiarizados com a rea de computa o gr fica Vale lembrar que a usabilidade avaliada aqui tamb m engloba a intera o do usu rio com o ambiente virtual do Sistema de Autoria ITV seja por meio do mouse ou do teclado em a es de manipula o dos objetos da cena 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 py se a k E Muito Dif cil E Dif cil E F cil E Muito F cil Figura 5 10 N vel de usabilidade do Sistema de Autoria ITV 89 Outra quest o avaliada foi a quantidade e qualidade do conhecimento proporcionado com o treinamento pelo Sistema de Autoria ITV em rela o ao treinamento comum A figura 5 11 mostra que a grande maioria julgou que o treinamento em RV proporcionado pela ITV apresenta mais i
56. eriormente na se o 2 3 estas instru es n o podiam ser modificadas ou n o se podia fazer novas instru es a menos que houvesse recodifica o Em SOUSA 2009 pode se analisar a import ncia do uso de ferramentas de realidade virtual na engenharia e ind stria al m de validar a import ncia de UGV no treinamento de profissionais e alunos da rea de gera o de energia Sabendo se ent o da grande efic cia de simula es e treinamentos em realidade virtual um novo projeto foi proposto no in cio de 2008 pela Eletronorte S A Com o objetivo de virtualizar 10 instru es t cnicas em 24 meses por m este novo projeto tem um objetivo maior desenvolver um sistema de autoria que possa criar as Intru es T cnicas Virtuais de forma r pida e sem recodifica o diferentemente do que ocorreu com UGV 31 Este capitulo mostra projeto do sistema de autoria desenvolvido de 2008 a 2010 chamado de Sistema de Autoria ITV destacando os requisitos do sistema as ferramentas utilizadas no desenvolvimento e os conceitos do funcionamento do software 3 1 Requisitos Requisitos em engenharia de software s o objetivos ou restri es estabelecidas por clientes e usu rios que definem as diversas caracter sticas do sistema Um conjunto de requisitos pode ser definido como uma condi o ou capacidade necess ria que o software deve possuir para que o usu rio possa resolver um problema ou atingir um objetivo ou para atender as neces
57. esentam objetos do mundo real Estas representa es s o armazenadas em disco nos mais variados formatos de arquivos A parte do Sistema de Autoria ITV respons vel pelo transporte destes arquivos para a mem ria vol til do computador o Carregador 3D O Carregador primeiro faz a cataloga o de todos os arquivos contidos em uma pasta e suas sub pastas sinalizando erros nos nomes dos arquivos como nomes duplicados ou com acento Carrega os arquivos que descrevem a texturiza o dos modelos 3D Finalmente a partir de uma ordem do N cleo o arquivo carregado em mem ria pelo 44 Carregador e ent o exibido para o usu rio Abaixo est o listadas outras caracter sticas importantes do Carregador 3D do Sistema de Autoria ITV e Controla o n vel de detalhe dos modelos 3D a serem carregados em mem ria e Carrega modelos 3D no formato mesh e Carrega sons em diversos formatos incluindo mp3 ogg e wav e Carrega part culas no formato descrito pela biblioteca OGRE e Respons vel tamb m pelo descarregamento da mem ria dos objetos Vale lembrar tamb m o Sistema de Autoria 3D n o pode criar nenhum dos arquivos carregados pelo Carregador 3D Por exemplo para adicionar um som ao projeto ITV o usu rio deve gravar um arquivo de som utilizando algum software de grava o sonora e posteriormente utilizar o arquivo no Sistema de Autoria ITV 45 4 IMPLEMENTA O DO SISTEMA DE AUTORIA DE ITV O Sistema de Autoria ITV a
58. est trabalhando Cada elemento da interface pode ter seu tamanho customiz vel pode ser escondido temporariamente ou ainda pode ser colocado em uma janela separadamente da janela principal A figura 4 1 mostra a tela principal do Sistema de Autoria ITV com um cen rio de exemplo j carregado EA BEE nfigura es Barra de menu Fata LOCO A r tam 0 9 E ds he 0 ha 5 B o Mik Es a Linha do tempo o 1 Barra de ferramentas BX Cogo pesso BI Transi o para o p Bx 3 i Acionamento da chave para controle remoto Anima o re O Configura o es ctl painel comando chave g do pa sso Fade Dura o do passo Linhas de tempo 10 00 Manter valores sta de passos BX operador Fim 2 Arvore de objetos C mera 27 Comando de amp bertura d X 81 063 e Y 73 417 z 22 049 5 Transpar ncia 0 000 Contorno Nenhum Posi o Skeleton 0 000 FPS atual para FPS m dio a 2 Figura 4 1 Tela principal do Sistema de Autotia ITV 47 Abaixo est o listadas as partes principais da interface do Sistema de Autoria ITV 1 Ambiente 3D a principal rea da interface mostrando todo o cen rio das anima es renderizadas com objetos part culas e informa es textuais O usu rio tamb m pode interagir com esta rea atrav s do mouse ou teclado manipulando objetos e c mera Barra de menu o usu
59. fas totalmente transparentes ao usu rio do software Por exemplo o m dulo de carregamento de recursos extremamente importante para o gerenciamento eficiente da mem ria por m o usu rio do software desconhece este gerenciamento vendo somente o objeto j carregado no ambiente virtual A figura 3 4 mostra os m dulos componentes do Sistema de Autoria ITV e suas rela es Figura 3 4 Arquitetura do Sistema de Autoria ITV 40 3 3 1 N cleo O N cleo o m dulo mais importante do Sistema de Autoria ITV respons vel pelo controle da cena 3D e de toda a constru o e exibi o da simula o incluindo som renderiza o 3D e supervis o de treinamentos O N cleo controla ainda as fun es dispon veis no m dulo Interpretador XML A figura 3 5 representa os sub m dulos constituintes do n cleo da ITV Objetos S o os elementos que podem ser manipulados pelo usu rio recebendo algum tipo de anima o que vai compor a simula o final Os objetos do Sistema de Autoria ITV s o c mera modelos 3D part culas sons e pain is textuais As fun es e a utiliza o de cada objeto ser o explicadas no cap tulo 4 Anima es Cada objeto pode receber algum tipo de anima o por exemplo uma part cula pode ser movida de um ponto a outro em um intervalo de tempo Esta a parte do N cleo respons vel por atribuir alterar e executar estas anima es Este sub m dulo tamb m respons vel por gerenciar a s
60. ial est na simula o de navega o de um personagem avatar por dentro do cen rio criado Este sistema um grande exemplo da equival ncia existentente entre game engine e sistemas de autoria 3D onde neste caso nenhuma diferen a pode ser percebida a n o ser no produto criado A figura 2 5 mostra imagens de aplica es desenvolvidas com o Unity 3D Editor Figura 2 5 Sistema de autoria Unity 3D em uso Podem se destacar ainda algumas caracter sticas do Unity e Multiplataforma PC Mac Nintendo Wii Apple IPhone e Web e Multi G nero a exemplo de simula es quebra cabe a RPG corrida e jogos educativos 24 e Cria o de modelos de desenvolvimento que podem ser usados em diferentes projetos ao mesmo tempo e Permite o uso de diferentes linguagens para script no mesmo projeto e Distribui o e visualiza o das anima es via WEB Thinking Worlds Este sistema de autoria 3D possui dois grandes diferenciais totalmente livre de scripts podendo tudo ser feito atrav s da interface intuitiva da ferramenta as simula es criadas nele podem ser distribu das para serem executadas em navegadores compat veis com a tecnologia Flash Suas principais aplica es est o na rea de treinamento A figura 2 6 mostra a interface do Thinking Worlds WORLDS 2009 Be om Vem are your next actions TT re he ore 1 pos combopera E Lose teen he s treet
61. ica o Este cap tulo tamb m explica a organiza o da arquitetura de funcionamento do sistema O cap tulo 4 discorre sobre o Sistema de Autoria ITV implementado mostrando suas fun es e o funcionamento principal durante a confec o de um projeto IT V Tamb m explica os conceitos de uma anima o e treinamento ITV e o modo como ela montada no sistema No cap tulo 5 tem se o estudo de caso de uso do Sistema de Autoria ITV de uma instru o t cnica da UHE de Tucuru O cap tulo 6 apresenta algumas fun es que poderiam ser agregadas ao Sistema de Autoria ITV em um projeto futuro 14 2 TRABALHOS CORRELATOS A constru o de aplica es gr ficas em 3D nunca foi uma tarefa simples especialmente quando esta constru o se d atrav s de linguagens de programa o usuais como a linguagem C ou a programa o de scripts shaders para placas de v deo RANDIMA 2004 Al m disso muitas vezes aplica es com arquiteturas semelhantes s o desenvolvidas sem a pr tica do reuso ou seja desenvolve se a aplica o sem aproveitar componentes de software anteriormente utilizados o que demanda um esfor o desnecess rio na cria o da aplica o A ind stria de jogos eletr nicos um grande exemplo desta situa o de acordo com DAMASCENO 2009 o desenvolvimento de um jogo comum necessita de enredo arte desenho sonoriza o modelagem 3D projeto de jogabilidade programa o testes e distribui o
62. ima es s o dependentes do tempo e alteram o estado dos objetos da cena Cada uma destas anima es pode estar em diferentes ou em um mesmo objeto ao mesmo tempo ou ainda algumas anima es especiais podem n o estar vinculadas a objeto algum A anima o completa da ITV composta de um ou mais passos Estes passos s o criados pelo usu rio e possuem uma dura o de tempo definida por este de modo que ao t rmino do tempo definido para um passo o pr ximo passo carregado e pode ent o ser executado com suas anima es Um passo composto por um cen rio inicial e por anima es que ir o modificar este cen rio O cen rio inicial de cada passo o estado de cada objeto da c mera e do painel textual no in cio de um passo do projeto ITV O estado de um objeto caracteriza se por seu posicionamento orienta o se possui ou n o contorno n vel de transpar ncia etc A transi o entre dois passos adjacentes pode ser feita de tr s maneiras e Transi o normal o pr ximo passo carregado automaticamente de modo que n o se percebe a passagem de um passo a outro e Transi o fade ao fim de um passo ocorre escurecimento da cena e no in cio do pr ximo passo ocorre o clareamento da cena Este efeito til para demonstrar descontinuidades na anima o e Transi o condicional ao fim de um passo o Sistema de Autoria ITV no modo de execu o espera por uma intera o do usu rio atrav s do clique do mouse
63. imeiro modo de carregamento utilizado quando se quer montar uma cena completa ou seja al m de carregar um ou mais objetos no ambiente o Sistema de Autoria ITV tamb m configura os par metros de posi o e orienta o deles Para isso deve se usar uma ITV j pronta O Sistema de Autoria ITV vai utilizar o cen rio inicial do primeiro passo ou um script XML como mostrado na figura 4 5 53 lt xml gt lt grd_parafuso_base_aste_gqda01 gt lt NOME gt grd parafuso_base_aste_gdall lt NOME gt lt TIPO gt MESH lt TIPO gt lt MESH gt grd parafuso base aste gdall mesh lt MESH gt lt PARTICULA gt lt PARTICULA gt lt PAI gt lt PAI gt lt POSX gt 0 676288 lt POSX gt lt POSY gt 10 1783 lt POSY gt lt POSZ gt 8 32735 lt POSZ gt lt ROT gt 1 00 0 lt ROT gt lt fgrd parafuso base aste qda01i gt lt xml gt Figura 4 5 Estrutura XML que pode ser usada para carregamento de objetos O segundo modo um carregamento de objetos no ponto 3D de origem do ambiente virtual Neste modo as pe as carregadas dever o ser manipuladas manualmente a fim de montar a cena Em ambos os modos o usu rio pode adicionar um ou mais objetos de uma vez atrav s de uma listagem de todos os arquivos mesh contidos nas pastas configuradas no Sistema de Autoria ITV No momento do carregamento escolhe se ainda o n vel de detalhe do ingl s Level of Detail LoD que a pe a carregada vai assumir sendo que quanto maior o valor escolhido mais
64. lho visando identifica o de influ ncias melhorias e inova es nas reas de autoria 3D e treinamento PALAVRAS CHAVES Autoria Realidade Virtual Simula o Treinamento ABSTRACT This dissertation presents the design development and implementation of a software for the creation of animation simulations and training processes and industrial technical instructions also presents the architecture used for its implementation The software presented allows the generation of animation texts sounds and interactions providing tools for creating display and supervision of simulation with use of Virtual Reality 3D The dissertation also deals with the practical use of the software through a case study with simulations 3D in real industrial processes of a plant for generation of electric energy This study also contributes to the areas of training and virtual reality and systems of authorship 3D to submit innovative concepts in the area of supervision automatic also showing a possible structure of software components for use in the areas mentioned May also be highlighted the review of similar technologies to the purpose of this study aiming to the identification of influences improvements and innovations in the areas of authorship 3D and training KEYWORDS Authoring Virtual Reality Simulation Training SUMARIO a 11 Trabalhos lorie eine 14 2 GAME engine a
65. m continuar o processo O Sistema de Autoria simularia esses erros e permitiria que o usu rio interagisse com o ambiente virtual a fim de contornar o problema e retomar o processo normalmente 93 7 REFERENCIAS BIBLIOGR FICAS ANARK www anark com 2010 Disponivel em lt http www anark com media gt ANDERSON E F et al The Case for Research in Game Engine Architecture Conference on Future Play 2008 AUTODESK Autodesk 2010 Disponivel em lt http usa autodesk com adsk servlet pc index siteID 123 112 amp id 13567410 gt BARATA P N Virtual Technical Instructions of Maintenance and Operation of a HydraulicGenerating Unit Symposium on Virtual and Augmented Reality Porto Alegre 2009 BERGEN G Collision Detection in Interactive 3D Environments Chicago Morgan Kaufmann 2003 BLANCHETTE J SUMMERFIELD M C GUI Programming with Qt 4 2 edi o ed S 1 Prentice Hall 2008 BORLAND Borland 2010 Disponivel em lt http www borland com gt DAMASCENO R R Concep o do jogo educativo A Revolta da Cabanagem enredo cen rio interfaces jogabilidade e udio UFPA Bel m 2009 DEGIOVANI M GLScene Passo a Passo S 1 s n 2003 DEGOES J 3D Programming with C S 1 Paraglyph Press 1999 DEITEL H M C Como Programar 6 edi o ed S 1 Prentice Hall 2006 DYKES L TITTEL E XML For Dummies 4 edi o ed S 1 For Dummies 2005 EBERLY D 3D
66. m que n o h gera o de energia de uma turbina hidrogeradora O usu rio n o possui intera o com o ambiente virtual podendo somente pausar ou continuar as anima es 28 e M dulo de opera o de contingencias Neste m dulo poss vel verificar uma simula o de dist rbios gerados na usina hidrel trica e verificar a consequ ncia desses dist rbios em uma unidade da usina tudo isto claro usando recursos de realidade virtual Diferentemente dos outros m dulos de opera o neste m dulo n o existe uma anima o sem itera o mas sim uma anima o baseada em simula es matem ticas podendo ser verificado o movimento do conjunto distribuidor da m quina no ambiente virtual de acordo com a es do usu rio Aqui poss vel navegar livremente no ambiente por m n o poss vel manipular as pe as como no m dulo educativo e M dulos de manuten o No m dulo de manuten o o usu rio toma o papel de um mantenedor da unidade geradora simulando a troca de pe as espec ficas no pr prio ambiente virtual A simula o assistida por um processo inteligente do programa de modo que o usu rio seja avaliado por seu desempenho na manuten o da unidade e seja emitido e salvo um relat rio para controle do treinamento tudo gerenciado por um banco de dados simples com informa es de usu rio A UGV original possui quatro tipos de manuten o cada uma em diferentes partes da usina Este m dulo pode ser utilizado
67. ndo se a um sistema de computador que permite um grupo n o restrito ou n o espec fico criar outro sistema de computa o ou seja um sistema de autoria permite que um n o programador crie um sistema com caracter sticas comuns de um software sem utilizar conhecimentos de programa o por linguagens de computador convencionais ONG e RAMACHANDRAN 2000 A grande semelhan a com as caracter sticas de uma game engine not ria por m o termo sistema de autoria 3D usado quando o principal produto do sistema de autoria pode ser produzido com o uso de linguagem visual EVENS e MICHAEL 2005 Segundo EBERLY 2000 esta semelhan a se deve a heran a recebida pelas game engine s as quais sempre foram as vanguardas na rea de autoria 3D Em contrapartida uma game engine n o ser um sistema de autoria enquanto necessitar fundamentalmente de conhecimentos de programa o Em muitas game engine s o que se v o uso de 21 programa o por scripts uma linguagem interpretada criada especialmente para resolu o de um determinado problema o que aumenta o n vel de abstra o sem perder a liberdade de programa o Mas ainda assim n o possui a simplicidade do uso de uma linguagem totalmente visual apreciada nos sistemas de autoria Existe ainda a chamada engine gr fica que um m dulo de software podendo ser uma ferramenta pronta ou um conjunto de bibliotecas de programa o com prop sito de resolver problemas de renderiza
68. nforma es que o treinamento tradicional Este resultado foi previs vel visto que a liberdade de visualiza o das pe as envolvidas no processo muitas vezes maior que a visualiza o do processo real 100 90 70 60 40 30 10 4 E N o H Diferen a E H Poucas Diferen as E S o Iguais E OSistema Apresenta Mais Informa es Figura 5 11 Compara o dos conhecimentos adquiridos entre os modos de treinamento Outro quesito avaliado pelos funcion rios da Eletronorte foi o grau de facilidade com que as informa es s o assimiladas em um processo visto em RV em compara o ao processo visto na maneira tradicional A figura 5 12 apresenta resultado desta avalia o a qual todos os 90 avaliadores julgaram que o grau de reten o da informa o superior no treinamento pelo Sistema de Autoria ITV E Muito Inferior E Inferior E Igual E Superior Figura 5 12 Compara o da reten o de informa es atrav s da ITV 91 6 CONCLUSAO E TRABALHOS FUTUROS Esta disserta o apresentou um sistema de software completo para a cria o de anima es simula es e treinamentos em realidade virtual O sistema apresenta uma interface consistente que permite que um usu rio sem conhecimentos de programa o de computadores possa criar procedimentos t cnicos denominados de instru es t cnicas virtuais O sistema tamb m gara
69. nge HOULMANN e METZ 2009 O principal jogo desenvolvido com est engine o j anunciado Crysis 2 A figura 2 1 mostra algumas imagens do uso da engine Figura 2 1 Utiliza o da CryENGINE 3 18 A CryEngine 3 possui uma plataforma de desenvolvimento unificada ou seja qualquer altera o no desenvolvimento refletida para todas as plataformas de distribui o Xbox 360 e Playstation 3 por exemplo suportadas ao mesmo tempo fazendo automaticamente a adequa o de par metros de performance e qualidade Outra inova o apresentada por esta game engine est na Intelig ncia Artificial onde os personagens possuem sentidos de vis o tato e audi o podendo perceber por exemplo a aproxima o de inimigos somente por ouvir os passos deles RAGE Rockstar Advanced Game Engine A Rockstar Advanced Game Engine RAGE uma game engine desenvolvida por um time de programadores da empresa Rockstar Ela tem suporte para as plataformas PC Xbox 360 PlayStation 3 e Nintendo Wii e especializada em jogos do tipo sandbox apesar de n o ter sido criada exclusivamente para isso importante constatar que a RAGE possui m dulos de terceiros como a engine f sica Bullet Alguns jogos de grande sucesso foram desenvolvidos na RAGE como Grand Theft Auto IV al m do lan amento Red Dead Redemption A figura 2 2 apresenta uma imagem de um jogo feito na RAGE Figura 2 2 Imagem do jogo Read Dead Redemption em desenv
70. nte uma metodologia de treinamento baseado em estudos anteriores de treinamento em RV Os primeiros cap tulos da disserta o apresentaram tecnologias semelhantes ao trabalho exposto explicando a import ncia dessas tecnologias para a constru o das aplica es em realidade virtual Os cap tulos seguintes explanaram com detalhes a arquitetura envolvida no desenvolvimento do Sistema de Autoria ITV e as bibliotecas de software utilizadas no desenvolvimento Os cap tulos finais apresentam o software pronto e suas funcionalidades demonstrando o seu uso atrav s de um estudo de caso al m de apresentar uma pesquisa que avaliou o Sistema de Autoria ITV e sua import ncia A interface simples e baseada em outros sistemas de software populares facilita o aprendizado e o uso do Sistema de Autoria ITV Al m disso o uso de do mouse e teclado no ambiente virtual para a navega o e constru o de anima es possibilita um processo de cria o intuitivo e r pido O uso das linhas de tempo tamb m agiliza a edi o das anima es e manipula o dos objetos envolvidos na cena O conceito de passos utilizado no Sistema de Autoria ITV prov ao usu rio uma constru o de simula es de forma estruturada exatamente como ocorre no processo real onde cada passo representa uma tarefa simples a ser feita para a conclus o do processo como um todo Esta caracter stica representa um grande avan o no uso de simula es e treinamentos em RV em r
71. nto O usu rio ent o pode clicar no objeto do ambiente virtual que representa a ferramenta O modo guiado de visualiza o possui tamb m o m dulo de supervis o que vai coletar todas as estat sticas de intera es do usu rio a fim de avali lo ao fim da execu o ITV 4 4 3 Modo Livre O modo livre n o apresenta qualquer instru o que auxilie o usu rio da ITV na realiza o dos procedimentos portanto instru es como a da figura 4 26 n o s o mostradas neste modo sendo assim o usu rio deve estar totalmente familiarizado com a instru o t cnica antes de utilizar este modo apresentando dessa forma um maior desempenho durante a execu o do treinamento da ITV 4 4 4 M dulo de Supervis o O m dulo de supervis o est presente nos modos de visualiza o guiado e livre Este m dulo coleta automaticamente as intera es do usu rio no decorrer do treinamento da ITV captando informa es como n mero de tentativas e de acertos em certo procedimento da ITV Este m dulo tamb m gera um relat rio de avalia o do usu rio da ITV de treinamento A figura 4 27 apresenta um exemplo de relat rio de treinamento do Sistema de Autoria ITV Usu rio Nome Wed Jul 28 2010 Taxa de acerto 33 3333 Tentativas 6 24 Acionamento da chave para controle remoto gt 25 Acionamento da chave para controle remoto Anima o Tentativas 3 Acertos 1 Erros 2 36 Valida o da abertura total da compor
72. o de desenvolvimento ser de no m ximo 24 meses 32 O sistema dever ter um tempo de resposta aceit vel para aplica es com intera o O software de ser funcional em plataforma Windows O software deve ser acess vel a usu rios n o familiarizados com softwares semelhantes Todos estes requisitos foram alcan ados e ser o demonstrados com detalhes no cap tulo 4 implementa o do sistema de autoria 3 2 Ferramentas utilizadas O projeto do sistema de autoria fez uso de API s Application Programming Interface livres para linguagem de programa o C Cada API utilizada ficou encarregada de uma ou mais partes do software por exemplo renderiza o gr fica matem tica colis o som etc Este t pico apresenta as ferramentas usadas na implementa o do Sistema de Autoria ITV e a sua import ncia para o software 3 2 1 Linguagem C A linguagem de programa o C uma das linguagens de alto n vel mais utilizadas no mundo seja comercialmente ou n o A sua popularidade percebida principalmente no meio cient fico devido ao seu desempenho e facilidade de utiliza o uma linguagem orientada a objeto e faz uso de quase todos os conceitos deste paradigma como heran a e polimorfismo DEITEL 2006 muito respeitada pela liberdade que d sobre a m quina caracter stica que tamb m provoca rep dio entre alguns A escolha de C para ser a linguagem de programa o deste projeto n o foi em v o C
73. odas as anima es que comp e a simula o da ITV O conceito de passos ser explicado no cap tulo 4 Apesar de ser um documento intelig vel a humanos um arquivo de projeto ITV n o necessita ser alterado manualmente pelo usu rio visto que o Sistema de Autoria ITV e o 43 m dulo Interpretador XML se encarregam de traduzir todo documento para o ambiente virtual 3D e tamb m de descrever todo o ambiente 3D e as anima es em formato XML no momento de salvar uma ITV oownronf WMH ELA 18 19 20 21 22 23 24 25 A figura 3 6 traz um arquivo de projeto ITV simplificado para fins did ticos lt xmil gt lt PROJETO gt lt CONFIGURACAO gt lt NOME gt ITO PARADA lt NOME gt lt CONFIGURACAO gt lt OBJETOS gt lt ger_rotor gt lt MESH gt ger_rotor mesh lt MESH gt lt POSX gt 0 lt POSX gt lt POSY gt 8 883 lt POSY gt lt POSZ gt 0 lt POSZ gt lt ROT gt 1 00 0 lt ROT gt lt ger_rotor gt lt OBJETOS gt lt PASSOS gt lt PASSO 0O gt lt NOME gt Apresenta o lt NOME gt lt DURACAO gt 20 lt DURACAO gt lt TRANSICAO gt 3 lt TRANSICAO gt lt FADE IN gt 1 lt FADE lt OBJETOS_ROTACAO_INICIAL gt Grupp ORIENTACAO OBJETO amp amp amp amp l 000 lt PASSO_O gt lt PASSOS gt lt PROJETO gt lt xmil gt Figura 3 6 Documento ITV simplificado 3 3 4 Carregador 3D O Sistema de Autoria ITV pode carregar modelos 3D sons e efeitos visuais conhecidos como part culas que repr
74. ode se tamb m alterar toda a anima o representada pelo marcador clicando se duas vezes nele Sendo assim as anima es de um projeto ITV ficam totalmente representada nas linhas de tempo atrav s dos marcadores que podem ser distinguidos pelas cores e tamanhos espec ficos de cada anima o que ele representa As linhas de tempo ainda possuem outras utilidades importantes como o usu rio pode alterar o tempo de qualquer passo da ITV altera o que refletida nas linhas de tempo daquele passo Um cursor especial representa o tempo corrente da anima o durante a sua reprodu o Os objetos da cena que possuem anima o podem ser facilmente selecionados atrav s das linhas de tempo que os representam Uma descri o completa da anima o pode ser visualizada pelo usu rio atrav s dos marcadores 4 3 Outras funcionalidades O Sistema de Autoria ITV possui ainda algumas fun es que visam uma maior comodidade na cria o de projetos ITV sendo certas fun es tamb m est o presentes no modo de execu o S o elas e Modo de visualiza o das anima es para teste dos projetos e Zoom r pido e autom tico em objetos da cena e Os passos do projeto podem ser reaproveitados em outros momentos e Um passo pode ter suas anima es invertidas automaticamente e Salvamento de imagens da cena 3D e Customiza o da navega o pelo teclado e mouse 76 e Op o de utiliza o de um c u do tipo SkyBox em vez de fundo
75. odos guiado e autom tico Figura 4 26 Exemplo de fun o de treinamento 4 4 1 Modo Autom tico Este modo apresenta o projeto ITV como uma anima o de forma que o usu rio da ITV se familiarize com as pe as procedimentos e instru es a respeito da instru o t cnica Como o pr prio nome diz toda a ITV ser executada sem interven o do usu rio portanto n o h qualquer possibilidade de erro no treinamento por parte do usu rio Neste modo as instru es de treinamento s o apresentadas por exemplo o painel textual da figura 4 26 seria mostrado 4 4 2 Modo Guiado No modo guiado o Sistema de Autoria ITV ir conduzir o usu rio por meio de instru es textuais ou sonoras na realiza o dos procedimentos da ITV sendo que a principal caracter stica deste modo a intera o do usu rio com o ambiente virtual Desta forma diferentemente do modo autom tico o modo guiado permite que o usu rio de fato realize o procedimento descrito pela ITV recebendo instru es de onde interagir com o ambiente virtual por m assim como o modo autom tico este modo tamb m apresenta as instru es de treinamento 78 A intera o ocorre atrav s do mouse clicando se na pe a referente ao procedimento por exemplo para a retirada de quatro parafusos de uma tampa deve se utilizar a ferramenta chave de boca para realizar a folga deles Ent o a ITV instrui o usu rio a selecionar a ferramenta correta para o procedime
76. oduzida o Sistema de Autoria ITV se encarrega de criar a anima o entre os pontos escolhidos pelo projetista A figura 4 22 mostra v rios quadros com vis es da c mera no ambiente virtual sendo que os quadros das extremidades s o os pontos escolhidos pelo usu rio Vale lembrar que o usu rio pode escolher infinitos pontos de vis o da c mera dentro de um mesmo passo e que os quadros da interpola o do ITV s o criados em uma taxa de sessenta por segundo de modo que usu rio perceba uma mudan a suave de vis o Esta taxa de atualiza o vale tamb m para todas as outras interpola es ocorridas nas anima es do Sistema de Autoria ITV 72 Figura 4 22 Representa o quadro a quadro de uma anima o de c mera no Sistema de Autoria ITV Anima o de transpar ncia Esta anima o simples por m muito til torna um ou mais objetos transparentes ou opacos de maneira gradativa Pode ser utilizado para visualizar pe as internas outras E importante ressaltar que o objeto pode ser animado at um valor de transpar ncia intermedi rio por exemplo 60 de transpar ncia Anima o embutida O Sistema de Autoria ITV pode utilizar este tipo de anima o em objetos da cena Uma anima o embutida pode ser escolhida em um mesmo objeto para ser reproduzida em um ou mais passos O software pode ainda reproduzir a anima o embutida em loop e em um intervalo de tempo espec fico A figura 4 23 apresenta um exemplo de anima
77. olvimento na engine RAGE 19 A RAGE gerencia o carregamento de recursos de uma forma nica at a sua cria o a engine percebe a aproxima o do jogador em certas reas do cen rio e faz o carregamento daquela rea em segundo plano de modo que j estar carregada quando o jogador passar por ela Esta caracter stica foi a que permitiu que alguns jogos fossem jogados do in cio ao fim com nico carregamento A RAGE tamb m possui o recurso de mudan a temporal bem avan ado sendo que ela se encarrega de mudar a luz e o clima do jogo com o passar dos dias e dos meses Mais sobre a RAGE pode ser encontrado em RAGE 2010 KODU Game Lab Esta game engine na verdade um jogo para fazer jogos A interface e a linguagem de programa o totalmente visual e intuitiva foram projetadas para serem acess veis para crian as KODU 2009 Com suporte para PC e Xbox 360 a Kodu apesar de muito simples n o especializada em g neros espec ficos de jogos e demonstra o qu o f cil a tarefa de desenvolvimento de jogos pode se tornar A figura 2 3 mostra algumas imagens do desenvolvimento de jogos com a KODU Figura 2 3 Game engine KODU 2 2 Sistemas de autoria 3D A anima o 3D se tornou uma tecnologia fundamental em aplica es como visualiza o simula o e sistemas de treinamento visto que os benef cios da imers o 3D s o 20 ineg veis EBERLY 2000 A necessidade de cria o de cenas e anima es 3D cresceu
78. omposi o da cena foram criados na ferramenta 3D Studio Max AUTODESK 2010 Utilizaram se ainda arquivos no formato XML para armazenamento de informa es como arranjo das pe as na cena 3D e informa es de usu rios do programa Existe um componente de carregamento recebendo as solicita es do usu rio para alocar em mem ria os modelos 3D Esse mesmo m dulo tamb m carrega os arquivos de usu rios e de pe as que est o armazenados em arquivos XML Os arquivos de usu rios cont m descri es como nome de usu rio senha avalia o status da tarefa e os arquivos de pe as com descri es dos modelos das pe as como nome da pe a dados f sicos posicionamento no ambiente entre outros H o agente de supervis o respons vel pela administra o dos dados referentes do treinando registrando informa es pessoais como nome e senha e tamb m informa es de avalia o do m dulo de treinamento tais como desempenho do treinando e o status de conclus o dos procedimentos de manuten o A interface promove a intera o entre o sistema e o usu rio atrav s da renderiza o gr fica da cena 3D e os elementos de intera o convencionais como bot es caixas de texto e pain is 30 3 DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA DE AUTORIA ITV 2 Uma instru o t cnica um conjunto de procedimentos ou normas que devem ser realizados fielmente a fim de resolver uma tarefa ou se enquadrar em um padr o NETTO e TAVARES 2006 As IT
79. oteca Qt BLANCHETTE e SUMMERFIELD 2008 Dentre algumas vantagens do uso de Qt no desenvolvimento do Sistema de Autoria ITV est o e C digo fonte aberto e Utiliza o Gratuita e Ferramentas de desenvolvimento que aumentam a produtividade Qt Designer Modelamento da GUI e layout Qt Linguist Tradu o Qt Assistant 37 Documenta o QMake transpar ncia na constru o de sistemas multiplataformas e Integra o com a IDE Microsoft Visual C com fun es teis em tempo de desenvolvimento como complementa o de c digo e sinaliza o de sintaxe e Qt Designer embutido na IDE permitindo um desenvolvimento de interfaces do tipo clique e arraste e Comunidade extensa com centenas de desenvolvedores pelo mundo dentre alguns exemplos comerciais feitos com Qt est o Adobe Photoshop Elements e Google Earth 3 2 4 OpCoDe Optimized Collision Detection O Sistema de Autoria ITV possui uma ferramenta de sele o das pe as atrav s do mouse ferramenta comumente chamado de picking um tipo de detec o de colis o BERGEN 2003 A biblioteca OGRE j possui algumas classes para implementar o picking por m a sele o n o precisa isto porque ela feita baseada no bounding box da pe a que uma caixa que envolve o objeto e geralmente usada para detec o de colis o veja a figura 3 3 Figura 3 3 Representa o do bounding box 38 Esta imprecis o n o boa para o sistema de sele o da
80. presentado nesta disserta o representa um grande avan o em rela o ao projeto UGV mostrado na se o 2 3 e principalmente em rela o s instru es t cnicas textuais utilizadas at ent o pela ind stria O Sistema de Autoria ITV proporciona um ambiente simples e totalmente livre de conhecimentos de programa o para a constru o de cen rios anima es simula es e treinamentos em realidade virtual 3D Desta forma um profissional da rea conhecedor do processo real poder confeccionar uma ITV que descreva aquele processo Dentre algumas vantagens alcan adas com o Sistema de Autoria ITV pode se destacar e A produ o de uma ITV pode ser feita em grupo sem qualquer dificuldade na integra o dos trabalhos e O software permite que sejam criadas in meras Instru es T cnicas Virtuais sem a necessidade de compila o e Pode se modificar qualquer ITV pronta a fim de se adequar com o processo real e Pode se aproveitar um trecho de uma ITV para compor outra e IT s textuais podem ser auxiliadas ou mesmo substitu das por ITV s Este cap tulo descreve o Sistema de Autoria ITV e suas fun es destacando as ferramentas dispon veis para o usu rio durante a constru o de um ITV 4 1 Interface Toda a interface do Sistema de Autoria IT V foi projetada de forma a tornar o processo de constru o de anima es simula es e treinamentos acess vel a n o programadores Sendo assim a interface principal
81. re um objeto da cena 3D Marca o de cor O efeito de marca o de objetos no Sistema de Autoria ITV uma forma de destacar certo objeto dos demais na cena 3D O usu rio pode escolher a cor de marca o atrav s do painel de configura o da cena e ent o o objeto ficar piscando na cor escolhida A figura 4 14 apresenta o objeto da figura 4 10 marcado com a cor verde 64 Figura 4 14 Exemplo de efeito de marca o sobre um objeto Anima o embutida O Sistema de Autoria ITV pode carregar anima es embutidas para os modelos 3D Estas anima es devem ser exportadas em tempo de modelagem no formato skeleton Este tipo de anima o recomendado quando a geometria do modelo 3D ir sofrer modifica o O software permite que se escolha uma anima o embutida dentre um conjunto de anima es dispon veis al m de permitir escolher o momento da anima o A figura 4 15 apresenta o modelo da figura 4 10 com uma anima o embutida 65 Figura 4 15 Exemplo de objeto com anima o embutida 4 2 5 Anima es Uma das principais caracter sticas do Sistema de Autoria ITV criar anima es nos objetos da cena 3D carregada de forma simples e sem conhecimentos de programa o Para cumprir este fim o sistema disp e de um grande conjunto de tipos de anima o sendo que algumas anima es s o exclusivas de alguns tipos de objetos As anima es podem durar no m ximo o tempo de dura o do passo
82. ria ITV o ponto de piv n o configur vel por m ele herda o mesmo ponto de piv do modelo 3D mesh durante a modelagem 59 Ferramenta piv A ferramenta piv do Sistema de Autoria ITV permite que manipula es de posi o orienta o ou escala sejam feitas com o mouse Ela mostrada quando um ou mais objetos s o selecionados Sua orienta o e escala s o sempre as mesmas independentemente dos objetos selecionados ou da vis o da c mera por m a posi o da ferramenta piv depende dos objetos selecionados sendo que estar no ponto piv do objeto quando somente um estiver selecionado ou quando houver mais de um selecionado estar no centro dos objetos A figura 4 10 mostra a ferramenta piv quando somente um objeto est selecionado na cena Figura 4 10 Ferramenta piv do Sistema de Autoria ITV A ferramenta tem a forma de tr s setas coloridas representando os eixos das tr s dimens es seta verde representa o eixo X seta vermelha representa o eixo Y seta azul representa o eixo Z Al m disso a ferramenta sempre vis vel quando h algum objeto selecionado por mais que este objeto n o esteja vis vel no momento 60 Posi o Eo ponto na cena 3D que objeto esta localizado ou melhor onde na cena 3D ponto piv do objeto est localizado Este ponto definido em tr s dimens es sendo designados como sendo ponto X Y e Z O Sistema de Autoria ITV pode alterar a posi o de um
83. segue modelos de outros softwares populares como Flash TEAM 2007 Power Point MICROSOFT 2010 ou mesmo outros sistemas de autoria como o NGrain apresentado nesta disserta o Esta caracter stica conhecida no estudo de Interfaces Homem M quina como consist ncia Segundo SPOLSKY 2001 a consist ncia a capacidade que uma interface possui de ser sintaticamente e semanticamente semelhante a outras interfaces j existentes Por exemplo um usu rio est acostumado a fechar um 46 aplicativo com o atalho de teclado Alt F4 ao atualizar o aplicativo para uma nova vers o descobre que o atalho para fechar agora Ctrl S Certamente est mudan a trouxe transtornos ao usu rio porque o aplicativo n o apresentou consist ncia em sua interface A interface do Sistema de Autoria ITV composta de pain is barra de menu barra de ferramentas listas hier rquicas r tulos textuais caixas de di logo e um componente especial chamado de linha do tempo o qual ser descrito ainda neste cap tulo A tela principal do Sistema de Autoria ITV apresentada ao usu rio logo ap s o carregamento de todo o n cleo e cataloga o dos recursos Por m este carregamento que dura poucos segundos mascarado pela tela splash painel com uma imagem de apresenta o que fica sendo mostrado at que o programa seja totalmente carregado em mem ria para dar um efeito de realimenta o ao usu rio sinalizando que o programa
84. sentar caracter sticas que s o importantes para a estrutura desejada no projeto como arquitetura flex vel OpenGL e Direct3D e uso de scripts para defini o de par metros nos modelos 3D Por ser somente uma graphic engine engine que trata somente da renderiza o gr fica e n o uma game engine OGRE n o possui gerenciamento de f sica som ou mesmo interface por m existem in meras adi es biblioteca desenvolvidas pela imensa comunidade do OGRE que resolvem muito bem estas tarefas O uso da biblioteca bastante facilitado por manuais documenta o tutoriais e f runs dispon veis na Internet sendo mais uma vantagem da biblioteca A figura 3 1 mostra algumas aplica es que utilizam OGRE 34 1995505 Figura 3 1 Jogos feitos com a biblioteca OGRE 3D Abaixo est o listadas as caracter sticas t cnicas que fizeram OGRE ser a escolha para o desenvolvimento do Sistema de Autoria TTV e Uso simples da interface orientada a objeto arquitetada de modo a diminuir o esfor o na cria o de cenas 3D e Independente do conhecimento de linguagens 3D de baixo n vel como Direct3D e OpenGL e Requisitos comuns como verifica o de profundidade e gerenciamento de transpar ncia s o feitos automaticamente salvando muito tempo de desenvolvimento e Estrutura de classes limpa e totalmente documentada e Uma engine est vel comprovada por muitas aplica es comerciais e Suporte a Direct3D e OpenGL e Suport
85. sh CS3 Professional Classroom in a Book S 1 Adobe Press 2007 TORQUE Torque 2009 Disponivel em lt http www torquepowered com products torque 3d gt UNITY Unity 2010 Disponivel em lt http unity3d com unity features gt UNREAL Unreal 2010 Disponivel em lt www unrealtechnology com gt VILHENA P R FILHO M R Utilizando t cnicas de realidade virtual para o desenvolvimento de programa computacional que objetiva a representa o da partida parada e funcionamento de uma unidade hidrogeradora integrada em um sistema el trico Semin rio Nacional de de Produ o e Transmiss o de Energia El trica 2007 WEISSTEIN E W Quaternion 2010 Disponivel em lt http mathworld wolfram com Quaternion html gt WORLDS T Thinking Worlds 2009 Disponivel em lt www thinkingworlds com gt 96
86. sidades ou restri es da organiza o ou dos outros componentes do sistema Tradicionalmente os requisitos de software s o separados em requisitos funcionais e n o funcionais ROGER 2006 Os requisitos funcionais s o a descri o das diversas fun es que clientes e usu rios querem ou precisam que o software ofere a Eles definem a funcionalidade desejada do software A especifica o de um requisito funcional deve determinar o que se espera que o software fa a sem a preocupa o de como ele faz Requisitos n o funcionais s o as qualidades globais de um software como usabilidade desempenho ou custos Os requisitos para o Sistema de Autoria ITV foram definidos de acordo com os usu rios finais do software a saber os funcion rios da Eletronorte S A Dentre os requisitos funcionais do sistema de autoria est o O sistema deve possuir um modo de execu o que permita a cria o e edi o de ITV s que o pr prio sistema de autoria O sistema deve possuir um modo de execu o que permita a visualiza o e intera o do usu rio sobre as anima es simula es e treinamentos criados Este modo de execu o n o deve permitir a edi o ou cria o de ITV s Este modo de execu o do Sistema de Autoria ITV denominado m dulo de usu rio O Sistema de Autoria ITV deve ser totalmente visual n o apresentando programa o por linguagem ou script Os principais requisitos n o funcionais s o O temp
87. simplificado ser o modelo O LoD uma t cnica para melhorar a performance de aplica es 3D aplicando se t cnicas de redu o da geometria dos modelos 3D em tempo de renderiza o Al m disso ap s a escolha dos objetos a serem carregados o sistema informa a progress o do carregamento de forma que o usu rio receba um feedback do funcionamento do programa obvio que o Sistema de Autoria ITV tamb m permite a exclus o de objetos da cena o que far com que todas as anima es dos objetos exclu dos tamb m sejam removidas do projeto A figura 4 6 mostra o painel que lista os objetos para carregamento 54 E Inserir pe a 21 CaixaGrupo H Setax SetaY SetaZ avt mantenedor avt mantenedor 2 avt mantenedor 3 avt mantenedor escotilha avt mantenedor medidor avt manutencao operador avt operador avt operador equipado avt operador nao equipado Buscar N vel de otimiza o 0 2 Figura 4 6 Listagem dos objetos dispon veis para carregamento na cena O Sistema de Autoria ITV tamb m capaz de adicionar part culas cena 3D Um sistema de part culas uma t cnica n o convencional de renderiza o 3D n o utiliza malha geom trica para representar efeitos difusos como chuva fogo e espuma A figura 4 7 apresenta um exemplo de sistema de part culas de gua carregado no Sistema de Autoria ITV E M dulo de Arquivo Navega o Ferramentas Exibir Configura es OSm amp SHhO O
88. ta gt 37 Valida o da abertura total da comporta Fade Tentativas 3 Acertos 1 sum rio Mostrar n mero de tentativas 3 Mostrar somente os passos com tentativas Figura 4 27 Relat rio gerado pelo m dulo de supervis o da ITV 79 80 5 ESTUDO DE CASO ITV PARTIDA DE UMA UNIDADE HIDROGERADORA Uma unidade hidrogeradora ou UHG composta por diversos equipamentos os quais se completam para cumprir a tarefa de gerar energia el trica a partir da energia cin tica da gua Entre esses equipamentos est o o gerador mancais turbina distribuidor sistema de excita o regulador de velocidade comporta de tomada d gua transformadores regulador de tens o dentre outros Estes equipamentos t m uma rela o direta com a partida da UHG Na Usina Hidroel trica de Tucuru existe um modo de partida da UHG chamado de partida autom tica o qual permite que um operador monitore todo o processo principal atrav s de um computador coletando e enviando comandos para a UHG atrav s de sensores e rel s instalados por todos os equipamentos da unidade A segii ncia de partida de uma UHG um processo bem definido e repetido com certa frequ ncia na Usina de Tucuru por m n o facilmente observado fora dos monitores de computador A inten o da cria o de uma IT V que descreva este processo apresentar todas as altera es ocorridas nos equipamentos da UHG mostrando os pr prios equipamentos o q
89. tiva do game sabendo que tudo o que ele imaginar poder ser realizado sem maiores problemas pela game engine De acordo com GREGORY 2009 as principais fun es de uma game engine t pica s o e Abstra o e gerenciamento de recursos de software e hardware e Editor de cen rio com grafo de cena e Renderiza o gr fica 3D e 2D e Detec o de colis o e f sica e Gerenciamento de luz e sombras e Suporte a diferentes tipos de modelos 3D texturas e sons e Sistema de part culas e Intelig ncia artificial e Gerenciamento de rede para multijogador 2 1 1 Estado da arte 16 O grande benef cio das game engine s est na efici ncia da produ o portanto n o surpresa que cada vez mais elas estejam se desprendendo de linguagem de programa o ou scripts Pode se ver hoje em dia por exemplo o Kodu Game Lab KODU 2009 que pode ser descrito como um jogo de fazer jogos com uma linguagem de programa o totalmente visual baseada em cones bem verdade que uma game engine para desenvolvimento de jogos de qualquer g nero tiro em primeira pessoa corrida luta esporte etc ainda n o se livrou da programa o tradicional por m tamb m est caminhando para isto como o caso da plataforma XNA NITSCHKE 2007 para jogos em celular PC e Xbox 360 que a cada vers o utiliza cada vez menos programa o em linguagem C pura dando suporte total e autom tico a multijogador e distribui o e venda da aplica
90. ue seria imposs vel de ser feito na UHG real por exemplo visualizar o sistema distribuidor da m quina em funcionamento seria imposs vel sem o uso dos recursos de realidade virtual Contudo ao mesmo tempo em que o processo visto de uma perspectiva nica atrav s da simula o 3D esta ITV n o deixa de apresentar o processo pela vis o do operador real da m quina o qual controla o processo de partida atrav s de computadores Esta ITV tamb m conta com os modos de visualiza o para treinamento onde o usu rio dever tomar o papel dos diferentes operadores que participam do processo de partida da UHG 5 1 Roteiro resumido da ITV A ITV descrita resumidamente nesta se o composta de oitenta e dois passos totalizando uma dura o de tempo de dezessete minutos se for visualizada no modo autom tico de treinamento O primeiro passo apresenta o t tulo da ITV e seu prop sito mostrando tamb m uma panor mica de toda a Usina Hidrel trica de Tucuru atrav s de uma anima o de c mera do Sistema de Autoria ITV Neste passo utilizou se tamb m uma anima o de painel textual na 81 cena para apresentar o titulo da ITV A figura 5 1 mostra uma imagem capturada durante a anima o deste passo Mobo 1 5 WICC 6 5 515 0 6 Figura 5 1 Primeiro passo da ITV de partida O passo 14 apresenta uma das pr condi es de partida sendo atendidas neste caso ocorre a abertura da v lvula princip
91. ura das palhetas diretrizes da turbina esta abertura pode ser observada de maneira nica na ITV j que de outro modo seria imposs vel acessar aquele ponto que est totalmente inundado de gua A ITV utiliza anima es de rota o para controlar a abertura das 24 palhetas desta UHG al m disso utiliza tamb m anima o de transpar ncia para abstrair outras pe as n o importantes para a visualiza o do processo A figura 5 7 mostra a regi o da UHG conhecida como caixa espiral j com as devidas transpar ncias aplicadas nesta regi o que ocorre a abertura das palhetas diretrizes 86 Figura 5 7 Abertura das palhetas diretrizes No passo 77 ocorre a gera o de energia propriamente dita O rotor da UHG come a a girar em uma velocidade perfeitamente controlada depois de algumas interven es do operador da usina interven es que tamb m s o simuladas na ITV Esta ITV de opera o mostra o giro do rotor atrav s de anima es de rota o representa a gera o de energia atrav s de texturas animadas e abstrai algumas pe as para melhor aprecia o do processo atrav s de anima es de transpar ncia A figura 5 8 mostra uma imagem que representa este passo 87 at Ro CS C G 3 Figura 5 8 Imagem da ITV de partida representando o in cio da gera o de energia Os passos finais da ITV de partida da UHG mostram o caminho do fluxo de energia desde o rotor do gerador at o transformador e da para
92. utomaticamente evitando o problema de ordem errada de renderiza o e Suporte a recursos populares de arquivamento como ZIP e PK3 e Gerenciamento de mem ria pode ser rastreado e customizado pelo programador para um desenvolvimento e execu o mais seguro e Facilidade de utiliza o de OGRE com outras bibliotecas de software 323 Qt um conjunto de aplica es e bibliotecas multiplataforma desenvolvido pela empresa Nokia para o desenvolvimento de programas com interface gr fica Seu conjunto de bibliotecas desenvolvido em C e para C e possui mais de 400 classes que v o desde 36 interfaces GUI s Graphics User Interface at redes tudo com documenta o completa al m de demonstra es exemplos tutorias e manuais O c digo em Qt multiplataforma suportando de Windows 98 at o Seven Mac OSX Linux Solaris HP UX IRIX AIX BSD Tru64 UNIX al m de poder ser usada em sistemas embarcados e sistemas m veis A figura 3 2 mostra algumas aplica es desenvolvidas com Qt ener Qe ferro Times Ramen lola io output Figura 3 2 Aplica es utilizando Qt O Sistema de Autoria ITV necessitava de uma GUI nativa exterior ao ambiente virtual a interface ser detalhada no cap tulo 4 logo se verificou que seria necess rio uma biblioteca que permitisse um r pido aprendizado e facilidade de utiliza o caracter sticas encontradas na bibli
93. utra possibilidade de anima o do Sistema de Autoria ITV a escala de objetos Com esta anima o pode se alterar o tamanho dos objetos de forma gradativa Escolhem se diferentes escalas de um objeto no tempo e o sistema anima a transforma o em escala nestes tempos definidos Esta anima o tamb m pode ser criada com o mouse A figura 4 20 representa uma anima o de escala 70 Figura 4 20 Anima o de escala no Sistema de Autoria ITV Rota o de objetos A anima o de rota o de um objeto consiste na anima o da transforma o de orienta o de um objeto qualquer da cena Pode se definir um eixo qualquer de rota o do objeto ou adotar automaticamente o eixo pr definido em tempo de modelagem a velocidade de rota o a acelera o da rota o e claro o tempo de rota o dentro do passo Al m disso pode se rotacionar um objeto agrupador criando assim anima es do tipo transla o em c rculo A figura 4 21 uma representa o da rota o de um objeto usando a anima o do Sistema de Autoria ITV 71 Figura 4 21 Anima o de rota o Anima o de c mera A anima o da c mera pelo ambiente virtual tamb m pode ser criada no Sistema de Autoria ITV Para isto o criador do projeto ITV navega com a c mera pela cena e escolhe duas ou mais vis es do ambiente ou seja escolhe posi es e dire es da c mera simplesmente visualizando o ambiente virtual Quando a anima o for repr

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