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Projecto em Engenharia Informatica

1. Vantagens Desvantagens Privado e confidencial Grande dificuldade em estimular a an Baixo risco de constrangimento siedade In Baixo custo de tratamento O controlo do terapeuta muito limitado umag no T cnica familiar para os terapeutas Baixa taxa de sucesso Grande facilidade em estimular a an N o tem confidencialidade siedade Elevado risco de constrangimento para o In vivo Elevada taxa de sucesso paciente T cnica familiar para os terapeutas O controlo do terapeuta muito limitado Elevado custo de tratamento Pouco atraente para os pacientes Controlo total para o terapeuta Elevado custo de aquisi o instala o e Privado e confidencial manuten o RV Baixo risco de constrangimento Pouco familiar para os terapeutas Baixo custo de tratamento Elevada taxa de sucesso Grande facilidade em estimular a an siedade Apelativo para os pacientes Tabela 2 2 Compara o dos m todos de exposi o Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 19 2 4 Facial Action Coding System Facial Action Coding System FACS um sistema para a classifica o de express es fa ciais humanas desenvolvido por Paul Ekman e Wallace Friesen 30 31 82 Este sistema foi criado atrav s da identifica o dos m sculos da face que s o respons veis por gerar cada express o facial As unidades de classifica o criadas para realiza
2. 45 Kaye Horley Lea M Williams Craig Gonsalvez and Evian Gordon Social phobics do not see eye to eye A visual scanpath study of emotional expression processing Journal of Anxiety Disorders 17 1 33 44 2003 Bibliografia 131 46 Dorothy Strickland Larry Hodges Max North and Suzanne Weghorst Overcoming phobias by virtual exposure Communications of the ACM 40 8 34 39 1997 47 Mel Slater David Paul Pertaub Chris Barker and David M Clark An experimental study on fear of public speaking using a virtual environment CyberPsychology amp Behavior 9 5 627 633 2006 48 Virtual reality medical center http www vrphobia com index htm accessed in November 2012 49 Giuseppe Riva Cristina Botella Gianluca Castelnuovo Andrea Gaggioli Fabrizia Mantovani and Enrico Molinari Cybertherapy in practice the vepsy updated project Stud Health Technol Inform 99 3 2004 50 Gianluca Castelnuovo Claudio Buselli R De Ferrari Andrea Gaggioli Fabrizia Mantovani Enrico Molinari Marco Villamira and Giuseppe Riva New tools in cybertherapy the vepsy web site Studies in health technology and informatics 99 15 2004 51 Wikipedia Iterative and incremental development http en wikipedia org wiki Iterative_and_incremental_development accessed in November 2012 52 Epic Games http www unrealengine com udk accessed in Novem ber 2012 53 DAZ Productions http www daz3d com access
3. de um objeto numa determinada frame Pelo que o Blender faz a interpola o entre as keyframes para gerar a anima o dos objetos que podem ser editadas posteriormente Estas anima es s o criadas da seguinte forma 1 Selecionar o esqueleto 2 Mudar para Pose Mode 3 Criar uma nova a o figurafE 5 4 Escolher o osso que pretendemos animar 5 Efetuar a altera o pretendida no osso 6 Utilizar a tecla I com o ponteiro do rato na rea de modela o a Escolher o tipo de Keyframes que pretende introduzir figura E 6 7 Regressar ao passo 4 para animar mais ossos Figura E 5 Cria o de uma nova a o Blender 108 Ap ndice E Manual T cnico Location Rotation Whole Character Figura E 6 Inser o de uma Keyframe Blender Para mais informa es consultar Animation Keyframes Importa o de anima es As anima es podem ser transferidas de HV para HV desde que tenham esqueletos id nticos A transfer ncia de anima es efetuada do seguinte modo 1 Painel File 2 Op o Append 3 Escolher o ficheiro blend de onde se pretende importar a anima o a Abrir a pasta Action do ficheiro b Selecionar as anima es que se pretende importar 4 Efetuar a importa o atrav s do bot o Link Append from Library 5 As anima es passam a estar dispon veis na op o Action Editor no menu DopeSheet Edi o de anima es
4. 30 31 32 33 34 Carrie Heeter Being there The subjective experience of presence Presence Tele operators and virtual environments 1 2 262 271 1992 Martin Usoh Christina Alberto and Mel Slater Presence Experiments in the psychology of virtual environments http www8 cs umu se kurser TDBD12 VT0O6 articles precense paper teap full96 pdf accessed in September 2013 Thomas Schubert Frank Friedmann and Holger Regenbrecht The experience of presence Factor analytic insights Presence Teleoperators and virtual environ ments 10 3 266 281 2001 Thomas W Schubert A new conception of spatial presence once again with feel ing Communication Theory 19 2 161 187 2009 Merel Krijn Paul MG Emmelkamp Ragnar P Olafsson and Roeline Biemond Vir tual reality exposure therapy of anxiety disorders A review Clinical psychology review 24 3 259 281 2004 Edna B Foa and Michael J Kozak Emotional processing of fear exposure to cor rective information Psychological bulletin 99 1 20 35 1986 Evelyne Klinger St phane Bouchard Patrick L geron St phane Roy Fran oise Lauer Isabelle Chemin and Pierre Nugues Virtual reality therapy versus cognitive behavior therapy for social phobia A preliminary controlled study Cyberpsychol ogy amp behavior 8 1 76 88 2005 Y I Tian Takeo Kanade and Jeffrey F Cohn Recognizing action units for facial expression analysis Pattern Analysis
5. Este trabalho vem dar continuidade a um outro anterior concebido para o medo de falar perante uma audi ncia 1 Os aspetos distintivos do presente trabalho prendem se com o facto de se recorrer a modelos de humanos mais detalhados e capazes de exibirem express es faciais o que n o acontecia na abordagem anterior numa maior proximidade com os humanos que est o sentados de frente para o paciente e a ado o de uma outra ferramenta para o desenvolvimento de videojogos o Unity 3D 2 Este trabalho foi realizado no mbito do Projeto de Inform tica do Mestrado em In form tica da Faculdade de Ci ncias da Universidade de Lisboa O trabalho foi realizado no Laborat rio de Modela o de Agentes LabMAg uma das unidades de I amp D do De partamento de Informatica 1 1 Motiva o A ansiedade social AS um transtorno de ansiedade incapacitante caracterizado por um medo excessivo de avalia o negativa em situa es sociais os sintomas interferem con sideravelmente com rotinas di rias da pessoa atividades sociais relacionamentos fun cionamento ocupacional e acad mico A AS quando n o tratada convenientemente pode evoluir para uma fobia social um dist rbio que se regista num ter o dos indiv duos com quaisquer dist rbios mentais pelo que considerada a mais comum de entre todas as fobias 3 A AS n o s uma barreira para o indiv duo mas tamb m um problema significa tivo para a sociedade em geral Em 1990
6. o preciso 1 Importar o modelo ver sec o Importa o de ficheiros Autodesk FBX no Unity 2 Configurar o modelo ver sec o Configura o dos modelos importados 3 Desativar o Skinned Mesh Renderer do componento oculos do HV 4 Desativar o Skinned Mesh Renderer do componento phone do HV 5 Criar um Prefab ver sec o Cria o de Prefab 6 Adicionar os seguintes scripts ao HV ver sec o Adicionar um script a um objeto a characterControler cs b eye_rotation cs c rotation cs 7 Adicionar o bot o para o novo HV no menu de configura o de cen rio script menu_interview_configuration cs e criar o respetivo c digo para permitir a utiliza o desse HV 8 Editar o script simulator cs para criar a refer ncia ao HV e permitir o seu con trolo 120 Ap ndice E Manual T cnico Restri es dos HV Todos os HV t m que ter as seguintes caracter sticas 1 T m que ter o mesmo n mero de ossos 2 Os ossos t m que ter os mesmos nomes 3 T m que ter culos e o nome tem que ser oculos 4 T m que ter um telem vel e o nome tem que ser phone 5 T m que ter todos as mesmas anima es Nota se alguma dessas caracter sticas n o for respeitada a aplica o poder deixar de funcionar pois para os scripts da aplica o os HV s o todos objetos do tipo HV logo t m que ser id nticos E 5 7 Comunica o entre as janelas A comunica
7. o foi posteriormente abandonada devido aos seguintes factos e n o permitia colocar o lado referente janela de simula o em modo full screen no projetor pois isso fazia com que o lado reservado ao terapeuta tamb m ficasse muito grande n o sendo poss vel represent lo na sua totalidade num simples ecr de computador e esta op o tamb m limitava a utiliza o do computador por parte do terapeuta pois o lado destinado ao terapeuta ocupava todo o espa o dispon vel no ecr do computador o que impedia o terapeuta de utilizar outras aplica es por exemplo bloco de notas no computador enquanto estivesse a utilizar a aplica o pois para tal teria que minimizar a aplica o e sendo que a aplica o s tinha uma janela o lado destinado ao paciente tamb m seria minimizado Ap s abandonar o modo split screen a solu o encontrada foi a de criar duas aplica es separadas Uma s com os menus que s o apresentados ao terapeuta e outra s com a janela de simula o que projetada pelo que a aplica o passou a ter uma arquitetura similar dos videojogos multiplayer online perfeitamente suportada pelo Unity O passo seguinte passou por determinar qual seria a melhor op o para se efetuar a comunica o entre as duas aplica es Nesta fase foram testadas as seguintes op es Unity Master Server Socket UDP TCP IP e RPC em localhost Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 41 Unity Ma
8. A TCC aborda tr s aspetos distintos 9 20 e Gest o dos pensamentos que provocam a ansiedade a gest o de pensamentos tamb m conhecida como terapia cognitiva O primeiro passo consiste em localizar os pensamentos negativos e verificar se eles s o justificados E se poss vel eles s o substitu dos por pensamentos mais realista e muitas vezes mais positivos e Aquisi o de compet ncias sociais tamb m conhecida como terapia comporta mental A aquisi o de habilidades sociais normalmente realizado em grupos onde os comportamentos sociais s o discutidos demonstrados e praticados e Terapia de exposi o a TCC s bem sucedida se o paciente deixar de evitar as situa es que provocam a ansiedade Uma abordagem eficaz a utiliza o de exerc cios de exposi o Neste caso o paciente exposto de uma forma progressiva s situa es que lhe provocam ansiedade Ainda n o foi poss vel determinar exatamente qual destes m todos o mais eficiente para reduzir a fobia social No entanto a exposi o s situa es sociais temidas tem sido fundamental para se obter uma melhoria dos sintomas de ansiedade Outro elemento importante em praticamente todos os tratamentos da AS com base na terapia comportamental o uso de exerc cios de relaxamento Terapia de exposi o Tradicionalmente esta terapia efetuada in vivo ou in imagino Ambos os m todos envolvem exposi o incremental come ando com est mul
9. A ansiedade social um transtorno comum que se pode revelar muito debilitante e que quando n o tratada devidamente pode evoluir para patologias graves como fo bias e at mesmo depress o Atualmente existem dois m todos cientificamente aceites no tratamento da ansiedade social a utiliza o de produtos farmacol gicos e a terapia cognitivo comportamental A terapia cognitivo comportamental orientada para uma redu o incremental dos sintomas abordando tr s aspetos distintos a gest o dos pen samentos que provocam a ansiedade a aquisi o de compet ncias sociais e a terapia de exposi o Tradicionalmente a terapia de exposi o efetuada in vivo ou in imagino Por m a evolu o tecnol gica criou a possibilidade de se aplicar a Realidade Virtual Terapia de Exposi o surgindo assim a Terapia de Exposi o baseada em Realidade Virtual Neste documento descreve se uma aplica o de Realidade Virtual desenvolvida com o objetivo de apoiar no tratamento da ansiedade social relacionada com situa es de avalia o perante um j ri A aplica o gera uma simula o com humanos virtuais num cen rio que recria um j ri O terapeuta disp e de uma interface gr fica para parametrizar o cen rio e durante a simula o para manipular as posturas corporais e express es faci ais dos personagens virtuais controlando assim o n vel de ansiedade induzido sobre o paciente O uso da Realidade Virtual na terapia de exposi o
10. No entanto os elevados custos de desenvolvimento instala o e manuten o n o per mitem que esta t cnica seja acess vel ao p blico geral mantendo se apenas em labo rat rios ou cl nicas com grandes recursos financeiros Outro fator que limita a sua utiliza o Cap tulo 1 Introdu o 3 s o os efeitos secund rios provocados pelos equipamentos de RV que s o geralmente uti lizados 1 2 Objetivo O objetivo deste trabalho foi o de implementar uma aplica o de RV interativa de baixo custo de desenvolvimento instala o e manuten o que possa ser utilizada no con sult rio de um terapeuta para aplicar a TERV em pacientes com AS causada pelo receio de uma situa o do tipo avalia o onde o paciente exposto a um j ri virtual composto por humanos virtuais HV cujas express es faciais e corporais s o controladas em tempo real pelo terapeuta A aplica o desenvolvida tem dois tipos de utilizadores um paciente e um terapeuta O paciente recebe e reage aos est mulos provenientes da simula o do j ri que observa enquanto o terapeuta comanda a simula o controlando os est mulos de modo a provocar a rea o pretendida no paciente Para tal o terapeuta tem ao seu dispor uma interface simples e intuitiva que lhe permite controlar o comportamento e a express o facial dos HV que formam o j ri Este j ri pode ser formado por um dois ou tr s HV Para esta implementa o foram usadas ferramentas gratuitas f
11. no humano virtual pode ser associado com todos os outros eventos excetuando o do n mero 7 Ativar o evento Concordar no humano virtual pode ser associado com todos os outros eventos excetuando o do n mero 7 Ativar o evento Receber um SMS no humano virtual Ativar o evento Escrever no computador no humano virtual quando este evento ativado o humano virtual vai escrever no computador at o utilizador ativar o evento Parar de escrever que funciona no mesmo bot o Ativar o evento Adormecer no humano virtual quando este evento ativado o hu mano virtual vai adormecer at o utilizador ativar o evento Acordar que funciona no mesmo bot o Ativar o evento Olhar para direita no humano virtual pode ser associado com todos os outros eventos excetuando o do n mero 7 Ativar o evento Sussurrar no humano virtual Atualmente este evento s est dispon vel para os humanos virtuais que tenham outro humano virtual sua es querda Abrir o painel de controlo das express es faciais figura D 12 do humano virtual as express es aqui definidas podem ser associadas com todos os outros eventos excetuando o do n mero 7 Colocar o humano virtual com uma inclina o neutra Pode ser associado com todos os outros eventos excetuando os dos n meros 6 e 7 Inclinar o humano virtual para a frente Pode ser associado com todos os outros eventos excetuando os dos
12. o no mbito da Psicologia das Emo es Durante o desenvolvimento e avalia o da aplica o surgiram ideias para novas fun cionalidades que podem vir a ser incorporadas na aplica o Incluir novos cen rios de simula o adequados para o tratamento da AS ou ainda para suportar estudos que exijam um controlo fino das express es faciais Mais varia es no aspeto dos HV dispon veis na aplica o Cap tulo 4 Conclus es e Trabalho futuro 71 e Atrav s da varia o da varia o de aspetos f sicos dos HV por exemplo faixa et ria peso altura e Atrav s da varia o do tipo de roupa por exemplo fato e gravata bata branca traje acad mico Possibilidade de alterar a roupa dos HV Arrastando a roupa pretendida a partir de um menu de roupas para os HV Mais varia es de comportamentos em termos de eventos desencadeados pelo tera peuta e Dotar os HV com a capacidade de reagir aos eventos sonoros e comportamentos dos restantes HV presentes no cen rio por exemplo distrair se quando o telefone da sala tocar olhar para o lado quando os outros dois estiverem a cochichar distrair se com o barulho no corredor e Dotar os HV com a capacidade de olhar para os objetos presentes no cen rio criando assim uma maior diversifica o do estado distra do e Adicionar mais express es faciais e Adicionar novos eventos nos HV por exemplo entrar ou sair da sala espregui ar se bocejar I
13. o tremores ondas de calor n useas etc Estes sintomas de excita o t m origem na atividade exagerada na divis o simp tica do sistema nervoso aut nomo e s o caracter sticas da resposta medo lutar ou fugir 19 2 3 Tratamentos Dispon veis para a Ansiedade Social Nesta sec o ser o apresentados os m todos que t m apresentado sucesso no tratamento da AS 2 3 1 M todos tradicionais Existem dois m todos que s o largamente aceites como formas de tratamento para a AS que s o utiliza o de produtos farmacol gicos e a terapia cognitivo comportamental Utiliza o de produtos farmacol gicos Uma determinada classe de antidepressivos inibidores revers veis de monoamine oxidase A ou RIMA s t m sido eficazes no tratamento da AS Os sintomas f sicos da AS podem 14 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado ser suprimidos com drogas conhecidas como beta bloqueadores estes s o frequentemente prescritos para uso ocasional em situa es em que se teme que os sintomas f sicos possam ocorrer por exemplo o medo de ocorr ncia de tremores durante uma palestra A probabilidade de se alcan ar efeitos positivos a longo prazo com o uso de medica mentos antidepressivos aumentada caso o tratamento seja complementado com terapia comportamental suplementar 17 20 Terapia Cognitivo comportamental A TCC um m todo de tratamento que fortemente orientado para redu o dos sin tomas
14. o para controlar o olhar dos HV para que estivessem a olhar para a c mara independentemente da posi o da c mara dentro do cen rio Ajuste das roupas foi necess rio criar uma solu o para resolver o problema provo cado pelo facto da malha da pele dos HV atravessar a malha da roupa em v rios pontos do HV Ap s testar um conjunto de hip teses chegou se a conclus o de que a melhor solu o seria transformar a malha da pele que fica escondida pela roupa numa malha transparente Assim mesmo que se sobreponha a malha da roupa n o ser vis vel Representa o de sombras foi preciso criar uma solu o para resolver o problema do fraco tratamento de sombras efetuado pela vers o free do Unity A solu o passou por testar varias combina es e posicionamentos de fontes de luzes Adicionalmente existiram algumas dificuldades na representa o em full screen da janela de simula o Na vers o do Unity que foi usada no in cio do trabalho n o era poss vel efetuar full screen na janela do paciente janela que apresentada na tela de proje o pelo projetor pois a funcionalidade de full screen disponibilizada pelo Unity s efetuava full screen no ecr principal que no caso o ecr do computador Tamb m n o era poss vel redimensionar a janela do paciente arrastando os cantos da janela Pelo que a nica op o que se tinha era a de definir a janela com um tamanho fixo correndo o risco do projetor Cap tulo 3 Vir
15. 2 Efetua um close up aproxima o da c mara ao corpo do humano virtual que es tiver no modo interativo Quando n o est nenhum humano virtual no modo intera tivo esta op o desativada 3 Efetua um close up aproxima o da c mara face do humano virtual que estiver no modo interativo Quando n o est nenhum humano virtual no modo interativo esta op o desativada 100 Ap ndice D Manual de Utilizador Pause Menu Resume Simulation Figura D 11 Menu de Pause Enumeram se de seguida as funcionalidades deste menu 1 Bot o para retomar a simula o 2 Bot o para interromper a simula o e regressar ao menu de configura o Facial expressions Full brow eyelid lift AU1 2 5 Inner brow up AU1 Outer brow up AU2 Brows brought together AU4 Brows brought together AU4 Lips up AU12 Lip comers down AU15 Smile AU6 12 Smile AU6 12 Figura D 12 Painel de controlo da express o facial Painel flutuante para o controlo da express o facial do humano virtual que estiver no modo interativo O painel pode ser arrastado livremente dentro da janela de intera o O controlo da express o facial encontra se dividido em dois grupos zona das so brancelhas e zona dos l bios Na zona das sobrancelhas encontram se os seis primeiros bot es do menu sendo que os cinco restantes pertencem ao grupo da zona dos l bios A a o dos bot es de duas zonas diferentes podem ser conjug
16. 9 b SPT Virtual Iraq c SPT World Trade Cen d SPT BusWorld ter 9 Figura 2 6 Tratamento de stress p s traum tico 22 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 2 5 2 Distra o da dor Distrair crian as submetidas a procedimentos m dicos dolorosos outra inova o no campo da RV V rios estudos demonstraram os benef cios da RV como fator de distra o Um grupo de investigadores descobriu que a RV capaz de aliviar a ansiedade nas crian as submetidas a quimioterapia e num outro estudo foi pedido a dois adoles centes com queimaduras figura 2 7 que jogassem um videojogo que se desenrola num ambiente rtico enquanto recebiam os curativos di rios Os dois pacientes relataram que sentiram menos dor enquanto utilizavam a RV pelo que foi poss vel reduzir a dose de analg sicos que recebiam durante os curativos di rios 9 41 Figura 2 7 Distra o da dor ambiente rtico para distrair da dor de queimaduras 9 2 5 3 Ansiedade Social Os sistemas de RV para a AS mais testados focam se no medo de falar em p blico ou em ambientes mais restritos Nestes sistemas as pessoas s o convidadas habitualmente a falar em frente a um n mero maior ou menor de HV por exemplo como parte de uma apresenta o ou uma entrevista de emprego Os HV podem ser gerados por gr ficos 3D fotos ou v deos A varia o do comportamento dos HV centra se sobretudo na mudan a de postura das express e
17. Lista de Figuras Lista de Tabelas 1 Introdu o 1 1 MOUV O s 2 6 2 2 m oh a ec Pee e aT e a E we e a 1 2 OBJEtVO s pra ate a pi a bi a p l ao aiei aaa oe bebo RD wt 1 SCOMMDINGOESI e o 5 ae a avea grab SS aa a Ey SE gg gs 1 4 Estrutura do documento aoa ooa a a a a 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 2 1 Realidade VIA o as A ost ao DE A SS SA SD A we dee we 2 1 1 Equipamentos de realidade virtual 2 2 Ansiedade e Fobia Social lcccllll 2020088 2 2 1 ContextoHist ricol 202 2 202 2 020 eee 2 2 2 Sintomas Caracteristicos 08 eee 2 3 Tratamentos Dispon veis para a Ansiedade Social 2 3 1 M todostradicionais 2 002 eee eee 2 3 2 Terapia de exposi o baseada em realidade virtual 2 3 3 Compara o dos m todos 8 002 2 ee 2 4 Facial Action Coding System cccccllll e 2 5 Trabalhos Relacionados 2 000000 2 eee 2 5 1 Stress p s traum tico 5 2 as eo cee ke eR E eR EES 2 5 2 Distra o da dor 2 ac cabs we eR LeeLee HEE wD 2 5 3 Ansiedade Social 2 0 ee sock Boe Boch Bod oe deed eh we hee Sa 3 Virtual Spectator v2 0 3 1 An lise de Requisitos 244494204894 ANA AA MATAR 3 1 1 Defini o dos Stakeholders nonon 3 1 2 Requisitos funcionais oaa a 3 1 3 Requisitos n o funcionais ooa a IX XV XV 11 12 13 13
18. aos seres humanos reais elas provocam um sentimento de repulsa por parte dos observadores Pelo que os nossos HV t m um n vel de realismo que os situa fora deste vale visto que poss vel notar se que s o bonecos e n o humanos reais Tamb m tiv mos que ter em conta o facto de que para os psic logos se sentirem motivados para utilizar a aplica o era necess rio apresentar uma interface gr fica simples e intuitiva Pois a complexidade das interfaces considerado um dos principais motivos para n o utiliza o das aplica es de TERV por parte dos psic logos Pelo que a nossa interface foi mantida o mais simples e intuitivo poss vel Sendo que ap s o processamento dos resultados dos testes com peritos podemos dizer que conseguimos criar uma aplica o capaz de simular situa es reais e que os psic logos estariam dispostos a utiliz lo em ambientes cl nicos ou mesmo num ambiente acad mico como ferramenta de auxilio a investiga o na rea das emo es humanas 4 2 Trabalho futuro Como trabalho futuro ser necess rio efetuar a avalia o da solu o desenvolvida num cen rio cl nico para poder aferir da sua efetiva utilidade para os psic logos terapeutas Nesta avalia o poder o ser efetuadas medi es biom dicas batimento card aco suda o etc para se verificar se o n vel de ansiedade causado a adequada Tamb m ser efetuada a avalia o da solu o desenvolvida num contexto de investiga
19. o escolha de cen rio esquerda configura o centro e simula o direita Figura 3 9 Janela de Simula o A janela de intera o figura 3 8 cont m alternativamente um dos seguintes tr s menus menu de escolha de cen rio menu de configura o de cen rio e menu de simula o A aplica o encontra se preparada para facilmente passar a incluir novos cen rios para o tratamento de outros tipos de fobias ou mesmo para o tratamento da AS pelo que o primeiro menu permite a escolha do cen rio pretendido O segundo menu permite a configura o do cen rio escolhido no primeiro menu Neste menu poss vel escolher se a decora o do cen rio cor das paredes tipos de mesas cadeiras e adicionar remover objetos mesa escolher quais os HV que se pre tende introduzir no cen rio adicionar remover culos nesses HV e efetuar a calibra o da c mara atrav s de transla es em tr s dire es ortogonais deslocar para cima e para baixo deslocar para esquerda e para direita e aproximar e afastar zoom Os HV olham sempre para a c mara quando est o atentos A posi o da c mara representa a posi o da pessoa que est virtualmente a ser avaliada O terceiro menu permite o controlo da simula o por parte do terapeuta sendo poss vel controlar o comportamento e a express o facial dos HV a ilumina o do cen rio desen cadear eventos sonoros e efetuar o close up de um determinado HV Estes comporta
20. 13 15 18 19 20 20 22 22 28 3 1 4 Diagrama de sequ ncia o oo 0000 33 E E oe Ea RR ER Ee 34 3 2 1 Recursos do projeto 2 2 2 a 34 3 2 2 Processo de desenvolvimento de software 35 3 2 3 Desvios ao plano de trabalho inicial 2 02 35 ce Dale AO bk ook eh Sa E ee 37 3 3 1 Trabalho de pesquisa e validagao 24 37 3 3 2 A aplica o Virtual Spectators v2 0 42 Saga ee ee ee ee E a ee ee 44 ee ee 47 ee ee ee ee ee 58 a ee ee ee ee ee ee 59 ee ee eee ee 64 dt idee do ate de ee ae de E 66 a WES EE E Ok Wine USA ee a See o 68 69 EO CODES ue aw amp ck ERES EEE EE ES RAD a am E 69 Oo ogni Geese Gone Gearon o din a bg eG ge qd 70 73 Uae sod wed been a tan eas 73 o Ro Sd Rd a a 75 B Ativa o das anima es 77 EEE EEE a O ee ee ee ee 77 Sc A SED Be N Be ine Rete Sn he a S A 79 81 89 NU O O Dr Ba Ha a a 89 pdt das Arara ae 4 CAR CA E 90 ee ee ee ee ee ee ee ee 90 RR ehE PES eee ERE RS 90 U Athenee heen na Br 90 HGH Oe kon ee E 91 A ea neg oe a qe oe 100 Snes ee eee 101 E Manual T cnico E Introdu oj ss sas pa ra Bow See di gra Gee BS E oes Bed E E 2 Softwareutilizado cllccll 2 0 20 0008008 REAR EAR PERDA RELER DA ES EST Cria o dos HV srs SAREE SEER EWR ES ESE EE de ht OMA RO et a Be ee we Ee Se EA BRENO ss ok amp See oe ke p RS em eR ee Ee we eee E 4 1 Importa o dos HV no Blender ied
21. 22000 104 E 2 Painel de exporta o MakeHuman 105 E 3 Importa o de ficheiro mhx Blender 0 0 106 E 4 Op es de importa o Blender aoao e 106 E 5 Cria o de uma nova a o Blender 04 107 E 6 Inser o de uma Keyframe Blender 04 108 E 7 Action Editor edi o das Keyframes Blender 109 E 8 Remo o dos constraints Blender 000 111 emt E 10 Weight Paint Blender 0 02 002 eee ee ee 112 E 11 Menus do processo de importa o Unity 2 2 ee 115 XIV Lista de Tabelas 2 1 Vantagens e desvantagens da utiliza o de RV 02 18 2 2 Compara o dos m todos de exposi o cccccccccco 18 2 3 Estudos efetuados na rea da AS lclcccclc e 27 2 4 Estudos efetuados sobre a AS com foco no medo de falar em p blico 28 3 1 Resultados dos questionarios 2 a 0002 ee ee 67 B 1 Controlo das anima es corporais 2 000004 78 B 2 Controlo das anima es facials 2 2 0 020020 eG 79 XV Cap tulo 1 Introdu o O trabalho descrito neste documento foca se na utiliza o de um ambiente de realidade virtual no apoio ao tratamento da ansiedade social mais precisamente para o medo de falar em p blico numa situa o de avalia o perante um j ri ou numa entrevista e culmi nou na constru o da aplica o Virtual Spectator v2 0
22. Autores Objetivos Conclus es Medo de falar North et Estudo controlado com 8 pacientes A TERV eficaz para reduzi em p blico al 1998 submetidos a TERV Equipamento de o medo de falar em p blico exposi o HMD Medo de falar Slater et Estudo sobre os efeitos da mudan a do Os seres humanos res em p blico al 1999 comportamento positivo negativo dos pondem a mudan a de HV sobre os pacientes Equipamento de comportamento mesmo exposi o HMD sabendo que se trata ape nas de uma representa o virtual do comportamento Medo de falar Anderson Aplicou a TERV a um paciente Equipa Obteve resultados positivos em p blico et al mento de exposi o HMD 2000 Medo de falar Lee et Prop s um sistema em que a audi ncia se N o foram publicados resul em p blico al 2002 ria composta por imagens reais fotos ou tados v deos Medo de falar Pertaub Estudo sobre o impacto da mudan a do Os pacientes apresentaram em p blico et al comportamento positivo negativo dos uma maior ansiedade pe 2002 HV sobre os pacientes e compara o de rante uma audi ncia nega t cnicas para provocar o sentimento de tiva Foi verificado que imers o Equipamento de exposi o as mulheres sentiam uma HMD e projetor maior imers o Medo de falar Botella Testou a aplica o Talk to Me num pa Verificou uma diminui o em p blico et al ciente Equipamento
23. O Telemedicine and Portable Virtual Environment in Clinical Psychology VEPSY UP DATED foi um projeto de investiga o financiado pela Comunidade Europeia IS T 2000 25323 que envolveu investigadores oriundos da It lia Espanha e Fran a 9 49 Este projeto decorreu entre Janeiro 2001 e Junho de 2003 e teve como principal objetivo es tudar a viabilidade cl nica dos sistemas de TERV n o imersivos port teis e distribu dos atrav s da Internet na avalia o e tratamento de AS agorafobia obesidade dist rbios alimentares entre outros Com o intuito de tornar os m dulos desenvolvidos acess veis ao p blico geral foi criado o VEPSY Website 50 que foi um Webside onde os pacientes podiam efetuar sess es de terapia sozinhos ou com o acompanhamento de um terapeuta atrav s de uma sala de conversa es online Atualmente este Website j n o se encontra dispon vel Ap s analisarem os resultados obtidos no final do projeto chegaram conclus o que os dois m todos TERV e TCC tinham uma taxa de sucesso similar Implementa o de Intelig ncia Artificial Ni Kang et al propuseram a cria o de uma aplica o de TERV distribu da pela Inter net com um m dulo de intelig ncia artificial IA Segundo os autores do estudo 8 a carga cognitiva do terapeuta pode ser muito elevada porque o terapeuta precisa n o s de controlar o estado mental e f sico do paciente mas tamb m de controlar os detalhes do mundo virtual p
24. O processo de desenvolvimento a adotar ser o Processo Iterativo e Incremental visto que ser necess rio apresentar o sistema periodicamente ao psic logo da equipa Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 33 3 1 4 Diagrama de sequ ncia Na figura 3 I encontra se o diagrama de sequ ncia da aplica o segundo as especifica es UML Virtual Spectator v20 di ri le escolher cenario configurar o cen rio observar efetuar apresenta o observar opcionai jon r opcional submete question rio responde a question rio Figura 3 1 Diagrama de sequ ncia UML No final da sess o o terapeuta pode solicitar ao paciente que preencha um question rio completando assim a sess o de terapia 34 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 3 2 Planeamento do projeto Nesta sec o ser o apresentados os recursos do projeto o processo de desenvolvimento de software adotado e a an lise dos desvios ao plano de trabalho inicial 3 2 1 Recursos do projeto Software o Blendeif 2 61 e 2 64 aplica o de modela o 3D pelo que foi utilizado para efe tuar a modela o e anima o dos objetos 3D a serem incorporados na plataforma Unity desde a vers o 3 5 at a 4 1 5f1 motor de jogo que foi utilizado para efetuar a liga o entre os objetos 3D e a parte l gica da aplica o e assim criar a aplica o MakeHumarf 1 0 Alpha 7 aplica o que permite cri
25. RS Ee We ee E e E 4 3 Cria o do esqueleto facial RR TER E 4 6 Exporta o para Autodesk FBX EO SU ooo ek See ee Ee ee Bee EGS Rie eK OE ee Eas E 5 1 Importa o de ficheiros Autodesk FBX no Unity E 5 2 Configura o dos modelos importados E 5 3 Cria o de Prefab gn gu E OW e a ee gtk RR e q E E 5 4 Cria o de novos cen rios E 5 5 Cria o de novos scripts E 5 6 Adicionar novo HV a aplica o 02 E 5 7 Comunica o entre as janelas 00 Glossario G Abreviaturas Bibliografia xi 103 103 103 104 104 104 105 106 107 109 112 113 113 114 114 114 116 117 119 119 120 123 125 133 Lista de Figuras 21 Ostr sI s da realidade virtual 1 i ee ee ee eee 8 2 2 Head mounted display HMD 2 000 9 2 3 Computer automatic virtual environment CAVE 9 2 4 Action Units AU ox 2 007 2 eo CoS Oe eR EE PEK dA 19 2 5 Tratamento do medo de avi es 2 2 ee ee 20 A dot et e LS 21 og ee a a Gig a doa gia a wee a gy a guy be ge 22 CEEE ER oe eRe ES oY ee ODS dida 22 2 9 Cen rios para AS 1 6 ee es 23 EEEE EEEE A 24 2 11 Cen rios da cl nica Virtual Better o oo 25 TE 25 3 1 Diagrama de sequ ncia ooa a 33 3 2 Diagrama do modelo do Processo Iterativo e Incremental 35 TRENTO 39 e APR Gas 39 e go bri e o A LR co a O ee ch 40 E
26. and Machine Intelligence IEEE Transactions on 23 2 97 115 2001 DataFace Description of facial action coding system http face and emotion com dataface facs description jsp ac cessed in November 2012 Wikipedia Facial action coding system http en wikipedia org wiki Facial_Action_Coding_System accessed in November 2012 Facs facial action coding system http www cs cmu edu afs cs project face www facs htm accessed in June 2013 Helena Grillon Simulating Interactions with Virtual Characters for the Treat ment of Social Phobia PhD thesis cole Polytechnique F d rale de Lau sanne 2009 http infoscience epfl ch record 138659 files EPFL TH4466 pdf accessed in September 2013 130 Bibliografia 35 Bruno Herbelin Virtual reality exposure therapy for social pho bia PhD thesis cole Polytechnique F d rale de Lausanne 2005 http citeseerx ist psu edu viewdoc download doi 10 1 1 83 1027 amp rep repl amp type pdf accessed in September 2013 36 Lorin Smith Virtual reality exposure therapy to combat ptsd army mil article 33128 January 2010 accessed in November 2012 37 Joann Difede and Hunter G Hoffman Virtual reality exposure therapy for world trade center post traumatic stress disorder A case report Cyberpsychology amp Be havior 5 6 529 535 2002 38 Naomi Josman Ayelet Reisberg Patrice L Weiss Azucena Garcia Palacios and Hunter G Hoffm
27. configura o da aplica o permite 1 Definir a resolu o de ecr da janela de simula o A resolu o pode ser alterada posteriormente na janela de simula o 92 Ap ndice D Manual de Utilizador 2 Definir a qualidade dos gr ficos na janela de simula o As op es de qualidade apresentadas s o Fastest Fast Simple Good Beautiful e Fantas tic A qualidade dos gr ficos inversamente proporcional ao desempenho da aplica o Sendo que a qualidade de imagem aumenta a medida que se aproxi ma do Fantastic e a aplica o come a a exigir mais recursos do computador podendo em alguns casos tornar se lento Recomenda se que sempre que poss vel seja utilizado o n vel Fantastic pois o que apresenta um maior grau de realismo 3 Iniciar a janela de simula o ao carregar no bot o Play Esta janela no in cio simula apenas uma cortina fechada A janela de simula o dever ser arrastada para o ecr do projetor onde o seu tamanho poder ser ajustado do mesmo modo que se ajustam as janelas do Windows E a janela de intera o dever ficar no monitor do computador Nota Quando a aplica o executada pela primeira vez no computador ser apresen tado uma janela figura D 3 para atribuir permiss es de rede aplica o Para tal preciso carregar no bot o Allow access 1 Windows security Alert e Windows Firewall has blocked some
28. em tratamentos de fobias sociais envolve normalmente custos muito significativos em equipamentos e software Nesta aplica o recorremos a uma abordagem de baixo custo usando apenas software e modelos gratuitos e recorrendo a equipamento vulgar A aplica o tem ainda uma outra vertente de uso a investiga o no mbito da psicolo gia das emo es Tirando partido do n vel de controlo detalhado que a aplica o suporta o investigador pode ajustar as posturas corporais e express es faciais dos humanos virtuais e exibi las perante uma audi ncia que dir o que sentiu ou leu nesses comportamentos Palavras chave realidade virtual ansiedade social terapia de exposi o baseada em realidade virtual terapia cognitivo comportamental facial action coding system FACS Abstract Social anxiety is a common disorder that may prove to be very debilitating and when not properly treated may progress to serious pathologies such as phobias and even depres sion Currently there are two scientifically accepted methods in the treatment of social anx iety the use of pharmaceutical drugs and the cognitive behavioral therapy The cognitive behavioral therapy is oriented towards a gradual reduction of symptoms by addressing three different aspects the management of the thoughts that cause anxiety social skills training and exposure therapy Traditionally exposure therapy is performed in vivo physical environment or in imag ino imaginar
29. features of this program Windows Firewall has blocked some features of interface_terapeuta exe on all public and private netw g Name erface terapeuta exe Publisher Unknown Path C wrtualspectators_v2 0 windows interface terapeuta exe Allow interface terapeuta exe to communicate on these networks Z Private networks such as my home or work network E Pubic networks such as those in airports and coffee shops not recommended because these networks often have little or no security What are the risks of allowing a program through a firewall alow access Cancel Figura D 3 Atribui o de permiss es de rede Este pedido de permiss o deve se ao facto da aplica o utilizar estruturas de rede mais precisamente a rede local para efetuar a comunica o entre as duas janelas Esta permiss o diz respeito apenas comunica o interna no computador pelo que n o efetua nenhuma liga o Internet Menu de escolha de cen rio Ap s a inicializa o da janela de simula o o menu de escolha de cen rio na janela de intera o figura D 4 ativado 1 Iniciar o cen rio Assessment Situation 2 Iniciar o cen rio Public Speaking esta op o n o est ainda ativada foi mantida o bot o porque a aplica o pode ser expandida para suportar novos cen rios Ap ndice D Manual de Utilizador 93 Choose Scenario Figura D 4 Menu de escolha de cen ri
30. framework NET da Microsoft 58 59 permitindo assim utilizar os m todos da biblioteca para criar o servidor e o cliente Esta solu o apresentava a vantagem de poder ser implementada em localhost E tem como desvantagens o facto de ser mais complexa de implementar pois necess rio implementar threads para impedir o bloqueio da aplica o e tamb m o facto de ser imple mentada sobre o NET o que aumenta o risco de incompatibilidade com outros sistemas operativos 42 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 RPC em localhost Esta solu o em parte id ntica da utiliza o do Unity Master Server diferenciando se desta apenas no facto de n o ser necess rio o registo do servidor no Unity Master Server pelo que s utiliza a classe Network para criar um servidor sendo definido o porto do servidor O cliente consegue efetuar uma conex o ao servidor bastando para tal saber o IP da m quina onde se encontra o servidor e porto definido Para testar esta solu o foi constru da uma pequena aplica o com duas janelas inde pendentes em que uma funcionava como servidor e a outra como cliente Ap s conectar se ao servidor o cliente tinha um bot o que permitia alterar a cor de um objeto na janela do servidor Tal como no Unity Master Server essa comunica o era efetuada atrav s do recurso RPC figura 3 7 Figura 3 7 Teste com RPC em localhost A janela do cliente tem um bot o que permite alterar a cor de um o
31. glove s o luvas que permitem replicar os movimentos das m os e dos dedos do utilizador no ambiente gr fico Equipamentos de motion capture s o equipamentos que permitem identificar e replicar os movimentos dos utilizadores no ambiente gr fico Estes equipamentos s o geralmente compostos por c maras de v deo e sensores infravermelhos e podem ser compactos port teis por exemplo Kinecl eye trackers ou do tamanho de salas o que permite a captura para v rios utilizadores em simult neo http www xbox com en US kinect Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 11 2 2 Ansiedade e Fobia Social What came over you asked Falk Had you taken leave of your senses Yes I think I had I had worked at my speech for almost six weeks and I knew exactly what I was going to say but when I got up there and saw all those eyes everything went to pieces All my carefully constructed argu ments broke down like scaffolding I felt the ground under my feet give way and my thoughts whirled Was it very crazy August Strindberg s The Red Room A AS refere se ao nervosismo ou desconforto em situa es sociais e quando n o convenientemente tratada pode evoluir para uma forma mais severa a fobia social A quarta edi o do Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders DSM IV define a fobia social como um medo acentuado e persistente de uma ou mais situa es sociais ou de des
32. o da zona amarelo que escondida pela roupa A segunda solu o testada foi a de criar no Blender um novo material para a zona que escondida pela roupa e atribuir o n vel m ximo de transpar ncia a esse material no Unity figura 3 16 O facto de ter o n vel de transpar ncia no m ximo faz com que essa zona da malha do corpo n o seja vis vel mesmo que atravesse a malha da roupa Esta foi a solu o escolhida para a implementa o pois mais f cil de aplicar e apresenta resultados quase perfeitos Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 51 Figura 3 16 Novo material amarelo para o HV no Blender esquerda n vel m ximo de transpar ncia Unity direita Diversifica o dos HV inclu dos na aplica o Tal como descrito anteriormente s foram criados dois HV no MakeHuman figura 3 17 Para aumentar as op es de escolha na aplica o foi necess rio encontrar uma solu o para diversificar os HV presentes A solu o encontrada foi a de alterar a textura da pele cor as roupas e a introdu o de culos nos HV figura 3 18 Estas novas texturas foram criadas no GIMP atrav s da altera o das texturas iniciais Figura 3 17 Modelo masculino e feminino criados no MakeHuman 52 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 a Modelo masculino b Modelo feminino Figura 3 18 Diversifica o dos modelos Cria o dos ossos da face Tal como descrito anteriormente not mos que o Unity s consegue imp
33. o entre as duas janelas efetuada atrav s do recurso a RPC em localhost Para mais informa es consultar e http docs unity3d ru ScriptReference Network html e http developer muchdifferent com unitypark uLink RPCDetails e Unity Tutorial on intro to networking http vimeo com 33996023 Cria o do servidor Para criar o servidor preciso efetuar os seguintes passos 1 Criar um Network View em todos os cen rios do servidor 2 Definir o porto no cen rio que cont m o servidor neste caso o Menu 0 cs private int Port 25001 3 Inicializar o servidor if Network peerType NetworkPeerType Disconnected Network InitializeServer 1 Port false ji Ap ndice E Manual T cnico 121 Cria o do cliente Para criar o cliente preciso efetuar os seguintes passos 1 Criar um Network View em todos os cen rios do cliente 2 Definir o IP e porto no cen rio que cont m o cliente neste caso o Choose scenario cs private string IP 127 0 0 1 private int Port 25001 3 Efetuar a conec o if Network peerType NetworkPeerType Disconnected Network Connect IP Port i Ap ndice F Gloss rio Empty GameObject S o objetos do Unity sem representa o gr fica cuja nica fun o Keyframes Kinect Mesh Modeling Motion Capture Prefab Shape Keys Vertex Groups Weight
34. passarem na rua Som de um avi o a sobrevoar o edif cio Barulho de pessoas a conversarem no corredor Os efeitos sonoros utilizados na aplica o todos de uso gratuito foram importados dos websites freeSFX2 SoundBibld e Sound Jay 4 e editados com o Free Audio Editor Modela o dos HV Para a modela o dos HV foi utilizado o software MakeHuman que permite criar facil mente modelos de HV realistas A ferramenta permite exportar estes modelos para o Blender atrav s de um formato espec fico para o Blender Blender Exchange mhx no qual poss vel configurar um conjunto de op es em rela o ao HV figura 3 12 Est o dispon veis sete tipos de esqueletos para o HV mhxrig rigifyrig game rig rigid rig second life rig simple rig e xonotic rig Como descrito ante riormente opt mos pelo simple rig figura 3 13 pois era o de menor complexidade e continha todos os ossos que necessit vamos 2http www freesfx co uk Bhttp soundbible com Hhttp www soundjay com index html Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 49 Figura 3 12 Exporta o do HV do MakeHuman no formato mhx Figura 3 13 Esqueleto simple rig no Blender Para reduzir o tempo de cria o dos HV opt mos por criar apenas dois HV um mas culino e um feminino Sendo que para criar os restantes HV opt mos por alterar a textura da malha cor da pele a roupa o cabelo e perm
35. pasta Blender Models que se encontra dispon vel no painel Project do editor do Unity Nota por quest es de organiza o conv m criar uma pasta dentro da pasta Blender Models para cada objeto importado Quanto mais complexo for o ficheiro fbx maior ser o tempo de importa o E 5 2 Configura o dos modelos importados Ap s a importa o dos modelos para o projeto esses modelos t m que ser editados Par metros de importa o A parametriza o da importa o pode ser efetuado atrav s dos tr s menus figura E 11 que s o apresentados Model Rig e Animations No Model pode se mudar a escala otimizar a malha poligonal e controlar outros aspetos do modelo Ap ndice E Manual T cnico 115 O Rig permite definir o tipo das anima es e como que ser o armazenados no modelo Este menu muito importante para a configura o dos objetos com anima es baseadas em esqueletos por exemplo HV O menu Animations permite configurar alguns par metros das anima es tais como tempo de in cio fim modo de reprodu o etc O Inspector res O Inspector le Inspector ac h1_j_v27 Import Setting Q amp j v2 i fs ie p a il 4 hi jv27 Import Settings model Ra EIS Open Open EER Import Animation Rig Animations Model Rig y GEE Bake Animations Meshes Animation Type Legacy e Wrap Mode Default Scale Factor 1 7 ee
36. proposta Sim N o O Porqu 17 Observa es Ap ndice D Manual de Utilizador Neste anexo encontra se o manual de utilizadores da aplica o Virtual Spectators v2 0 Neste manual encontra se a especifica o dos equipamentos necess rios para a execu o da aplica o o processo de instala o e intera o com a aplica o e um guia para resolver poss veis problemas D 1 Virtual Spectators v2 0 O Virtual Spectators v2 0 uma aplica o que tem como objetivo a aplica o da realidade virtual no tratamento da ansiedade social mais precisamente no medo de falar em p blico ou na investiga o A aplica o pode ser utilizada pelo psic logo como uma ferramenta de treino antes da sess o com o paciente ou expondo o paciente aplica o numa fase inicial da terapia de exposi o pois permite proporcionar um ambiente controlado com humanos virtuais que apresentam comportamentos realistas A aplica o composta por duas janelas de simula o e de intera o A janela de simula o respons vel por projetar um cen rio virtual de uma sala contendo um con junto de um a tr s humanos virtuais que representam o j ri Humanos esses que se en contram animados com comportamentos e express es faciais controlados dinamicamente Na janela de intera o encontra se uma interface composta por v rios menus atrav s do qual efetuado o controlo dos humanos virtuais e de um conjunto de eventos
37. psic logos da equipa foi nos pedido que parte das anima es utilizar port til e adormecer passassem a ser executados num modo c clico enquanto o terapeuta n o os interromper Ou seja possibilitar a execu o de uma parte da anima o por um per odo de tempo indeterminado Como n o era poss vel saber a priori o tempo de execu o que o terapeuta iria escolher para as anima es n o tinhamos como criar a anima o com a dura o pre tendida Tamb m n o pod amos simplesmente executar a anima o v rias vezes seguidas pois essas anima es tinham um in cio e um fim movimento do corpo para se colocar na posi o para escrever ou dormir que n o podiam ser repetidos todas as vezes Pelo que tivemos de procurar uma solu o para este problema A solu o encontrada foi a de dividir as anima es em tr s zonas figura 3 28 inicio corpo e fim Onde o in cio ficou com os segundos iniciais da anima o em que o HV est a posicionar se para adormecer ou escrever O fim ficou com os segundos finais da anima o que o per odo em que o HV j terminou de escrever ou dormir e est a regressar posi o inicial Sendo que o corpo foi onde ficaram os segundos referentes ao per odo de escrita e sono Esta divis o foi efetuada atrav s da utiliza o da vari vel time da classe AnimationState da API do Unity que permite verificar o tempo de execu o da anima
38. que a melhor solu o seria utilizar o motor de jogos Unity 3D juntamente com o Blender como plataforma de modela o e anima o 3D O Unity um motor de jogo com um conjunto de ferramentas simples e intuitivas que permitem um r pido fluxo de trabalho na cria o de conte dos 3D interativos e com suporte para diferentes plataformas Windows Mac Linux iOS Android Web Player PS3 Xbox 360 e Wii U Sendo que a plataforma escolhida foi o Windows O desenvolvimento das aplica es pode ser programado atrav s de scripts CH Boo ou JavaScript na plataforma Mond O Mono uma plataforma open source para o desen volvimento de software que se encontra integrado no Unity Sendo que n o h diferen a no tempo de execu o de cada linguagem por parte do Unity foi a experi ncia j adquirida anteriormente durante a licenciatura e o mestrado que ditou a escolha da linguagem de programa o a ser utilizado o C Escolha dos modelos de Humanos Virtuais Nos objetivos do projeto n o se inclu a a modela o das personagens a usar Assim foi preciso escolher os modelos dispon veis que fossem facilmente ajust veis e convert veis com qualidade para o Blender Foram exploradas as plataformas DAZ Studio 4 e MakeHuman 11 Ap s alguns testes chegou se a conclus o que o MakeHuman tinha uma maior com patibilidade com o Blender e que gerava HV mais realistas pelo que foi a plataforma escolhida Identifica o do melhor tipo de HV
39. que os dados presentes neste script n o devem ser destru dos quando o script executado outra vez Pois sempre que um script executado o Unity faz um reset do script destruindo todos os valores que ja tinham sido alterados No menu de configura o de cen rio encontram se os scripts menu interview comfiguration e interview comfiguration data O menu interview comfiguration tem como fun o permitir que o utilizador tera peuta configure o cen rio comunicar as escolhas do utilizador ao cliente atrav s de RPC e executar o menu de escolha de cen rio ou o menu de simula o consoante a escolha do utilizador O interview comfiguration data tem como fun o guardar as escolhas do utilizador para o caso do utilizador querer regressar a este menu quando estiver no menu de simula o Este processo foi efetuado atrav s da mesma t cnica utilizada no script menu O persistent data No menu de simula o encontra se o script menu interview simulation que tem como fun o permitir o controlo dos eventos da simula o comunicar ao cliente por RPC quais os eventos que devem ser executado receber o feedback do cliente atrav s de RPC e atualizar os dados no menu permitir pausar a simula o terminar a simula o e regressar ao menu de configura o No anexo Diagramas de Classe encontram se os diagramas de Classe das aplica es cliente e servidor desenvolvidas 3 3 4 Con
40. que podem ser desencadeados na simula o A aplica o funciona com dois utilizadores o paciente e o terapeuta Sendo que o paciente observa a simula o na janela de simula o reagindo ao est mulos provenientes da simula o e o terapeuta controla essa simula o atrav s da janela de intera o de modo a provocar a rea o pretendida figura D 1 89 Terapeuta AP Aplica o Recebe os Y Observa a rea o do inputsdo Ss paciente e controla a terapeuta e atualiza simula o para provocar a simula o novas rea es Paciente TS UO Efetua uma apresenta o Na reage aos est mulos provenientes da simula o Projeta a simula o Figura D 1 Diagrama de utiliza o da aplica o D 2 Requisitos da aplica o Computador com Placa gr fica equivalente ou superior NVIDIA Quatro FX 1700 Sistema operativo Windows XP ou superior e Projetor Tela de proje o ou parede branca e Duas colunas de som D 3 Utiliza o da aplica o D 3 1 Instala o da aplica o Para efetuar a instala o da aplica o basta descomprimir o ficheiro VirtualSpecta tors v2 0 zip no local pretendido por exemplo rea de trabalho documentos D 3 2 Cria o de atalhos Ap s a descompress o do ficheiro podem ser criados atalhos para a aplica o no menu iniciar ou na rea de trabalho A cria o dos atalhos pode ser efetuado do seguinte modo 1 Com o
41. se o ficheiro interface paciente exe encontra se na mesma pasta do ex ecut vel 2 Voltar a copiar o ficheiro interface paciente exe do ficheiro VirtualSpectators v2 0 zip para a pasta da aplica o Solu o 2 1 Ativar as permiss es de rede indicadas na sec o Iniciar a aplica o Problema os atalhos n o funcionam Solu o 1 Eliminar os atalhos e voltar a criar os atalhos como indicado na sec o Cria o de atalhos 102 Ap ndice D Manual de Utilizador Problema a aplica o est muito lenta Solu o 1 Reiniciar a aplica o e escolher uma qualidade de gr ficos mais baixa como indi cado na sec o Iniciar a aplica o Ap ndice E Manual T cnico Neste anexo encontra se o manual t cnico da aplica o VirtualSpectators v2 0 Neste manual encontra se a especifica o de como a aplica o foi construida E 1 Introdu o O VirtualSpectators v2 0 uma aplica o que tem como objetivo o uso da realidade virtual no tratamento da ansiedade social mais precisamente no medo de falar em p blico numa situa o de avalia o perante um j ri ou numa entrevista O utilizador confrontado com um j ri composto por HV dotados de movimentos comportamentos e express es faciais realistas A aplica o poder ainda ser usada em trabalhos de investiga o na rea das emo es devido s funcionalidades de defini o de express es faciais e corporais que ofer
42. tabelas seguintes encontram se alguns dos estudos mais importantes que foram efetua dos sobre a utiliza o da TERV no tratamento da AS 9 Alvo Autores Objetivos Conclus es AS Herbelin et Tratamento da AS utilizando a TERV uti TERV consegue estimular a al 2002 lizando uma representa o simb lica de ansiedade pelo que pode HV Equipamento de exposi o HMD substituir a exposi o in vivo AS Roy et al Estudo com 8 pacientes utilizando proto Os resultado demonstraram 2003 colos cl nicos para comparar os resulta uma efic cia equivalente dos da TERV aos da TCC Equipamento de exposi o Ecr de computador AS Anderson et Estudo de dois casos utilizando a TERV Os resultados demonstraram al 2003 Equipamento de exposi o HMD que a TERV pode ser eficaz no tratamento de AS AS James et al Estudo com 10 pacientes utilizando di TERV capaz de estimular a 2003 versos ambientes virtuais com n veis de ansiedade mesmo quando o realismo distintos Equipamento de ambiente for pouco realista exposi o CAVE AS Klinger et al Estudo controlado com 36 pacientes para Comprovada a efic cia da 2005 compara os resultados da TERV aos da TERV TCC Equipamento de exposi o Ecr de computador Tabela 2 3 Estudos efetuados na rea da AS 28 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Alvo
43. Configurar as op es de exporta o no painel Export FBX a Ativar a op o Selected Objects para exportar apenas os objetos que foram selecionados b Ativar as op es Include Animation All Actions Include Default Take e Optimize Keyframes quando o objeto selecionado contem anima es para que essas anima es possam ser exportadas 114 Ap ndice E Manual T cnico 5 Exportar o objeto atrav s do bot o Export FBX Nota s poss vel exportar um esqueleto de cada vez pelo que se for preciso exportar v rios esqueletos ter o de ser exportados um de cada vez Quanto mais complexo for o modelo a ser exportado maior ser a dura o do processo Por exemplo para um modelo com 57706 v rtices e 33 anima es o processo demora cerca de uma hora numa m quina com um Processador 2x Intel CORE 2 Duo E8400 3 00GHz e 4GB de mem ria E 5 Unity O Unity vers o 4 1 5f1 um motor de jogo com um conjunto de ferramentas simples e intuitivas que permitem um r pido fluxo de trabalho na cria o de conte dos 3D intera tivos e com suporte para diferentes plataformas Para mais informa es consultar e http unity3d com learn e http devmag org za 2012 07 12 50 tips for working with unity best practices E 5 1 Importa o de ficheiros Autodesk FBX no Unity Para importar um ficheiro para o projeto no Unity tem que se arrastar o ficheiro fbx para a
44. Intera o Servidor Nesta sec o encontra se o diagrama de classes da janela de Intera o de acordo com os padr es UML 73 Ap ndice A Diagramas de Classe 74 lt lt Interface gt gt MonoBehaviour background Texture2D IP string Port int customBox GUIStyle customButton GUIStyle custom Window GUIStyle menu O persistent data Awake void Start void OnGUI void OnPlayerConnected player NetworkPlayer void OnPlayerDisconnected player NetworkPlayer void _ menuFune id tint void emorMsg id int void Update void loadS cenario x int RPC void menu interview configuration Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D A1 glasses Texture2D A2_glasses Texture2D A3_glasses Texture2D B1 glasses Texture2D B2_glasses Texture2D B3_glasses Texture2D Texture2D Texture2D Texture2D 1 Texture2D flag first time bool auditorium decor int auditorium wall int pos 1 string pos_2 string pos_3 string camara_up_down float camara_left_right float resetAllVariables void setPos 1 val string void setPos 2 val string void setPos_3 val string void interview_configuration_data setAuditorium_decor val int void setAuditorium wali val int
45. June 2008 16 Arlin Cuncic Overview of social anxiety disorder http socialanxietydisorder about com od overviewofsad a July 2012 accessed in November 2012 17 Jessica Rosenthal Leslie Jacobs Madalyn Marcus and Martin A Katzman Be yond shy When to suspect social anxiety disorder The Journal of Family Practice 56 5 369 374 May 2007 18 Arlin Cuncic A brief history of social anxiety disorder socialanxietydisorder about com od overviewofsad a July 2012 accessed in November 2012 19 Wikipedia Autonomic nervous system http en wikipedia org wiki Autonomic nervous system accessed in November 2012 20 Evelyne Klinger Patrick L geron St phane Roy Isabelle Chemin Fran oise Lauer and Pierre Nugues Virtual reality exposure in the treatment of social phobia Studies in health technology and informatics 99 91 2004 21 Jimmy Bush Viability of virtual reality exposure therapy as a treatment alternative Computers in Human Behavior 24 3 1032 1040 2008 22 Christiane Eichenberg Application of Virtual Realities in Psychotherapy Possibilities Limitations and Effectiveness page 469 In Tech December 2010 Chapter 22 ISBN 978 953 307 518 1 DOI 10 5772 12914 URL http www intechopen com books virtual reality application of virtual realities in psychotherapy possibilities limitations and effectiveness Bibliografia 129 23 24 25 26 27 28 29
46. Paint a de permitir a associa o de componentes por exemplo scripts que t m como fun o controlar todo o cen rio T cnica de anima o que permite definir valores tamanho posi o rota o de um objeto numa determinada frame O Blender faz a interpola o entre as keyframes para gerar a anima o dos obje tos E uma c mara com sensores de profundidade desenvolvido para a consola de jogos Xbox 360 que permite capturar os movimentos dos utilizadores e replicar estes movimentos num ambiente virtual T cnica de modela o de objetos 3D que permite alterar direta mente a posi o dos v rtices da malha poligonal T cnica de anima o que consiste em capturar movimentos reali zados por um humano e transferi los para um modelo virtual de um humano E um componente do Unity ao qual podemos associar v rios tipos de objetos criando um novo objeto que pode ser inserido em qual quer cena do projeto ou mesmo instanciado em tempo de execu o Permitem guardar diferentes formatos posi es dos v rtices da malha de um objeto Conjunto de v rtices da malha poligonal associados a um determi nado osso do esqueleto T cnica que permite associar v rtices a um determinado osso Pelo que esses v rtices passam a seguir os movimentos desse osso 123 Ap ndice G Abreviaturas AS Ansiedade Social AU Action Units CAVE Computer Automatic Virtual Environment DSM IV Diagnostic and Statistical Manual
47. RPC loadScenario RPCMode Others N mero do cen rio Application LoadLevel Nome do cen rio com o menu para controlar o cen rio que foi criado Nota sendo que a aplica o tem uma interface separada para controlar a simula o preciso criar sempre um cen rio para conter o menu que controla o novo cen rio de simula o Para mais informa es consultar e http docs unity3d com Documentation ScriptReference Application LoadLevel html Ap ndice E Manual T cnico 119 E 5 5 Cria o de novos scripts Os novos scripts devem ser guardados na pasta Scripts do projeto Adicionar um script a um objeto Para adicionar um script a um objeto basta arrastar o script para o objeto no painel Hierarchy ou selecionar o objeto e utilizar o bot o Add Component e escolher o script que pretende adicionar Adicionar um script a um cen rio identico a adicionar um script a um objeto por m como o cen rio n o um objeto tem que se criar um objeto para permitir a associa o Esse objeto o empty GameObjects que um objeto sem representa o gr fica cuja nica fun o a de permitir a associa o de componentes por exemplo scripts que t m como fun o controlar todo o cen rio Estes objetos podem ser criados atrav s do painel GameObject op o Create Empty E 5 6 Adicionar novo HV a aplica o Para adicionar um novo HV aplica
48. SETTE if Generation Store in Root New Anim Compression Keyframe Reduction Mesh Compression off RHEE ee rr Rotation Error Read Write Enabled y Revert Apply NE Optimize Mesh m Position Error 10 5 Scale Error 10 5 Generate Colliders do iua Rotation error is defined as maximum angle Swap UVs lal r ii allowed in degrees for moe itis i efined as maximum distance delta deviation Generate Lightmap M allowed in percents Advanced r Normals amp Tangents Slips start Normals Import Ds qo o blink 1 0 0 110 RETRO E Eaua ey body agree 0 0 72 0 Smoothing Angle 60 body_attentive 0 0 359 0 Split Tangents Mw body_bored 0 0 815 0 ci aa ia 00 1250 5 ody listen 5 amper Matata e body_look_R 0 0 95 0 Material Naming By Base Texture art body_sleep 0 0 443 0 Material Search Recursive Up body_sms 0 0 230 0 For each imported material Unity first looks body_useLaptop 0 0 719 0 for an existing material named body_whispers 0 0 129 0 BaseTextureName a Unity will do a recursive up search for it in all cross_arms 0 0 103 0 Materials folders up to the Assets folder default_pos 0 0 1 0 If it doesn t exist a new one is created in the a local Materials folder face_browUp 0 0 11 0 aa a face cheekUp 0 0 230 Revert Apply face_forehead_in 0 0 230 A face forehead in x 2 0 0 2304 Figura E 11 Menus do processo de importa o Unity As configura es dos model
49. Todas as anima es podem ser editadas atrav s do Action Editor no menu DopeSheet figurafE 7 Para mais informa es consultar e http wiki blender org index php Doc 2 6 Manual Animation Editors DopeSheet Action Ap ndice E Manual T cnico 109 Action Editor 22 Summary NIB Figura E 7 Action Editor edi o das Keyframes Blender E 4 3 Cria o do esqueleto facial Os modelos dos HV importados do MakeHuman n o t m ossos para controlar as ex press es faciais raz o pela qual necess rio criar um esqueleto para a face Facial Rig 1 Obter o AutoFacialRig py do website http www rulflinks blogspot pt 2 Importar um HV no Blender 2 62 3 Utilizar o script AutoFacialRig py no Blender 2 62 4 Ajustar face do HV o molde gerado 5 Gerar o esqueleto da face 6 Gravar o ficheiro Para mais informa es consultar e http www rulflinks blogspot pt 2012 02 autofacialrig y facialstore para 261 html Importar o esqueleto da face Ap s a cria o do esqueleto da face num HV esse esqueleto pode ser importado para outros HV s desde que tenham as mesmas medidas faciais A importa o do esqueleto efetuado do seguinte modo 1 Painel File 110 Ap ndice E Manual T cnico 2 Op o Append 3 Escolher o ficheiro blend de onde se pretende importar o esqueleto a Abrir a pasta Object do ficheiro b Selecionar o esquelet
50. U12 lower lid up lips up Lips corner down AU15 lower lid up lips down Smile AU6 12 lower lid up cheek up lips up Smile AU6 12 lower lid up cheek up lips up Tabela B 2 Controlo das anima es faciais Ap ndice C Teste de Usabilidade De seguida apresenta se o teste de usabilidade utilizado durante a avalia o com peritos 81 Introdu o Este prot tipo que tem como objetivo auxiliar um terapeuta na aplica o da terapia de exposi o a casos de ansiedade causados pelo medo de falar em p blico mais especificamente situa es de apresenta o oral de um trabalho perante um j ri O prot tipo cria uma simula o num cen rio de Realidade Virtual com um j ri composto por um dois ou tr s personagens virtuais que configur vel e control vel pelo terapeuta permitindo induzir no paciente o n vel de ansiedade considerado adequado No decurso de uma sess o de terapia o prot tipo composto por 2 janelas a janela de simula o e a janela de intera o A janela de simula o apresenta o j ri virtual projetada numa tela e observada pelo paciente enquanto apresenta oralmente o seu trabalho como se estivesse perante um j ri real A janela de intera o apenas observada pelo terapeuta no ecr do seu computador e permite controlar express es corporais e faciais dos personagens virtuais do j ri Fases dos Testes Fase 1 Uso e familiariza o com o Nesta fase o terap
51. UIStyle customWindow GUIStyle customButton error GUIStyle interview configuration data pos of Button 1 Vector4 pauseWindowRect Rect showFacialExpressions Panel bool facialE xpressionsPanel Rect customButton facial exp GUIStyle Update void removeA utomaticB ehavior vHum int void saveFacialExp vHum int zona int val int actualizar bool void play Sound val int RPC void endSimulation RPC void updateConfig RPC void body PostureAniml sRunning x int RPC void bodyP AnimlsRunning x int voki phoneControler x int val bool RPC void camF OV slect int niv int RPC voki T 1 i 1 1 1 Figura A 1 Diagrama de classes da janela de Intera o Ap ndice A Diagramas de Classe 75 A 2 Janela de Simula o Cliente Nesta sec o encontra se o diagrama de classes da janela de Simula o de acordo com os padr es UML 76 Ap ndice A Diagramas de Classe phoneSound GameObject transitSound Game Object aptop1 Sound GameObject aptop2Sound GameObject Haptop3Sound GameObject curtain GameObject _glasses GameObject phone GameObject taptop_1 GameObject laptop_2 GameObject laptop 3 GameObject clone human A GameObject clone human AZ GameObject clone human A3 GameObject cione human B1 GameObject cione huma
52. UNIVERSIDADE DE LISBOA Faculdade de Ci ncias Departamento de Inform tica LISBOA UNIVERSIDADE DE LISBOA PERSONAGENS VIRTUAIS NO TRATAMENTO DO CONTROLO DE ANSIEDADE Eder Wolsen Henriques Lopes PROJETO MESTRADO EM INFORM TICA 2013 UNIVERSIDADE DE LISBOA Faculdade de Ci ncias Departamento de Inform tica LISBOA UNIVERSIDADE DE LISBOA PERSONAGENS VIRTUAIS NO TRATAMENTO DO CONTROLO DE ANSIEDADE Eder Wolsen Henriques Lopes PROJETO MESTRADO EM INFORM TICA Projeto orientado pela Prof Doutora Ana Paula Boler Cl udio e co orientado pela Prof Doutora Maria Beatriz Duarte Pereira do Carmo 2013 Agradecimentos Gostaria de agradecer minha fam lia por todo o apoio que me t m dado ao longo destes anos em especial ao meu irm o Revelino Lopes Agrade o tamb m s minhas coordenadoras a Prof Ana Paula Cl udio e a Prof Beatriz Carmo que foram fundamentais para o desenvolvimento do projeto Agrade o a Prof Augusta Gaspar e ao Prof Francisco Esteves pela disponibilidade que tiveram para participar no desenvolvimento do projeto Tamb m agrade o aos meus colegas do centro de investiga o LabMAg pelo apoio que me deram durante o desenvolvimento do projeto e a todos os psic logos que se disponibilizaram para efetuar os testes de usabilidade Por ultimo gostaria de agradecer aos meus colegas de casa e amigos pelo apoio que me t m dado ao longo dos v rios anos longe de casa iii Resumo
53. V quando n o est o a executar uma anima o onde s o necess rios os bra os por exemplo ol har para direita express es faciais estas anima es s o controlados por scripts CH es pecificos simulator characterControler e eye rotation ver anexo A 2 e execu tados sempre que seja necess rio Foram identificadas com a ajuda dos psic logos da equipa as AU consideradas mais interessantes para a simula o 66 Estas AU s o conseguidas atrav s da utiliza o e ou conjuga o de um conjunto de anima es faciais que foram desenvolvidas 33 67 As anima es para o controlo da express es faciais encontram se divididos em dois grupos figura 3 23 anima es do olhos sobrancelhas e anima es dos l bios bochecha Esta divis o permite ao terapeuta conjugar anima es destes dois grupos de modo a con seguir a express o facial pretendida Facial expressions Full brow eyelid lift AU1 2 5 Inner brow up AU1 Outer brow up AU2 Brows brought together AU4 Brows brought together AU4 Lips up AU12 Lip comers down AU15 Smile AU6 12 Smile AU6 12 Figura 3 23 Painel de controlo das express es faciais na janela de intera o O painel das express es faciais pode ser arrastado livremente dentro do menu e per mite controlar a express o facial do HV que se encontra no modo interativo 56 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 Na figura podemos ver a varia o da express o fac
54. a o distra do pelo que sempre que um HV inicia o estado distra do o script escolhe aleatoriamente uma das duas anima es para executar Esta op o foi implementada para aumentar a variedade dos movimentos dos HV evitando assim o problema dos HV aparentarem estarem a mover se em sincronia O estado atento de momento s tem uma anima o mas encontra se preparado para receber novas vers es tal como o estado distra do A es Este grupo composto pelas anima es receber SMS cochichar e escutar cochi cho As anima es deste grupo s o caracterizados pelo facto de serem comutativas e de que quando s o executados assumem o controlo de todo o corpo do HV interrompendo a execu o das anima es dos restantes grupos sendo que s podem ser conjugados com as anima es dos grupos autom tico express es faciais e algumas anima es do grupo posturas A es permanentes Este grupo composto pela anima o utilizar port til e comporta se do mesmo modo que as anima es do grupo a es diferenciando se apenas pelo facto de que esta anima o ser executada enquanto o utilizador n o o interromper e de n o se conjugar com as anima es do grupo posturas Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 61 A es individuais Este grupo composto pela anima o adormecer e funciona como as anima es do grupo a es permanentes diferenciando se apenas
55. a 3 22 Os tr s elementos do j ri est o distra dos Os dois HV esquerda est o a cochichar e o HV direita est a olhar para o lado Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 55 29 39 33 393 As anima es que permitem executar as a es estar atento estar distra do re ceber um SMS cochichar ouvir o cochicho e adormecer acordar foram importados a partir dos modelos constru dos atrav s da utiliza o da Kinect pela T nia Pinheiro 64 e editados no Blender pois os esqueletos utilizados nos modelos n o eram iguais o que fez com que alguns aspetos das anima es funcionassem mal Esta importa o foi efetuada atrav s de uma funcionalidade do Blender que permite transferir anima es de um objeto para outro A replica o das anima es no novo objeto s perfeita se os dois objetos tiverem esqueletos id nticos e com os mesmos nomes Caso isto n o se verificar tem que se editar a anima o no novo objeto de modo a adequ lo a este Excetuando a anima o de pestanejar que executado automaticamente segundo um intervalo de tempo todas as anima es constru das s o controlados pelo terapeuta atrav s da janela de intera o Posteriormente foram inclu das tr s novas anima es corporais que n o s o contro lados pelo terapeuta S o as anima es para colocar os HV na posi o de sentados diminuir a abertura dos olhos e para corrigir o posicionamento dos bra os dos H
56. a da TERV Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 Descreve o trabalho realizado a an lise de requisitos o planeamento do pro jeto o desenvolvimento do projeto e a avalia o da aplica o por peritos psic logos terapeutas Capitulo 4 Conclus es e Trabalho futuro Apresenta as conclus es do trabalho realizado e possibilidades para a ex B DN D a so go gt O E g og Roi a D D oO 92 vo lt in S lap pa N o fas E gt e 3 4 gt ON N fab S a gs m oO i Q o N N oO Anexo A Anexo B Ativa o das anima es Anexo C Anexo D Anexo E Anexo F Anexo G Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Neste cap tulo ser o apresentados alguns conceitos fundamentais no contexto do projeto bem como um conjunto de trabalhos realizados na rea 2 1 Realidade Virtual A Realidade Virtual RV pode ser definida como a simula o de um ambiente real ou imagin rio que pode ser experimentada em tr s dimens es e do qual o utilizador parte integrante A designa o RV deve se a Jaron Lanier que a introduziu no in cio do ano de 1990 12 No entanto as primeiras propostas e os primeiros resultados que lan aram as bases da RV surgiram muito antes Na d cada de 50 o cineasta Morton Heilig considerado como o primeiro a propor e a criar sistemas imersivos produziu um equipamento denominado Sensorama No Sensorama que Morton Heilig denom
57. a de exposi o 2013 Aceite como artigo longo para a Confer ncia Intera o 2013 66 Ana Paula Cl udio Maria Beatriz Carmo Augusta Gaspar and Eder Lopes Vir tual characters with affective facial behavior 2013 Submetido para a confer ncia International Conference on Computer Graphics Theory and Applications GRAPP 2014 67 David Capino Facial action coding system _ khappucino s tutorial http www scribd com doc 18649644 Facial Action Coding System Khappucinos Tutorial ac cessed in August 2012 68 Unity Script Reference Animationstate http docs unity3d com Documentation ScriptReference AnimationState html accessed in August 2012 69 Unity Script Reference Monobehaviour http docs unity3d com Documentation ScriptReference MonoBehaviour html accessed in August 2012 70 Unity Answers http answers unity3d com questions 402259 how to combine mecanim and script based bone movem html accessed in August 2012 Bibliografia 133 71 wikipedia Uncanny valley http en wikipedia org wiki Uncanny accessed in August 2012
58. a em realidade virtual foi proposta como uma alterna tiva ao TCC no que diz respeito terapia de exposi o para o tratamento de desordens f bicas O paciente exposto a diferentes ambientes virtuais 3D e especificamente con cebidos para diferentes tipos de fobias Tal como na terapia de exposi o in vivo ou in imagino na TERV tamb m se aplica uma exposi o gradual ao est mulo f bico Segundo v rios autores a RV apresenta diversas vantagens na rea da psicoterapia um ambiente de RV quando aplicado em contexto de terapia pode ser utilizado como um ambiente seguro no qual o sujeito em conjunto com o terapeuta pode treinar experimentar e aprender com as situa es temidas 15 Duas condi es s o necess rias para que as pessoas possam experimentar ambientes virtuais como sendo reais e assim aumentar a taxa de sucesso da TERV Estas duas condi es s o conhecidas como imers o ver sec o pagina 8 e presen a Presen a TERV baseia se no pressuposto de que as pessoas se sentem presentes no ambiente vir tual V rios autores definem o conceito de Presen a de diferentes formas Alguns autores descrevem a presen a como a sensa o subjetiva de estar fisicamente num ambiente virtual 15 22 Heeter considera tr s tipos diferentes de presen a a presen a pessoal que o grau em que um indiv duo se sente como parte do ambiente a presen a social est relacionada com a presen a de outros humanos no ambient
59. a malha escondida pela roupa 1 Mudar a vista para Edit Mode 2 Selecionar todos os v rtices que devem ficar por baixo da roupa 3 Criar um novo material no painel Material Ap ndice E Manual T cnico 113 a Associar os v rtices a esse material atrav s do bot o Assign b Este material depois de exportado para o Unity ter de ser definido como transparente ver sec o E 5 2 E 4 5 Adi o de objetos aos HV A adi o de objetos tais como telem vel e culos aos HV efetuado atrav s dos seguintes passos 1 Importar os objetos para o ficheiro caso tenham sido criados noutro ficheiro 2 Adicionar um esqueleto ao objeto apenas um osso 3 Efetuar os passos 3 e 4 indicados na sec o E 4 3 4 Selecionar o objeto em Object Mode a Abrir o painel Object Modifiers b Introduzir o nome do esqueleto do HV no campo Object 5 Corrigir o posicionamento do objeto caso seja necess rio arrastando o objeto em Object Mode E 4 6 Exporta o para Autodesk FBX Os modelos 3D HV e objetos t m que ser exportados para um formato que seja com pat vel com o Unity que neste caso ser o Autodesk FBX fbx A exporta o efetuada atrav s dos seguintes passos 1 Mudar a vista para Object Mode 2 Selecionar o s objeto s que pretende exportar 3 Selecionar a op o Export do menu File a Escolher a op o Autodesk FBX fbx 4
60. ados para criar as ex press es faciais O bot o Close permite fechar o painel D 3 4 Aspetos pr ticos a ter em aten o e Ter em aten o o tamanho da proje o de modo a que os humanos virtuais n o fiquem com um tamanho irreal e Diminuir a ilumina o da sala onde se est a efetuar a terapia de modo a criar um ambiente com maior imers o Ap ndice D Manual de Utilizador 101 O projetor deve estar pendurado no teto mas caso n o seja poss vel tem que se garantir que o paciente n o se coloque entre o projetor e a tela de modo a n o gerar a sua sombra sobre a proje o e Durante a sess o de terapia o paciente dever manter se no mesmo s tio sentado ou em p e Verificar o n vel do som das colunas para evitar sons muito altos ou muito baixos e Garantir que o paciente n o tem acesso janela de intera o o que pode influenciar negativamente a sensa o de imers o D 4 Resolu o de problemas Problema o execut vel n o corre Solu o 1 Verificar se o computador cumpre os requisitos indicados anteriormente Problema o execut vel n o corre e apresenta o erro Data folder not found Solu o 1 Copiar as pastas interface paciente Data e interface terapeuta Data do ficheiro VirtualSpectators v2 0 zip para a pasta da aplica o substituindo as que l se encontram Problema s apresentada a janela de intera o Solu o 1 1 Verificar
61. agreeing estar distra do discordar Leaning backward inner brow down arms crossed inclinar se para tr s cruzar os bra os inner brow down Tabela B 1 Controlo das anima es corporais Ap ndice B Ativa o das anima es 79 B 2 Anima es faciais Facial expressions Full brow eyelid lift AU1 2 5 Inner brow up AU1 Outer brow up AU2 Brows brought together AU4 Brows brought together AU4 Lips up AU12 Lip corners down AU15 Smile AU6 12 Smile AU6 12 Figura B 2 Painel de controlo da ativa o das anima es de express o facial Na tabela B 2 encontra se a identifica o das anima es que s o ativadas por cada bot o do painel de controlo das express es faciais figura B 2 A anima o lower lid up executada em simult neo com todas as anima es faciais para garantir que os HV n o fiquem com olhos muito abertos garantindo assim um maior realismo na express o facial Bot es Anima es Baseline brows lower lid up neutro Full brow eyelid lift AU1 2 5 lower lid up brow up Inner brow up AU1 lower lid up inner brow up Outer brow up AU2 lower lid up outer brow up Brow brought together AU4 lower lid up inner brow down forehead in Brow brought together AU4 lower lid up inner brow down forehead in Baseline lips lower lid up neutro Lips up A
62. ais alta em detrimento da outra resolvendo assim poss veis conflitos entre as anima es Ou seja quando duas anima es est o a ser executadas e ambas tentarem animar o mesmo osso o Unity verifica a camada das duas anima es e atribui o controlo do osso anima o que estiver na camada mais alta Esta distribui o por camadas foi efetuada atrav s da utiliza o da vari vel layer da classe AnimationState da API do Unity 4 Escolher o modo de transi o entre as anima es onde foram escolhidos os mo dos Blend e Additive Esta escolha foi possibilitada atrav s da utiliza o da vari vel blendMode da classe AnimationState da API do Unity Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 63 O modo Blend permite efetuar a substitui o transi o de uma anima o em execu o por outra de um modo progressivo e suave Foi utilizado em todas as anima es que s o executados em modo comutativo O modo Additive permite adicionar uma nova anima o anima o que est a ser executada Ou seja permite conjugar diversas anima es Este modo foi utilizado nas anima es que definimos como sendo do modo aditivo Figura 3 27 Zonas de anima o dos HV root esquerda neck centro e head direita Foi a utiliza o destas t cnicas que nos permitiu executar v rias anima es em simult neo nos HV Anima es com dura o indeterminada Ap s uma reuni o com os
63. an Busworld an analog pilot test of a virtual environment designed to treat posttraumatic stress disorder originating from a terrorist suicide bomb attack CyberPsychology amp Behavior 11 6 775 777 2008 39 Susan M Schneider and ML Workman Virtual reality as a distraction intervention for older children receiving chemotherapy Pediatric Nursing 26 6 593 2000 40 E Zimand P Anderson J Gershon K Graap L Hodges and B Rothbaum Virtual reality therapy Innovative treatment for anxiety disorders Primary Psychiatry 9 7 5 1 54 2002 41 Hunter G Hoffman Jason N Doctor David R Patterson Gretchen J Carrougher and Thomas A Furness III Virtual reality as an adjunctive pain control during burn wound care in adolescent patients Pain 85 1 305 309 2000 42 Max M North Sarah M North Joseph R Coble C Botella S Quero C Perpina RM Banos M Alcaniz JA Lozano A Rey et al Virtual reality therapy an effec tive treatment for the fear of public speaking The International Journal of Virtual Reality 3 1998 1 6 2008 43 Mel Slater D P Pertaub and Anthony Steed Public speaking in virtual reality Facing an audience of avatars Computer Graphics and Applications IEEE 19 2 6 9 1999 44 B Herbelin F Riquier F Vexo and D Thalmann Virtual reality in cognitive behav ioral therapy a preliminary study on social anxiety disorder In 8th International Conference on Virtual Systems and Multimedia VSSMM2002 2002
64. ando as anima es interagiam com os objetos no cen rio que se conseguia detetar alguns problemas nas anima es ou modelos 3D 3 3 5 Comunica o entre janelas Para possibilitar o controlo da simula o por parte do psic logo foi necess rio criar uma janela independente janela de intera o Pelo que foi necess rio criar uma solu o para efetuar a comunica o entre as duas janelas A solu o criada foi a de criar uma aplica o do tipo cliente servidor em localhost em que como explicamos atr s a comunica o entre as duas janela realizado atrav s da utiliza o de RPC Esta implementa o foi poss vel gra as a utiliza o da classe Network da API do Unity Logo ap s a inicializa o da aplica o janela de intera o menu de escolha de cen rio criado o servidor e definido o seu porto pelo que a aplica o fica espera do pedido de conex o do cliente Assim que o menu de escolha de cen rio execu tado pela primeira vez efetuado uma chamada ao sistema para inicializar a janela de simula o Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 59 Ap s a inicializa o da janela de simula o efetuado um pedido de conex o ao servidor janela de intera o com o IP neste caso localhost o porto e a password caso tenha sido definida uma O servidor verifica os par metros do pedido caso estejam corretos efetuada a conex o e o cliente informado se a conex o foi bem sucedida ou n
65. aos olhos e aos dentes pois o Weight Paint s afeta os v rtices da malha que se encontra selecionada Anima o dos HV Ap s a inclus o do esqueleto da face no esqueleto do corpo dos HV pass mos a ter um esqueleto completo que permite animar o corpo e a face do HV de modo a aumentar o re alismo da simula o Pelo que foi criado um conjunto de anima es que foram divididos em dois grupos anima es corporais e anima es faciais ver anexo B Para possibilitar a concess o das op es de controlo do comportamento dos HV dispon veis no menu de simula o figura 3 20 foi associado uma anima o a cada bot o excetuando os bot es Whisper Leaning backward arms crossed e Leaning backward inner brow down arms crossed ver anexo B 1 54 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 Virtual Humans Events Controlled Behavior Attentional States Attentive Actions Disagree Agree SMS Use laptop Look to the right Whisper Open Facial Expressions Panel Body Posture Leaning neutral Leaning forward Leaning backward Cross arms Leaning backward arms crossed 3 Automatic Behavior Attentive neutral Attentive agreeing Attentive disagreeing Distracted agreeing Distracted disagreeing Leanina backward inner brow down arms crossed Figura 3 20 Bot es para o controlo do comportamento dos HV Figura 3 21 Resultado das op es executadas na figura O HV est a dormir Figur
66. ar e configurar humanos virtuais com diferentes caracter sticas f sicas o GIMP 2 8 4 software de edi o de ficheiros de imagem utilizado para criar editar as texturas dos objetos 3D e Free Audio Editoif 2012 8 5 1 software de edi o de ficheiros de udio utilizado para criar editar os efeitos sonoros A aplica o foi desenvolvida para o sistema operativo Windows porque no in cio do desenvolvimento deste trabalho o Unity s funcionava nest ambiente e em MAC OS Opt mos por escolher o Windows por restri es do equipamento dispon vel Hardware e Processador 2x Intel CORE 2 Duo E8400 3 00GHz e Mem ria 4GB e Placa Gr fica NVIDIA Quadro FX 1700 PCI SSE2 e Projetor e Tela de proje o http www blender org 2http unity3d com http www makehuman org http www gimp org Shttp www free audio editor com Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 35 e Colunas de som Recursos humanos S o aqueles que foram indicados nos stakeholders n o utilizadores 3 2 2 Processo de desenvolvimento de software O processo de desenvolvimento de software escolhido foi o Processo Iterativo e Incremen tal 51 Escolhemos este m todo pois trata se de um m todo que permite uma intera o frequente com o utilizador final da aplica o o psic logo O objetivo deste m todo o de desenvolver um software atrav s de v rios ciclos iterativo e em pequenos incrementos ao longo do tempo incremen
67. ar os soldados regressados da guerra do Iraque e do Afeganist o 22 B5 Est em curso um estudo de quatro anos financiado por v rios departamentos de es tado dos Estados Unidos da Am rica com o objetivo de determinar a efic cia da TERV no Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 21 tratamento do SPT nos soldados que regressaram das opera es Iraqi Freedom figura 2 6 b e Enduring Freedom Afeganist o 36 Difede e Hoffmann efetuaram um estudo em 2002 onde desenvolveram um ambiente de RV para os pacientes que sofrem de SPT em resultado dos acontecimentos de 11 de Setembro de 2001 em Nova York figura 2 6 c No estudo descreveram o tratamento de uma mulher de 26 anos com SPT que j tinha tentado os m todos de exposi o tradi cionais mas sem xito Ela foi tratada com 6 sess es de TERV de 45 a 60 minutos cada sendo que se verificou uma redu o nos sintomas ap s a exposi o 9 221 37 Em Israel Josman et al desenvolveram em 2008 o ambiente Bus World figura 2 6 d com o objetivo de utilizar a TERV para ajudar as pessoas que presenciaram atentados terroristas Para testar a efic cia do BusWorld efetuaram testes com 30 volunt rios que n o sofriam de SPT onde os volunt rios foram expostos gradualmente a 4 n veis de intensidade Os resultados indicaram que mesmo com pacientes que n o sofrem de SPT o BusWorld capaz de gerar v rios n veis de ansiedade 22 B8 a SPT Vietname
68. ara provocar um certo n vel de ansiedade Para resolver este problema propuseram a utiliza o de um sistema Multi Agente para criar HV aut nomos capazes de responder naturalmente sem a necessidade da interven o direta do terapeuta Antes de iniciar o tratamento o terapeuta pode definir a hierarquia das cenas e o n vel de exposi o inicial pretendido bem como o n vel final de modo que os terapeutas ficam menos ocupados durante as sess es de tratamento Por conseguinte torna se poss vel expor v rios pacientes simultaneamente Para melhorar o suporte do sistema e assim reduzir ainda mais a carga de trabalho www cybertherapy info Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 27 do terapeuta o sistema tamb m pode incluir um terapeuta virtual que monitoriza auto maticamente o n vel de ansiedade dos pacientes e tamb m pode desempenhar algumas tarefas do terapeuta por exemplo ajustar automaticamente a exposi o para um n vel de ansiedade inferior O principal entrave utiliza o desses projetos em ambientes cl nicos reside precisamente na complexidade do hardware e software utilizados na sua cria o e execu o A facilidade dos terapeutas em controlar os sistema de TERV tem se revelado ser essencial para a aceita o destes sistemas pelo que algumas pesquisas t m se focado na usabilidade das interfaces dos terapeutas propondo diferentes melhorias no design Estudos efetuados na rea Nas
69. arry F Hodges Virtual reality exposure in the treatment of social anxiety Cognitive and Behavioral Practice 10 3 240 247 2003 Ni Kang Willem Paul Brinkman M Birna van Riemsdijk and Mark A Neerincx Internet delivered multi patient virtual reality exposure therapy system for the treat ment of anxiety disorders In ECCE pages 233 236 2011 Evelyne Klinger Apports de la r alit virtuelle a la prise en charge de troubles cognitifs et comportementaux PhD thesis Ecole National Sup rieure des T l communications February 2006 http pastel archives ouvertes fr tel 00161903 accessed in September 2013 Blender Foundation http www blender org accessed in September 2013 127 128 Bibliografia 11 MakeHuman accessed in September 2013 12 Mauro Carrozzo and Francesco Lacquaniti Virtual reality a tutorial Electroen cephalography and Clinical Neurophysiology Electromyography and Motor Con trol 109 1 1 9 1998 13 Alberto Barbosa Raposo Alexandre Cardoso Andr a Toti et al Fundamentos e Tecnologia de Realidade Virtual e Aumentada Editora SBC Sociedade Brasileira de Computa o Porto Alegre 2006 May 2006 ISBN 85 7669 068 3 14 Virtual reality http sweb cityu edu hk sm2203 0ldclass2007 lab1 toc02 index html accessed in July 2013 15 Tomas Miranda da Cunha Saraiva Realidade virtual e agorafobia Master s thesis Universidade Lus fona de Humanidades e Tecnologias
70. ation Pelo que quando s o instanciados cada um fica com uma c pia deste script O funcionamento deste script nesses objetos equivalente ao que se passa nos objetos do tipo HV Servidor A articula o da aplica o servidor com o motor de jogo Unity encontra se esquematizado na figura 3 11 De seguida ser o apresentados os scripts que foram desenvolvidos para criar e con trolar o servidor A aplica o servidor como j referenciado composto por tr s menus que permitem ao utilizador terapeuta escolher o tipo de cen rio configurar o cen rio e controlar a simula o Para tal cada menu tem associado a si scripts C que permitem controlar os menus e efetuar a comunica o com o cliente por RPC Esses scripts encontram se associados atrav s da utiliza o de Empty GameObjects No menu de escolha de cen rio encontram se os scripts menu 0 e menu O persistent data O script menu 0 tem como fun o inicializar o servidor efetuar uma chamada ao sistema para iniciar a execu o da aplica o cliente receber o pe Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 47 dido e efetuar a conex o do cliente permitir a escolha do tipo de cen rio pretendido e exe cutar o menu de configura o de cen rio O script menu O persistent data tem como fun o garantir que a chamada ao sistema sej efetuada apenas na primeira execu o deste menu Para tal foi necess rio especificar no in cio do script
71. ationState desagree Animation State agree AnimationState sleep AnimationState look_R AnimationState lt C gt attentive AnimationState bored AnimationState sms AnimationState listen AnimationState useLaptop AnimationState uncross_arms AnimationState cross arms Animation State leaning neutral AnimationState leaning forward AnimationState leaning_backwards AnimationState browUp AnimationState cheekUp AnimationState forehead_in AnimationState innerBrow down AnimationState innerBrow up AnimationState ipsDown AnimationState ipsUp AnimationState outerBrow up AnimationState oLid up AnimationState flag whispers and smile bool current_posture int simulator_script_conection simulator eye_rotation flag_stopAnim bool agreeRate float distracted_names string obj Transform jeneck Transform thead Transform root Transform Awake void Start void Update void LateUpdate void editAnimations void controlPosture post int anim string void iistenAndSmile void invertAnim anim string void anim StillPlaying anim string bool play FacialExpression anim string void facialE xpressionToNeutralLips opt string opt2 string void facialE xpressionTo NeutralBrows opt string opt2 string vold eyeRotationS witcher bool getAni
72. baixo custo permitindo assim que se tornem acess veis ao p blico geral e aumentando a sua utiliza o no tratamento das fobias 4 1 Conclus es O principal entrave cria o e posterior utiliza o em ambiente cl nico deste tipo de ferramentas reside na complexidade das tecnologias e no elevado custo de instala o e manuten o do hardware num ambiente cl nico O que faz com que exista uma lacuna entre a investiga o na rea e a implementa o destas ferramentas em ambientes cl nicos A solu o desenvolvida recorreu apenas a software e modelos 3D gratuitos e permite simular um ambiente de avalia o perante um j ri com o intuito de expor o utilizador a um ambiente suscet vel de provocar a AS A aplica o desenvolvida funciona com dois tipos de utilizadores o paciente e o terapeuta psic logo O paciente efetua uma apresenta o perante o j ri virtual e reage aos est mulos prove nientes da simula o enquanto que o terapeuta por sua vez controla a simula o de modo a gerar as rea es pretendidas no paciente Para tal o terapeuta tem ao seu dispor um conjunto de funcionalidades que lhe permite fazer variar o comportamento dos HV por exemplo escrever no port til receber um SMS concordar controlar a postura corporal dos HV por exemplo cruzar os bra os inclinar se controlar a express o facial dos HV e desencadear eventos sonoros no ambiente Estas funcionalidades podem ser conjugadas de modo a gerar v
73. bjeto sendo que esta altera o replicada num objeto na janela do servidor Ap s a realiza o dos testes concluiu se que a utiliza o de RPC em localhost era a melhor solu o pois permitia a comunica o entre duas janelas sem a necessidade de se ter uma liga o Internet e poderia ser implementado recorrendo apenas s bibliotecas internas do Unity diminuindo assim os riscos de incompatibilidade da aplica o com outros sistemas operativos 3 3 2 A aplica o Virtual Spectators v2 0 A aplica o desenvolvida abre duas janelas a janela de intera o figura 3 8 e a janela de simula o figuraB 9 A janela de intera o pode mostrar tr s menus o de escolha de cen rio simula o o de configura o do cen rio ou o de simula o A janela de simula o apresenta um cen rio que pode conter um dois ou tr s HV que constituem o j ri virtual Durante a simula o em cada instante apenas um HV estar control vel de forma mais fina Os restantes estar o a exibir um comportamento autom tico inicialmente escolhi do pelo terapeuta Usamos respetivamente as designa es Modo Interativo e Modo Autom tico para distinguir as duas situa es de intera o Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 43 Assessment Situation Configuration E Assessment Situation Simulation Auditorium Decoration Choose Scenario 1 Virtual Humans Figura 3 8 Menus alternativos da janela de Intera
74. bot o direito do rato no execut vel interface terapeuta exe Ap ndice D Manual de Utilizador 91 2 Escolher a op o pretendida a Pinto Start Menu para criar um atalho no menu iniciar b Send to e escolher a op o Desktop para criar um atalho na rea de trabalho Nota os nomes destas op es variam consoante a l ngua em que o sistema operativo foi instalado sendo que os apresentados nesta sec o s o de um sistema operativo em Ingl s D 3 3 Iniciar a aplica o Antes de se iniciar a aplica o necess rio verificar se 1 O computador est conectado ao projetor 2 O computador est configurado para o modo de dois ecr s op o dispon vel no Painel de Controlo 3 O projetor est configurado consoante as dimens es da tela 4 As colunas de som est o dispostas uma de cada lado da tela Para iniciar a aplica o basta executar o ficheiro interface terapeuta exe na pasta da aplica o ou atrav s dos atalhos caso tenham sido criados De seguida ir o aparecer duas janelas distintas a janela de configura o da aplica o figura D 2 que depois se transforma na janela de simula o e a janela de intera o da qual falaremos adiante Virtual Spectators v2 0 Configuratie Es Graphics Input Sceenresoluton 800x600 Vl windowed Graphics qualty Fantastic E Cem Figura D 2 Janela de configura o da aplica o A janela de
75. d pm Normals amp Tangents dello Start End Normals Import sl Defi fault Take 00 1 0 Tangent Calculate ane gor dio ai Ra rrr body_agree 0 0 720 Smoothing Angle body_attentive 0 0 359 0 Split Tangents ig body bored 0 0 815 0 Materials Dat o oe oe O 125 Import Materials M De po Matar o body look R 0 0 95 0 Material Naming Ley ES body sleep 0 0 443 0 Material Search Recur body_sms 0 0 230 0 Far each imported material Unity frst looks body_useLaptop 0 0 7190 for an existing material named body_whispers 0 0 129 0 BaseTextureName Unity will do a recursive up search for it in all cross_arms 0 0 103 0 hae folders up to the Assets folder i default pos 0 0 1 0 Ifit doesn t exist a new one is created in the z local Materials folder face_browUp 0 0 11 0 pa ded o qe e qu face cheekUp 0 0 230 Revert Apply face_forehead_in 0 0 23 0 aie face_forehead_in_x_2 0 0 23 0 X Figura 3 25 Menus do processo de importa o no Unity O mesmo processo efetuado para a importa o dos objetos 3D que comp em o cen rio sendo que o tempo de exporta o e importa o destes mais reduzido pois t m menor complexidade e n o t m anima es Os objetos importados do Blender foram transformados em objetos do tipo Prefab no Unity O que permite que sejam instanciados e destru dos dinamicamente durante a execu o da aplica o Este processo de exporta o importa o foi repetido diversas vezes pois s qu
76. das em simult neo e no processo de filtragem das imagens Nesta abordagem as duas imagens s o proje tadas de modo linear num curto espa o de tempo pelo que as lentes v o alternando entre ligado e desligado nunca estando as duas no mesmo estado Esta alterna o efetuada em sincronia com a proje o da imagem Estes culos funcionam atrav s da utiliza o de baterias ou pilhas e s o geralmente utilizadas para a visualiza o de conte dos 3D em televisores HMD s o capacetes especiais que permitem projetar uma imagem diferente para cada olho Esta proje o efetuada atrav s de dois pequenos ecr s embutidos no ca pacete CAVE s o salas de proje o compostas por tr s a seis telas de proje o criando uma esp cie de cubo onde os utilizadores s o colocados Sendo que em cada tela pro jetada uma parte da imagem criando assim uma sensa o de imers o num ambiente 3D Ecr s 3D s o ecr s que conseguem projetar uma imagem para cada olho esta proje o efetuada atrav s da varia o do ngulo de proje o Esta uma das tecnologias mais recentes pelo que a sua utiliza o ainda muito limitada Nos equipamentos de intera o encontram se os equipamentos que permitem ao utilizador interagir com o ambiente gr fico e controlar objetos dentro deste Os principais equipa mentos utilizados s o 13 Teclado Joysticks s o utilizados para navegar ou controlar objetos no ambiente gr fico Data
77. de exposi o Ecr nos sintomas 2004 de computador Medo de falar Slater et Estudo controlado com 36 pacientes Aumento de ansiedade em p blico al 2004 sendo que 20 n o sofriam de fobia verificada apenas na Foram expostos a um ambiente vir presen a dos HV Os 20 tual com e sem HV Equipamento de pacientes que n o sofriam exposi o HMD de fobia n o sentiram qual quer ansiedade em ambos os cen rios Tabela 2 4 Estudos efetuados sobre a AS com foco no medo de falar em p blico 2 6 Resumo Neste cap tulo foi apresentado um apanhado sobre os trabalhos que t m sido efetuados na TERY por v rias equipas de investigadores Este apanhado permitiu nos identificar as vantagens desvantagens da TERV os tipos de hardware software que t m sido testados pela comunidade cientifica e os resultados obtidos com as diferentes t cnicas que t m sido utilizados para a TERV Pelo que nos permitiu determinar a nossa linha de trabalho e antever os poss veis resultados da nossa solu o Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 O objetivo do nosso trabalho foi criar uma solu o de RV de baixo custo para o apoio terapia de exposi o no tratamento da AS mais especificamente para o medo de falar em p blico numa situa o de avalia o perante um j ri ou numa entrevista e que pode ser utilizada facilmente no consult rio de um terapeuta O cen rio constitu do por uma sala um j ri f
78. de trabalho foi seguida Os atrasos temporais reg istados foram devidos sobretudo morosidade inerente s tarefas de ajuste da modela o 36 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 e anima o dos HV e de transfer ncia de elementos do Blender para o Unity A com plexidade das malhas poligonais e o n mero elevado de anima es associados a cada HV fez com que o processo de exporta o do Blender importa o no Unity e configura o dos HV ap s importa o demorasse aproximadamente uma hora por HV Este processo consumiu imenso tempo visto que sempre que se notava algum erro numa anima o ou na malha poligonal de um HV era necess rio regressar ao Blender para o corrigir e efetuar todo o processo de exporta o e importa o outra vez para todos os HV que partilhavam a anima o ou malha poligonal As tarefas que consumiram mais tempo do que o previsto foram Cria o de anima es faciais o problema surgiu quando se tentou importar as anima es faciais feitas nos modelos criados no MakeHuman 11 nesta altura notou se a in capacidade do Unity em importar shape keys Pelo que essas anima es foram eliminadas e a solu o passou por criar apenas anima es baseadas em ossos Representa o dos cabelos compridos dos HV femininos no Unity que n o ficava com o aspeto de cabelo pelo que foi preciso regressar v rias vezes ao Blender para editar a malha do cabelo Controlo do olhar foi preciso criar uma solu
79. deradas as melhores op es para se obter resultados positivos mas alguns estudos demonstraram que poss vel obter bons resultados utilizando computadores pessoais e v deo projetores 21 18 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Vantagens e desvantagens da utiliza o de RV Na tabela 2 1 Jencontra se um pequeno resumo das vantagens e desvantagens da utiliza o da TERV para o paciente e o terapeuta Vantagens Desvantagens Riscos Maior disponibilidade para ser confrontado com os Cybersickness est mulos que causam a ansiedade pois sente se mais Risco de criar novo trauma seguro se o cen rio virtual n o refle Um ambiente mais privado tir a situa o traum tica do pa Para pacientes com capacidade de visualiza o limi ciente com precis o tada a RV ajuda as a imaginar a situa o provocadora de ansiedade Paciente Terapeuta Permite expor o paciente a situa es que de outra Os equipamentos podem ser forma seriam imposs veis dispendiosos Permite controlar a intensidade da exposi o necess rio treino inicial Possibilidade de treinar os passos a que o paciente vai para poder utilizar a aplica o ser submetido Tabela 2 1 Vantagens e desvantagens da utiliza o de RV 2 3 3 Compara o dos m todos Nesta sec o ser efetuada uma pequena compara o entre as t cnicas de exposi o in vivo in imagino e RV
80. dia a ahd AE Se we Be He e E SAS 41 3 7 Teste com RPC em localhost 26 ee ee abadia nad add a 42 ue Da ee q UR ae 43 CERTA GEE RIR ee oe ee RARA 43 ew E do GOR o Ape de SH He 44 ie Esk o Here Be eH a E 45 es a te 49 AS Se aR fr O O Do RT O GRU 49 3 14 Modelo com roupa importado no Unity ccccccccccc o 50 End ei RAR Ba RR EREERS ERE EASE RE 50 ot e RO A GO ee No dt 51 ee ee GUS ee EA 51 D dated dedo G4 oe Oa Be Se e do HD Pode a a ie i 52 3 19 Weight Paine ss posa ode a m Hee iia Ae ee SG Ek eee bee 53 3 20 Bot es para o controlo do comportamento dos HV 54 3 21 Resultado das op es executadas na figura 3 20 0040 54 5 oe 6 eee od Se ake es 54 ee ee ee ee 55 3 24 Varia o da express o facial oaoa ee eee 57 3 25 Menus do processo de importa o no Unity 58 AE E E 59 bah ea Sy Gli e oie ai ga ae Mi gale a e T ai 63 A set ding bet a e yi ig E oia a a e F 64 Boats a Gah 4 28 o so o Ra ln id e ane 65 eens eee dra eee aes 74 o de 76 E B 2 Painel de controlo da ativa o das anima es de express o facial 79 eee rere 90 bese ho RHE OEE ees 91 TEOSESSE ten aa da 92 Dae hak Soba en Sena needs 93 Ea dia a EC Ad ad AGA nada 93 ewer eer Terres VeTerr rer es 95 Cs BO Be Bee ee eee eee 96 oo eee eee PACAS ia DE shes 98 Gran ao 99 RO a pa 99 ss dS dia 4 ohh Be SD OW Sc A o O q 100 Set 4 4 wh dot AS oe E 100 E l Cria o dos HV MakeHuman
81. dispon vel no MakeHuman Outra tarefa importante foi testar todos os tipos de esqueletos que o MakeHuman con segue exportar para o Blender figura 3 3 a Para tal foi construido um HV figura 3 3 b para cada um dos testes e foram importados para o Blender onde foram animados atrav s de anima es motion capture obtidas atrav s de bibliotecas de motion capture online disponibilizadas gratuitamente por exemplo cgspeed cont mocap cs cmu edu Shttp mono project com Main_Page Thttp www cgspeed com Shttp mocap cs cmu edu Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 39 Use mhxng Use ngifyng Lise game ng Use ngidng Use second lrfe ng Use simple ng a Op es de exporta o de b Cria o do modelo do HV esqueletos Figura 3 3 Teste com tipos de esqueletos no MakeHuman Ap s a anima o os HV foram todos importados para o Unity onde foi poss vel com par los em termos de complexidade tempo de importa o e fluidez das anima es Ap s algumas compara es chegou se conclus o que a op o Use simple rig era a que mais se adequava s nossas necessidades tinha um esqueleto simples com um tempo de importa o menor mas era capaz de realizar os movimentos de que necessit vamos Importa o e controlo de anima es no Unity O objetivo desta tarefa foi verificar se era poss vel importar no Unity um HV animado no Blender e controlar quando e onde que essa anima
82. e no painel File do Blender figura E 3 lll Ctrl N Ctri O Shift Ctrl O Ctrl Alt U Ctrl U Lc Re Link G ppend Figura E 3 Importa o de ficheiro mhx Blender Ap s a escolha da op o MakeHuman mhx ser apresentada a janela de escolha de ficheiro onde podemos encontrar o painel de configura o de par metros figura E 4 Y Enforce version Mesh VY Proxies Y Clothes Shapekeys V Shapekey drivers Figura E 4 Op es de importa o Blender Neste painel devem ser selecionadas as op es indicadas na figura E 4 Para mais informa es consultar e https sites google com site makehumandocs blender export and mhx mhx import in blender 2 5 Ap ndice E Manual T cnico 107 E 4 2 Anima o dos HV no Blender Uma anima o no Blender consiste na altera o das propriedades de um ou mais objetos ao longo do tempo O Blender guarda cada anima o como uma a o identificada com um nome introduzido pelo utilizador Anima o por Motion Capture As anima es pedem ser criadas atrav s da utiliza o de ficheiros de motion capture bvh Para mais informa es consultar e http blenderunderground com forums viewtopic php 2t 1664 Anima o manual atrav s de Keyframes As anima es tamb m podem ser criadas manualmente atrav s da introdu o das Keyframes que permitem definir valores tamanho posi o rota o
83. e social para descrever pa cientes extremamente t midos O interesse na terapia comportamental para o tratamento de fobias aumentou de forma acentuada na d cada de 50 na sequ ncia de um trabalho pi oneiro efetuado por J Wolpe na rea da dessensibiliza o sistem tica Dando seguimento a esse trabalho I Marks prop s na d cada de 60 a classifica o da fobia social como uma fobia independente ideia que ganhou reconhecimento pela Associa o Americana de Psiquiatria e em 1980 a fobia social foi oficialmente inclu do como um diagn stico psiqui trico na terceira edi o do Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disor ders DSM III Nesta edi o a fobia social foi descrita como um medo de situa es de desempenho e n o se incluiu o medo de situa es menos formais como as conversas casuais 3 18 No DSM III R de 1987 os crit rios de diagn sticos foram revistos e foram criados os subtipos fobia espec fica e fobia generalizada Em 1994 foi publicado o DSM IV em que foi proposto a altera o do termo fobia social para transtorno de ansiedade social Desde a data da publica o do DSM IV tem se dado uma enorme aten o ao trata mento da ansiedade social pelo que foram desenvolvidas t cnicas de terapia cognitivo comportamental apoiadas por evid ncias de investiga es cient ficas e ao mesmo tempo foram aprovados medicamentos espec ficos para o tratamento da AS 3 18 http www socialanxi
84. e tem que ser capaz de mapear a simula o para o mundo real Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 17 Ser a TERV capaz de produzir resultados positivos Segundo Krijn et al o sucesso da TERV depende de tr s condi es sensa o de presen a capacidade de provocar emo es e generaliza o dos comportamentos adquiridos s situa es reais caso contr rio as estruturas que provocam a ansiedade n o s o ativadas 27 De acordo com a teoria de processamento emocional de Foa e Kozak 28 a terapia de exposi o quando bem sucedida conduz cria o de novas estruturas de mem ria que anulam as antigas que provocavam a ansiedade Nesta linha de pensamento a TERV poder ser uma alternativa vi vel para a exposi o in vivo J Bush refere num artigo de 2008 que et essa data mais de 50 experi ncias terap uticas tinham sido realizadas com mais de 95 sucesso 21 E Klinger estudou a efic cia de TERV em compara o com a TCC em 36 pacientes que em m dia sofriam de fobia so cial h mais 15 anos Escalas de avalia o bem como diversas classifica es terap uticas foram utilizados para medir a efic cia do tratamento ap s 12 sess es Comprovou se que ambos s o altamente eficazes para o tratamento da fobia espec fica 22 29 Custo monet rio O custo real dos sistemas varia muito dependendo da tecnologia sendo que as mais caras s o aquelas que utilizam a CAVE Estas geralmente s o consi
85. e virtual e presen a ambiental que o grau em que o ambiente reconhece e reage presen a do utilizador 23 16 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Tom s Saraiva distingue dois tipos de presen a a presen a subjetiva grau que o utilizador atribui ao seu n vel de presen a no ambiente apresentado e presen a objetiva grau em que o utilizador consegue realizar com sucesso uma tarefa virtual 15 Segundo Usoh et al existem dois tipos de fatores que influenciam a presen a fatores ex genos e end genos Os fatores ex genos est o relacionados com o equipamento de RV e a sua capacidade imersiva Os fatores end genos est o relacionados com a forma como o ambiente virtual percecionado e interpretado de acordo com as caracter sticas pessoais dos utilizadores 24 A falta de consenso relativamente defini o de Presen a e aos fatores que a in fluenciam tornam complicado medir objetivamente o n vel de Presen a num ambiente virtual Quais s o os riscos Uma das primeiras preocupa es que os terapeutas apresentaram ap s o surgimento da TERV foi sobre a seguran a do paciente durante o processo O Cybersickness considerado como sendo o maior risco e pode ter v rios in convenientes Um dos problemas est relacionado com o facto de os sintomas se poderem manifestar n o s durante a exposi o mas tamb m algumas horas ou at dias depois Este aspeto pode condicionar os participantes na
86. ece Esta aplica o dirigida a dois tipos de utilizadores um terapeuta e um paciente Enquanto o paciente interage fala com os humanos virtuais HV presentes no cen rio o terapeuta ter como fun o interpretar o comportamento do paciente e modificar os par metros comportamento dos HV luzes no ambiente etc da aplica o conforme necess rio E 2 Software utilizado A aplica o foi concebida no software Unity 30 mas tamb m foram utilizados os seguintes software para apoiar a constru o da aplica o Blendeif modela o de objetos 3D MakeHumarf modela o dos HV GIMP criar editar as texturas dos objetos 3D e Free Audio Edito criar editar os efeitos sonoros http unity3d com 2http www blender org http www makehuman org http www gimp org Shttp www free audio editor com 103 104 Ap ndice E Manual T cnico E 3 MakeHuman O MakeHuman 1 0 Alpha 7 um software open source que permite criar HV realistas que podem ser exportados em diferentes formatos E 3 1 Cria o dos HV A janela de cria o dos HV no MakeHuman figura E 1 permite alterar diversos par metros sobre os HV tais como g nero tamanho peso roupa cabelo cor de pele etc ian Figura E 1 Cria o dos HV MakeHuman Para mais informa es consultar e http makehuman org documentation E 3 2 Exporta o dos HV Ap s a cria o do HV este tem que ser exportado para u
87. ed in September 2012 54 Master server http docs unity3d ru Components net MasterServer html accessed in August 2012 55 Networked multiplayer http docs unity3d com Documentation Manual NetworkedMultiplayer html accessed in August 2012 56 Network jhttp docs unity3d ru ScriptReference Network html accessed in August 2012 57 Unity network Introduction to networking in unity tuto rial http cgcookie com unity 2011 12 20 introduction to networking in unity accessed in September 2013 58 http unitybuster blogspot pt 2010 08 unity 3d clientserver socket connection html accessed in August 2012 132 Bibliografia 59 http answers unity3d com questions 15422 unity project and 3rd party apps html accessed in August 2012 60 Rpc details http developer muchdifferent com unitypark uLink RPCDetails accessed in August 2012 61 Wikipedia Fat client nttp en wikipedia org wiki Fat_client accessed in August 2012 62 Wikipedia Lag http en wikipedia org wiki Lag accessed in Au gust 2012 63 rulflinks Blender http www rulflinks blogspot pt accessed in June 2013 64 T nia Cristina Martins Pinheiro Realidade virtual aplicada ao tratamento da an siedade social Master s thesis Universidade de Lisboa 2013 65 Eder Lopes Ana Paula Claudio Maria Beatriz Carmo and Augusta Gaspar Per sonagens virtuais na terapi
88. empenho em que a pessoa exposta a pessoas desconhecidas ou situa es de poss vel escrut nio por outros 3 O medo surge do facto de o indiv duo sentir que ser humilhado caso tenha um mau desempenho Quando exposto situa o f bica ou em antecipa o da mesma o in div duo normalmente reage com sintomas de ansiedade que surgem mesmo que perceba que as rea es s o exageradas e irracionais Consequentemente as situa es temidas s o evitadas ou suportadas com intensa ansiedade A fobia social encontra se dividida em dois tipos 16 e Fobia espec fica a menos comum e geralmente inclui um medo associado com uma ou mais situa es espec ficas Embora possa ser menos suscet vel de causar preju zos severos na vida do paciente ainda pode levar a uma fraca realiza o pes soal na escola no trabalho ou na vida pessoal Ainda assim os pacientes com este subtipo do dist rbio s o mais propensos a recuperarem se de forma espont nea 17 e Fobia generalizada geralmente mais severa e portanto mais incapacitante para os pacientes A maioria dos pacientes assistidos por m dicos sofrem deste subtipo do dist rbio De acordo com v rios estudos efetuados a fobia social surge geralmente durante a ado lesc ncia Nessa idade a fobia social muitas vezes confundida com timidez extrema e portanto n o tratada No entanto enquanto muitos casos de fobia social sejam negli genciados por se confundirem com timide
89. ervidor e in ciar o cen rio 3D escolhido pelo utilizador O cen rio 3D atualizado pelo motor de jogo e controlado atrav s do script CH simulator que por sua vez controla os scripts characterControler eye rotation e rotation O script simulator o respons vel por receber os inputs enviados pelo servidor instanciar e destruir os objetos 3D os HV e os moveis presentes na simula o controlar as anima es e reproduzir os efeitos sonoros Os objetos do tipo HV t m associados a eles os seguintes scripts characterCon troler eye_rotation e rotation Pelo que quando s o instanciados cada um fica com uma c pia destes scripts O script characterControler o respons vel por controlar a execu o das anima es no HV que est associado e controlar a dire o do olhar do HV atrav s do controlo do script eye rotation que acedido a partir deste script O script eye rotation como indicado no par grafo anterior o respons vel por controlar a dire o do olhar do HV a que est associado O script rotation por sua vez respons vel pela rota o do objeto a que est as sociado Esta rota o serve para rodar os objetos na dire o da c mara garantindo que mesmo os objetos HV e cadeiras que se encontram na periferia do cen rio estejam cen trados em rela o c mara Os objetos do tipo cadeira t m associados a eles o script rot
90. etysupport com disorder liebowitz http psychology tools com spin Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 13 2 2 2 Sintomas Caracter sticos Os sintomas da fobia social que podem manifestar se antes durante e ap s a situa o f bica podem ser separados em tr s tipos 3 e Aspetos cognitivos Praticamente todos os modelos cognitivos de fobia social enfatizam que os f bicos sociais est o excessivamente preocupados com a forma como s o avaliados por outros A ansiedade pode emergir de um excesso de pensamentos negativos padr es excessivamente elevados para o pr prio desempenho cren as irreais sobre os padr es que as pessoas normalmente usam para avaliar os outros entre outros De acordo com a teoria da auto apresenta o de M Leary e M Kowalski a ansiedade social ocorre quando o indiv duo est motivado para causar boa impress o nos outros mas desconfia de sua pr pria capacidade de o fazer com sucesso e Aspetos comportamentais S o um conjunto de a es e comportamentos de seguran a que o individuo adota para tentar evitar a situa o f bica S o exemplos de comportamentos t picos re cusar promo es no local de trabalho pois a nova posi o coloca uma maior nfase em contactos sociais evitar o contacto nos olhos enquanto fala com outras pessoas segurar as m os com for a para evitar que tremam e Aspeto fisiol gicos As manifesta es f sicas podem ser palpita es suda
91. euta ter um primeiro contacto com o prot tipo prot tipo durante o qual poder experimentar todas as funcionalidades disponibilizadas por este Nesta fase ter de se explicar ao terapeuta que durante a simula o os personagens virtuais do j ri podem estar no modo autom tico ou no modo interativo E que no modo autom tico existem 2 comportamentos pr definidos escolha enquanto no modo interativo poss vel controlar de forma muito mais fina as express es faciais e corporais Fase 2 Uso do prot tipo na prepara o Nesta fase solicita se ao terapeuta a realiza o da de 2 sess es de terapia de exposi o seguinte tarefa prepara o de duas sess es de terapia para um paciente hipot tico que sofra de um n vel grave de ansiedade social A 1 sess o ser referente 1 sess o do tratamento do paciente a 2 sess o ser referente ltima sess o do tratamento do paciente Perfil do Utilizador Terapeuta Idade G nero MOFO Sente se confort vel ao utilizar um computador Sim N o O Sente se confort vel com a ideia de um prot tipo de aux lio terapia de exposi o Sim Nao O Em qual das reas de trabalho na psicologia que se enquadraria Investiga o Terapia com pacientes Ambos O Outros Question rio ao Utilizador Terapeuta Fase 1 Uso e familiariza o com o prot tipo 1 Em rela o configura o parametriza o do j ri no menu de configura o nu
92. express es faciais que seria interessante simular 6 As posturas corporais simuladas s o realistas Numa escala de 1 a 5 1 p ssimo 5 excelente 7 Sugere outras posturas corporais que seria interessante simular 8 Os comportamentos autom ticos simulados s o realistas Numa escala de 1 a 5 1 p ssimo 5 excelente 9 Sugere outros comportamentos autom ticos 10 Concorda com a utiliza o de uma janela pop up com os bot es referentes ao controlo das express es faciais Sim N o O Se n o ent o qual seria o m todo mais adequado para apresentar os bot es 11 Qual o aspeto da simula o que achou mais interessante Porqu 12 Qual o aspeto do prot tipo que mais lhe chamou aten o 13 Que aspetos funcionalidades do prot tipo poderiam ser melhorados ou adicionados 14 Numa escala de 1 a 5 1 muito complexo 5 simples d a sua opini o quanto ao n vel de dificuldade da utiliza o do prot tipo 1 Que aspetos considerou dificeis 11 Que aspetos considerou f ceis 15 Acharia til introdu o de um bot o Help em cada menu da aplica o para descrever detalhes das funcionalidades dispon veis nesse menu Sim N o O Porqu 16 Utilizaria este prot tipo como apoio a uma sess o de terapia de exposi o ou noutra vertente por ex Na investiga o para a simula o
93. ial de um dos HV a Baseline brows e Baseline lips b Baseline brows e Lips up AU12 c Inner brow up AU1 e Smile d Full brow eyelid lift AU6 12 AU1 2 5 e Baseline lips Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 57 V q e Brows brought together AU4 e f Inner brow up AU1 e Lip Baseline lips corners down AU15 Figura 3 24 Varia o da express o facial Todas as anima es faciais e corporais foram constru das e ou editadas no Blender atrav s da introdu o de Keyframes e da edi o manual destes Keyframes atrav s do Action Editor no menu DopeSheet Exporta o Importa o dos HV do Blender para o Unity Ap s concluirmos a modela o e anima o dos HV no Blender os HV s o exportados com o formato Autodesk FBX fbx Este formato foi escolhido porque suportado pelo Unity e permite exportar objetos com anima es baseados em esqueleto mas s consegue exportar um esqueleto de cada vez pelo que os HV foram exportados um a um Ap s o processo de exporta o que pode demorar algum tempo em fun o da com plexidade do modelo e do n mero de anima es temos que incluir o ficheiro no projeto do Unity arrastando o ficheiro para dentro do editor do Unity Ap s a inclus o do ficheiro temos que configurar os par metros de importa o atrav s dos tr s menus figura 3 25 que s o apresentados Model Rig e Animations No Model podemos mudar a escala otimizar a malha poligonal e cont
94. ica o Ainda foi poss vel implemen tar algumas dessas melhorias sendo que as restantes ficaram como trabalho futuro devido sua complexidade e ao pouco tempo dispon vel 3 5 Conclus o Durante o desenvolvimento da ferramenta foi necess rio fazer algumas adapta es para incluir ou excluir funcionalidades que n o estavam previstas inicialmente A aplica o foi desenvolvida com uma arquitetura que permite a extensibilidade da ferramenta Sendo que podem ser inclu dos novos elementos gr ficos objetos 3D no cen rio ou mesmo novos cen rios para o tratamento da AS ou outros tipos de fobias Tamb m poss vel introduzir novas anima es nos HV ou mesmo adicionar novas vers es para alguns movimento atento e distra do aumentando assim a diversidade desses movi mentos Nos anexos D e encontram se o manual de utilizador e o manual t cnico Atrav s dos testes de avalia o foi poss vel concluir que a aplica o tem um bom n vel de realismo e uma interface simples e intuitiva e que os psic logos que participaram no estudo est o dispostos a utiliz la no tratamento de pacientes com AS e em futuras investiga es Cap tulo 4 Conclus es e Trabalho futuro Ao longo dos ltimos anos a utiliza o da RV tem sido baseada em equipamentos de ele vado custo monet rio por m os significativos avan os que se tem registado no hardware dos computadores pessoais tem proporcionado o surgimento de variados sistemas de RV de
95. imeiros estudos sobre a utiliza o da TERV foi conduzido por Rothbaum et al em 1995 Eles projetaram o ambiente utilizando o soft ware Wavefront que depois integraram com uma aplica o de RV chamada The Simple Virtual Environment Library Na sequ ncia destes estudos pioneiros v rias aplica es foram desenvolvidas e testadas para o tratamento do medo de avi es figura 2 5 22 a Cen rio b Equipamento Figura 2 5 Tratamento do medo de avi es Outras aplica es foram desenvolvidos e testadas no tratamento da aracnofobia stress p s traum tico fobia social claustrofobia medo de conduzir medo de v rios tipos de animais d fice de aten o distra o da dor dist rbios alimentares e muitos outros 34 2 5 1 Stress p s traum tico Uma das reas em que se tem utilizado a RV no tratamento do stress p s traum tico SPT pelo que foram realizados diversos estudos e criadas v rias aplica es com o in tuito de avaliar a efic cia da TERV no tratamento de SPT com origem em cen rios de guerra ou ataques terroristas Um dos principais trabalhos nesta rea foi desenvolvido por Rothbaum et al em 1999 no tratamento de veteranos da guerra do Vietname figura 2 6 a p Neste estudo os veteranos foram expostos a sess es num cen rio virtual em que eram simulados voos de helic ptero sobre o Vietname acompanhados por est mulos sonoros e visuais Posteri ormente Rizzo et al utilizaram a mesma t cnica para trat
96. inava como o cinema do futuro o utilizador era submetido a diversas sensa es movimentos sons odores ventos e vis o estereosc pica que causavam uma experi ncia de imers o at ent o inimagin vel 13 Na d cada de 60 Ivan Sutherland produziu o primeiro capacete de realidade virtual HMD um equipamento muito primitivo em termos de intera o e realismo e t o pesado que teve que ser suspenso a partir do teto para permitir a sua utiliza o 12 Atualmente o p blico em geral tem ao alcance experi ncias de RV gra as aos video jogos em 3D e Internet A RV est habitualmente associada ao uso de equipamentos especializados tais como culos ou capacetes No entanto a forma mais simples de experi ncia de RV uma imagem 3D que pode ser explorada de forma interativa num computador pessoal normalmente atrav s da manipula o de teclas ou do rato de modo que o conte do da imagem se movimente dando ao utilizador a sensa o de que est a navegar dentro de um ambiente 3D Um sistema de Realidade Virtual tem tr s caracter sticas principais figura 2 1 imers o intera o e imagina o 14 8 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado VIRTUAL REALITY TRIANGLE Figura 2 1 Os tr s T s da realidade virtual 14 Imers o A imers o a capacidade do c rebro humano desligar um ou v rios sentidos que pos sui do mundo real e transport los para um mundo virtual criando a ilu
97. itir a introdu o de culos nos modelos criando assim a variedade de HV dispon veis na aplica o Inicialmente opt mos por utilizar a biblioteca de roupas e cabelos do MakeHuman para criar a roupa e o cabelo dos HV mas tiveram que ser editados posteriormente pois a variedade era muito pequena e n o funcionavam corretamente no Unity Corre o do vestu rio Ap s a importa o do modelo do HV com roupa do Blender para o Unity not mos que em algumas zonas a malha da pele corpo atravessava a malha da roupa figura 3 14 A primeira solu o que test mos para resolver este problema foi a de deformar a malha do corpo nas zonas em que deve ser escondida pela roupa Para tal utiliz mos a t cnica de Mesh Modeling do Blender que permite alterar diretamente a posi o dos v rtices figura B 15 Esta solu o foi posteriormente abandonada pois tratava se de um processo muito moroso visto que era necess rio editar quase v rtice a v rtice e tinha que ser feito em todos os HV e tamb m n o garantia o funcionamento a 100 pois era quase imposs vel determinar quais os v rtices que precisavam ser editados em fun o 50 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 das v rias anima es visto que o facto do v rtice n o atravessar a malha da roupa numa anima o n o significava que o mesmo acontecia nas restantes anima es Figura 3 14 Modelo com roupa importado no Unity Figura 3 15 Deforma o da malha e defini
98. ltos s o provocados pelo continua luta entre as anima es e o script pelo controlo dos ossos 66 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 Para resolver este problema decidimos tentar conjugar o pestanejar com o controlo do olhar assim os saltos ocorrem s quando os olhos est o fechados pelo que o utilizador n o os consegue ver Por m n o foi poss vel criar uma sincronia perfeita pelo que em alguns casos ainda poss vel ver o salto 3 4 Avalia o da aplica o com especialistas Para avaliar a usabilidade da aplica o no dom nio da TERV fizemos testes com de utiliza o com utilizadores peritos na rea do tratamento da AS O nosso universo de peritos foi composto por seis psic logos dois homens e quatro mulheres com idades compreendidas entre os 36 e os 59 anos sendo que todos est o fa miliarizados com a utiliza o da terapia de exposi o Tr s dos terapeutas dedicam se exclusivamente a terapia com pacientes enquanto que os outros efetuam ter apia e investiga o Todos os terapeutas se sentiam confort veis com a ideia de utilizar t cnicas de RV no suporte terapia de exposi o As avalia es foram efetuadas individualmente numa sala com todo o equipamento necess rio um projetor uma parede branca duas colunas de som colocada junto parede e um port til para executar a aplica o e apresentar a interface do terapeuta Todos os testes foram acompanhados por membros da equipa que desenvolve
99. m tica Stakeholders utilizadores e Terapeutas utilizadores ativos da aplica o durante as sess o de terapia e Pacientes utilizadores passivos da aplica o durante as sess o de terapia 3 1 2 Requisitos funcionais O sistema gera duas janelas disjuntas e A janela que mostra a simula o do j ri A simula o tem lugar num cen rio que pode conter um dois ou tr s HV que constituem o j ri virtual Durante a simula o em cada instante apenas um HV estar control vel de forma mais fina Os restantes estar o a exibir um comporta mento autom tico inicialmente escolhido pelo terapeuta Usamos respetivamente as designa es Modo Interativo e Modo Autom tico para distinguir as duas situa es de intera o e A janela que suporta a intera o do terapeuta Esta janela de intera o do terapeuta pode mostrar tr s menus o de escolha de cen rio simula o o de configura o do cen rio ou o de simula o O menu de escolha de cen rio permite as seguintes op es e Escolher o cen rio que se pretende simular e Sair da aplica o O menu de configura o permite ao terapeuta e Escolher a decora o da sala em que se desenrola a simula o cor das paredes tipo de mesa e tipo cadeiras e Adicionar Remover objetos mesa e Escolher os HV presentes na simula o e definir a posi o que v o ocupar na mesa do j ri Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 31 e Remove
100. m formato compat vel com o Blender que neste caso o Blender exchange mhx As op es de exporta o encontram se no painel Files da janela do MakeHuman figurafE 2 Neste painel deve se escolher o sub painel Export onde dever o ser selecionadas todas as op es indicadas na figura E 2 Para mais informa es consultar e http makehuman org doc node export your work html Ap ndice E Manual T cnico 105 MakeHuman Untitled Modelling Library Posing Rendering Settings Save Expor Format SS ee 999900 Options Export Wavefront obj vange mh Collada dae MDS Stereolithography st Skeleton skel Options source nfig options Use gui options Use mhxrig Use rigifyrig Use game rig life rig ple rig se onotic rig Redo Reset Global cam Face cam Figura E 2 Painel de exporta o MakeHuman E 4 Blender O Blender 2 64 um software open source de modela o e anima o de objetos 3D pelo que foi utilizado para efetuar a modela o e anima o dos objetos 3D a serem incor porados na plataforma Nota caso alguma das op es de importa o exporta o n o estiver no respetivo menu tem se que verificar se os Add Ons est o ativados Para mais informa es consultar e http wiki blender org index php Doc 2 6 Manual 106 Ap ndice E Manual T cnico E 4 1 Importa o dos HV no Blender A op o de importa o encontra s
101. mToPlay op int string IsAttentionalStateEnabled op int bool play Animation anim string void fiag look at cam bool newRotation Quaternion curangies Quatemion rot Vectors cam Vector3 obj Transform teye 1 Transform seye r Transform Stari void LateUpdate void controlEyeDirection eye Transform void setFtag_look_at_cam val bool void Start void Update void OnGUK voit servorOfine id int void sloadScenario x int RPC void rotation target Transform damping float rot Quatemion mainCamera GameObject cam Vector3 Start void Update void i i 1 i i va va t bY Dr a i va Ed U a y y System Coliections UnityEngine Texture2D Rect Game Object AudioClip Network GuIStyle Vector4 Time Transform Quaternion Vector3 Color AnimationState Vector Material Figura A 2 Diagrama de classes da janela de Simula o Ap ndice B Ativa o das anima es Neste anexo encontra se a identifica o das anima es que s o ativadas por cada bot o dos menus B 1 Anima es corporais Virtual Humans Events Controlled Behavior Attentional States Attentive Actions Disagree Agree SMS Use laptop Look to the right Whisper Open Facial Exp
102. ma escala de 1 a 5 1 p ssimo 5 excelente d a sua opini o quanto a Clareza na escolha do tipo de decora o do audit rio b Clareza na escolha do n mero de humanos virtuais HV no audit rio c Clareza na escolha de qual HV que ocupar cada posi o no audit rio d Clareza do controlo da posi o zoom da c mara e Clareza da funcionalidade de inser o de culos num determinado HV f Clareza da funcionalidade de remo o de um determinado HV g Clareza da funcionalidade de cada bot o slider h Disposi o dos bot es e sliders 1 Sugere algumas altera es no aspeto desta interface Quais j Sugere a inser o de mais algumas funcionalidades nesta interface Quais 2 Em rela o aos comandos de intera o com a simula o no menu de simula o numa escala delas 1 p ssimo 5 excelente d a sua opini o quanto a Facilidade em perceber qual o HV que est a controlar isto qual o que est em modo interativo e quais est o em modo autom tico b Facilidade na escolha do HV que pretende controlar em modo interativo c Facilidade em alterar a express o facial do HV d Facilidade de controlo de posi o da c mara close up e Disposi o dos bot es e sliders f Sugere algumas altera es no aspeto desta interface Quais g Sugere a inser o de mais algumas funcionalidades nesta interface Q
103. mano virtual Representa o do humano virtual que est a ocupar essa cadeira funciona como o n mero 7 Representa o do humano virtual que est a ocupar essa cadeira funciona como o n mero 7 Tabela com os humanos virtuais dispon veis Neste momento est o dispon veis 12 humanos virtuais 6 homens e 6 mulheres onde em cada linha est o tr s variantes do mesmo humano virtual pelo que quando um humano virtual escolhido a sua linha fica bloqueada Para adicionar um humano virtual ao cen rio tem que se escolher a cadeira pretendida bot es 4 5 ou 6 ap s a escolha basta carregar no humano pretendido que ele inserido no cen rio Deslocar a c mara em altura Deslocar a c mara para a direita e para a esquerda Afastar Aproximar a c mara Sair da aplica o Regressar ao menu de escolha de cen rio Iniciar a simula o Observe se que a simula o pode ser iniciada com um dois ou tr s humanos virtuais no cen rio Ap ndice D Manual de Utilizador 95 Menu de simula o Ap s o in cio da simula o ser apresentado o menu de simula o figura D 6 onde est o dispon veis v rios bot es para controlar a simula o Assessment Situation Simulation Select the virtual human and then choose the event 2 Virtual Humans Events Controlled Behavior Automatic Behavior Attentional States Distracted Actions Open Facial Expressions Panel Body Posture eareng Neutral Leaning f
104. medida em que pode ser perigoso re alizar certas atividades ap s a exposi o tal como conduzir O enjoo provocado pelos am bientes virtuais pode levar tamb m a uma menor ades o a este tipo de t cnicas e quando ocorre durante a experi ncia pode afetar o desempenho dos participantes dif cil prever a suscetibilidade de cada individuo ao Cybersickness mas existem alguns fatores b sicos que podem minimizar os efeitos O atraso na atualiza o da imagem pode ter um grande impacto no Cybersickness Draper considera que um atraso na atualiza o da imagem maior do que 48ms pode in duzir a Cybersickness Outro causador do Cybersickness o tempo de exposi o Em v rios estudos t m se inclu do pausas durante as sess es de tratamento para reduzir estes efeitos PIJ Outro risco conhecido o facto de alguns ambientes n o serem capazes de provo car o n vel de ansiedade considerada adequada pelo terapeuta Este problema acontece quando o ambiente simulado n o apresenta um n vel de realismo adequado ou apresenta caracter sticas que s o imposs veis de serem mapeados para o mundo real por exemplo humanos com movimentos que s o fisicamente imposs veis quando isso ocorre o pa ciente perde a capacidade de percecionar a simula o como sendo real e passa a ver a simula o como sendo apenas um filme Isto faz com que a terapia n o provoque o n vel de ansiedade pretendido pois um dos principais requisitos da TERV que o pacient
105. mentos e eventos permitem ao terapeuta provocar diferentes n veis de ansiedade nos pacientes 44 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 A instala o de baixo custo escolhida para usar a aplica o figura 3 10 composta por um computador que a executa um projetor uma tela de proje o e duas colunas de Terapeuta AP Aplica o Recebe os inputs do terapeuta e atualiza som Observa a rea o do paciente e controla a simula o para provocar a simula o novas rea es Paciente TS Efetua uma apresenta o oral e reage aos est mulos provenientes da simula o Projeta a simula o Figura 3 10 Diagrama de utiliza o da aplica o Mais adiante s o dados mais detalhes sobre a aplica o 3 3 3 Arquitetura da Aplica o Tal como referenciado anteriormente tivemos que optar por criar duas aplica es indepen dentes que comunicam entre si por RPC criando uma arquitetura do tipo cliente servidor em que a janela de intera o faz o papel de servidor figura 3 11 e a janela de simula o faz o papel de cliente Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 45 Scripts Renderizar Menus de intera o gt E Figura 3 11 Esquema da arquitetura do cliente servidor Cliente Na nossa aplica o o cliente funciona como um Thick client 61 que a abordagem mais utilizada quando se trata de videojogos multyplayer online na qual o cliente o respons vel por reali
106. n meros 6 e 7 Inclinar o humano virtual para tr s Pode ser associado com todos os outros eventos excetuando os dos n meros 6 e 7 Ativar o evento Cruzar os bra os no humano virtual quando este evento ativado o humano virtual vai manter os bra os cruzados at o utilizador ativar o evento Descruzar os bra os que funciona no mesmo bot o ou at que execute os eventos dos n meros 6 e 7 98 Ap ndice D Manual de Utilizador 15 Inclinar o humano virtual para tr s e cruzar os bra os Pode ser associado com todos os outros eventos excetuando os dos n meros 6 e 7 Automatic Behavior Attentive neutral Attentive agreeing Attentive disagreeing Distracted agreeing Distracted disagreeing Leaning backward inner brow down arms crossed Figura D 8 Bot es do modo autom tico Enumeram se de seguida as funcionalidades destes bot es 1 Colocar o humano virtual no estado atento 2 Colocar o humano virtual no estado atento concordante o humano virtual vai de x em x segundos abanar a cabe a em sinal de concord ncia 3 Colocar o humano virtual no estado atento discordante o humano virtual vai de x em x segundos abanar a cabe a em sinal de discord ncia 4 Colocar o humano virtual no estado distra do concordante o humano virtual vai de x em x segundos abanar a cabe a em sinal de concord ncia 5 Colocar o humano virtual no estado distra do discordante o humano virtual vai de
107. n o funcionais do sistema que se encontram identificados na sec o anterior Ainda nesta fase foi efetuado um conjunto de testes para averiguar as capacidades de um conjunto de software de modo a identificar quais que possibilitavam o cumprimento dos requisitos do sistema identificados anteriormente E que nos permitiram definir as aplica es a usar no desenvolvimento ver sec o 3 2 1 Descrevemos em seguida os principais testes realizados Escolha da plataforma de desenvolvimento e motor de jogo Nesta fase foram exploradas as capacidades das plataformas Blender Unity 3D Free e o UDK vers o gratuita do Unreal Engine 52 no que diz respeito modela o de objetos cria o de texturas cria o de anima es importa o de motion capture l gica e desempenho do motor de jogo Ap s conclu dos os testes chegou se s seguintes conclus es e Os motores de jogo Unity 3D e UDK s o mais potentes do que o motor de jogo do Blender pelo que permitem executar ambientes mais complexos e com maior fluidez 38 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 e As capacidades de modela o 3D do Blender s o melhores do que as do Unity 3D e UDK e N o existe muita diferen a na l gica e desempenho dos motores de jogos Unity 3D e UDK e O motor de jogo Unity 3D apresentou uma maior compatibilidade com o Blender e tem uma comunidade de utilizadores muito ativa Depois de se analisar os resultados chegou se conclus o de
108. n B2 GameObject clene human B3 GameObject cione human C1 GameObject clone human C2 GameObject cione human C3 GameObject clone human D1 GameObject cione human D2 GameObject cione human D3 GameObject cione cadeira tipo 1 GameObject clone cadeira tipo 2 GameObiect cione mesa tipo 1 GameObject Clone mesa tipo 2 GameObject humano Af cC characterControler humano AZ cC characterControler CharacterControler CharacterControler characterControler characterControler characterControler characterControler characterControler characterControler characterControler characterControler decor 2 Cadeira Material airplane Audio AudioCiip crowdAudio AudioCtip human A1 GameObject human AZ GameObject human AS GameObject human 81 GameObject human B2 GameObject human B3 GameObject human C1 GameObject human C2 GameObject human C3 GameObject shuman D1 GameObject human DZ GameObject human D3 GameObject mesa lipo 1 GameObject mesa tipo 2 Game Object ee E pts gt MonoBehaviour O Z o o o i A A i i i i i i J t simulator character Controler eye rotation i camara GameObject EbinkRato float speed float t airplaneSound GameObject l blink AnimationState target Transform i i i i i i i i Update void serverOffine id int vold endScenet void playSound val int RPC v
109. nado de Cybersickness um tipo de enjoo que resulta de uma falsa sensa o de movimento que se gera quando uma pessoa se encontra est tica perante uma apresenta o cont nua de imagens em movimento Este tipo de enjoo pode traduzir se em sintomas mais espec ficos como a fadiga ocular as dores de cabe a a desorienta o e as n useas 15 A principal rea de aplica o da RV a industria do entretenimento contudo tem sido Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 9 Figura 2 3 Computer automatic virtual environment CAVE aplicada igualmente em contextos culturais em arte digital em situa es variadas de treino e nas reas da sa de Em particular tem crescido o seu uso em terapias v rias reabilita o de pacientes com defici ncias f sicas pacientes com a doen a de Alzheimer e no campo da psicoterapia particularmente no tratamento de fobias espec ficas e t m tido bons resultados 2 1 1 Equipamentos de realidade virtual Com o intuito de proporcionar experi ncias de RV aos utilizadores t m sido criados v rios equipamentos pelo que em seguida apresentamos um pequeno conjunto desses equipa mentos Estes equipamentos podem ser divididos em dois grupos equipamentos de perce o e equipamentos de intera o Os grupo apresentam uma vasta gama de equipamentos com uma enorme varia o em termos de pre o e complexidade Nos equipamentos de perce o encontram se os equipamentos que permitem a
110. nar entre tr s tipos de aproxima o da c mara close up cen rio completo s o HV que estamos a controlar e s a face do HV que estamos a controlar e Regressar ao menu de configura o e Pausar a simula o e Terminar a simula o interrompendo a exposi o introduzindo uma cortina na sala e regressar ao menu de escolha de cen rio 32 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 3 1 3 Requisitos n o funcionais Desempenho O sistema n o deve funcionar com tempos de espera observ veis Usabilidade O sistema deve fornecer uma interface gr fica simples e intuitiva Funcionalidade Os elementos do ambiente virtual devem obedecer aos comandos inseridos pelo utilizador Restri es de execu o O sistema deve ser poss vel de executar em ambientes Windows O sistema deve funcionar em computadores com uma placa gr fica equivalente ou superior NVIDIA Quadro FX 1700 PCI SSE2 Portabilidade O sistema tem que ser de f cil transfer ncia de um ambiente para outro desde que cumprem as restri es de execu o Extensibilidade O sistema tem que ter a capacidade de incorporar novos cen rios identificados como teis para o tratamento de AS Restri o de custo O sistema deve ser desenvolvido com software de dom nio p blico ou vers es gratuitas de software propriet rio Restri es de desenvolvimento O sistema deve ser desenvolvido utilizando as seguintes linguagens de programa o CH JavaScript ou Boo
111. ncluir intelig ncia artificial nos HV que est o no modo autom tico e Capturar a discurso do paciente atrav s de um microfone e permitir que os HV que est o no modo autom tico alterem o seu comportamento consoante o tom de voz do paciente Neste caso seria necess rio integrar um modulo de processamento de udio e Possibilidade de se criar um perfil na primeira sess o para cada paciente sendo que esse perfil seria atualizado automaticamente ou manualmente a cada sess o e seria utilizado pelos HV com intelig ncia artificial ou em modo autom tico para melhor se adaptarem a cada paciente Dotar os HV com a capacidade de fala atrav s de um conjunto de frases gravadas a priori Melhorar a apar ncia dos cabelos e das roupas recorrendo por exemplo utiliza o de um Sistema de Part culas Controlar o olhar dos HV atrav s da utiliza o de uma Webcam para efetuar um eye tracking permitindo assim que os HV que est o no estado atento estejam sempre a olhar para a paciente pelo que o paciente j n o teria que permanecer no mesmo lugar sentado ou em p durante a simula o 72 Cap tulo 4 Conclus es e Trabalho futuro Permitir que o terapeuta execute a janela de intera o a partir de um dispositivo m vel tablet Neste caso seria necess rio adaptar a pr pria interface uma vez que o espa o dispon vel para o representar menor Ap ndice A Diagramas de Classe A 1 Janela de
112. no facto de que quando a anima o adormecer executada todas as outras anima es desse HV s o interrompidos at ao final da anima o adormecer Autom ticos Este grupo composto pela anima o pestanejar sendo que caracterizado pelo facto de ser aditivo e de ser executado automaticamente de x em x segundos pelo que poss vel conjug lo com as anima es de todos os grupos excetuando o grupo a es individuais Regionais Este grupo composto pelas anima es concordar discordar e olhar para a direita Este grupo caracterizado pelo facto das anima es serem aditivas e de afetarem apenas uma regi o do corpo do HV cabe a pelo que poss vel conjug las com as anima es de todos os grupos excetuando o grupo a es individuais Posturas Tal como referenciado anteriormente este grupo encontra se dividido em dois subgrupos posturas das costas e posturas dos bra os Posturas das costas composto pelas anima es inclinar se para frente inclinar se para tr s e inclina o neutra Posturas dos bra os composto pelas anima es cruzar os bra os e descruzar os bra os Estas anima es s o todas do tipo aditivo pelo que poss vel conjug las com as anima es de todos os grupos excetuando os grupos a es individuais e a es per manentes Express es faciais Tal como referenciado anteriormen
113. o 64 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 Assim que s o determinadas as tr s zonas a anima o executada normalmente por m a cada frame verificamos o tempo da anima o e quando o tempo chegar ao primeiro segundo da zona fim alteramos o tempo para o valor equivalente ao primeiro segundo da zona corpo Esta comuta o efetuada enquanto o terapeuta n o inter romper a escrita ou sono Quando o terapeuta interrompe a a o alteramos o tempo da anima o para o valor equivalente ao primeiro segundo da zona fim Permitindo assim que os segundos finais da anima o sejam executados e a anima o seja conclu da Tempo em segundos In cio Corpo Fim Figura 3 28 Divis o da anima o em tr s zonas 3 3 7 Controlo do olhar dos HV Uma das caracter sticas mais importantes da simula o que o paciente tem que ter a perce o de que os HV est o a olhar para ele para a c mara quando est o atentos Pelo que t nhamos que assegurar que os HV seguissem a c mara com os olhos Ao contr rio dos outros movimentos corporais dos HV esse movimentos dos olhos n o podia ser criado como uma anima o no Blender visto que para se criar uma anima o no Blender temos que ter uma posi o in cial e uma posi o final No caso do movimento dos olhos s t nhamos a posi o inicial pois imposs vel saber no Blender qual a posi o que a c mara ocupar no Unity A solu o encontrada foi a de contr
114. o 3 Sair da aplica o Menu de configura o Ap s a escolha do cen rio no menu anterior apresentado o menu de configura o figura D 5 que permite configurar v rios aspetos da simula o E Virtual Spectators v20 5 Py Assessment Situation Configuration Auditorium Decoration Fumibune Wails Add odjects to the table Modem Red tres Cinasic Gray Ko Virtual Humans 1 Select a place at the table 2 Choose a Virtual Human i PRO me Camera Calibration Zoom Out Start Simulation Figura D 5 Menu de configura o Enumeram se de seguida as funcionalidades deste menu 1 Alternar entre dois tipos de mobili rios para a sala 94 Ap ndice D Manual de Utilizador 10 11 12 13 14 15 16 Alternar entre duas cores para as parede da sala Adicionar Remover objetos mesa Bot o que permite adicionar um humano virtual cadeira n mero um mais es querda Bot o que permite adicionar um humano virtual cadeira n mero dois centro Bot o que permite adicionar um humano virtual cadeira n mero tr s mais di reita Representa o do humano virtual que est a ocupar essa cadeira Quando h um humano virtual na cadeira s o ativadas dois novos bot es junto a imagem a Remove permite remover o humano virtual da cadeira b Add glasses Remove glasses permite a adi o ou remo o de culos no hu
115. o 46 em outro estudo realizado por Slater et al revelou se que a presen a pode ser obtida mesmo em sistemas com baixa qualidade gr fica realismo e com comportamentos pr programados 47 Nos ltimos anos o aumento da procura dessas t cnicas levou ao surgimento de cl nicas especializadas na aplica o das TERV no tratamento de diversas fobias Entre elas destacam se a Virtually Better figura 2 11 que foi criado em 1996 e a Virtual Re ality Medical Centers figura 2 12 Com objetivos semelhantes a Uni o Europeia financiou o projeto de investiga o VEPSY UPDATED ver p gina 26 Virtual airplane Virtual heights Virtual Audience Virtual Vietnam Figura 2 11 Cen rios da cl nica Virtual Better Fear of Flying Social phobia Acrophobia Figura 2 12 Cen rios da cl nica Virtual Reality Medical Centers 26 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Pinheiro et al desenvolveram em 2012 a aplica o Virtual Spectators que teve como objetivo apoiar o tratamento da ansiedade social mais especificamente a ansiedade de falar em p blico A aplica o foi composta por uma janela de simula o onde foi simu lado um audit rio contendo um conjunto de HV animados e por uma interface de uti lizador a partir do qual o terapeuta psic logo pode controlar o comportamento dos HV Esta aplica o pode ser utilizada em computadores pessoais ligados a um v deo proje tor 1 Projeto VEPSY UPDATED
116. o Passando assim as duas janelas a estarem ligadas Esta liga o s destru da quando o terapeuta escolher a op o de sair da aplica o Na figura 3 26Jencontra se o diagrama da comunica o entre as duas janelas sd Diagrama de sequencia Comunica o entre janelas t Janela de intera o joa Terapeuta 1 Start Application A 1 1 Start server 2 Start Janela de Simula o I I I I I I I I I I 2 1 Start Application 3 Connection request T 3 1 Successful Connection 4 Choose scenafio I L irei repete nrapnacaan o 5 Scenario configuration 6 Start Simulation a I 8 Stop Application 8 1 Stop Server X Figura 3 26 Comunica o entre janelas UML Com esta solu o foi nos poss vel efetuar a comunica o entre as duas janelas de uma forma simples e eficiente 3 3 6 Controlo dos HV Para possibilitar um melhor controlo dos HV as anima es foram divididas em oito gru pos b sicos a es a es permanentes a es individuais autom ticos regionais pos turas e express es faciais As anima es funcionam num de dois modos aditivo ou comutativo Consideram se em modo Aditivos as anima es que quando executadas s o conjugadas com a anima o que o HV estiver a executar Consideram se em modo Comutativos as anima es que quando executadas interrompem a e
117. o anteriormente a aplica o tem uma segunda vertente aplicacional o suporte a investiga o realizada por terapeutas no mbito de es tudos relativos express o de emo es No futuro pr ximo ser explorada esta vertente No decurso do projeto foram redigidos dois artigos Eder Lopes Ana Paula Cl udio Maria Beatriz Carmo and Augusta Gaspar Per sonagens virtuais na terapia de exposi o 2013 Aceite como artigo longo para a Confer ncia Intera o 2013 7 e 8 Novembro Vila Real Ana Paula Cl udio Maria Beatriz Carmo Augusta Gaspar and Eder Lopes Vir tual characters with affective facial behavior 2013 Submetido para a con fer ncia International Conference on Computer Graphics Theory and Applications GRAPP 2014 Houve ainda uma participa o no artigo Ana Paula Cl udio Maria Beatriz Carmo T nia Pinheiro Francisco Esteves and Eder Lopes Virtual environment to treat social anxiety In Design User Experi ence and Usability Health Learning Playing Cultural and Cross Cultural User Experience Lecture Notes in Computer Science volume 8013 pages 442 451 Springer Berlin Heidelberg 2013 Cap tulo 1 Introdu o 5 1 4 Estrutura do documento Este documento est organizado da seguinte forma Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Apresenta um conjunto de conceitos b sicos fundamentais para o projeto bem como um conjunto de trabalhos realizados na re
118. o custo anual dos transtornos de ansiedade para a sociedade nos EUA por exemplo em termos de uso dos servi os psiqui tricos https labmag ul pt 2 Cap tulo 1 Introdu o mortalidade perda de produtividade etc foi estimado em 42 3 bili es de d lares 3 V rios estudos identificaram o medo de falar em p blico como sendo o medo mais comum nos indiv duos que sofrem de fobia social 3 Existem dois m todos cientificamente validados para combater a AS uso de produtos farmacol gicos e a terapia cognitivo comportamental TCC Na utiliza o de produtos farmacol gicos s o utilizados medicamentos antidepressivos para combater os sintomas f sicos da ansiedade sendo que em grande parte dos casos os resultados positivos s s o mantidos enquanto o paciente estiver a uti lizar os medicamentos criando assim uma taxa de sucesso a longo prazo muito reduzida Pelo que geralmente este m todo menos utilizado do que a TCC Na TCC opta se por uma redu o incremental da ansiedade recorrendo a tr s t cnicas distintos a terapia cognitiva a terapia comportamental e a terapia de exposi o Em termos de efic cia distingue se de uma forma geral a terapia de exposi o como a mais eficaz 4 ou pelo menos como a abordagem de primeira linha A terapia de exposi o tradicionalmente efetuada in vivo exposi o a situa es reais ou in imagino exposi o a situa es imagin rias e considerada fundamental pa
119. o da face que pretende importar o nome ser o que lhe foi atribu do a quando da sua cria o no ficheiro de origem 4 Efetuar a importa o atrav s do bot o Link Append from Library Fundir o esqueleto da face com o esqueleto do corpo Sendo que o Unity s consegue importar um esqueleto de cada vez tem que se fundir o esqueleto da face e o do corpo criando assim um esqueleto nico para o HV Esta fus o efetuada atrav s dos seguintes passos 1 Mudar a vista para Pose Mode 2 Remover os Bone Constraints de todos os ossos do esqueleto facial do seguinte modo a Selecionar o osso pretendido que estar com a cor verde caso tenha con straints b Abrir o menu Bone Constraints figura E 8 c Eliminar todos os constraints pelo que o osso deixar de ter a cor verde d Efetuar o mesmo para todos os outros ossos com constraints 3 Juntar os dois esqueletos a Mudar a vista para Object Mode b Selecionar o esqueleto da face c Selecionar o esqueleto do corpo d Efetuar ctrl J esta short cut equivale a fazer a opera o Join 4 Identificar o osso filho que deve herdar os movimentos do osso pai a Mudar a vista para Edit Mode b Selecionar o osso filho c Selecionar o osso pai d Efetuar ctrl P esta short cut equivale a fazer a opera o Parent i Escolher op o Keep Offset 5 Efetuar o pa
120. o que se pretende reproduzir Na tabela 3 1 podemos ver o resultado obtido nas quest es que dizem respeito aos HV cen rio e eventos simulados M dia Desvio padr o o Realismo dos HV 3 75 0 50 Realismo das express es faciais 3 75 0 50 Realismo das posturas corporais 4 25 0 50 Realismo dos comportamentos autom ticos simulados 4 25 0 50 Realismo do cen rio 4 5 0 58 Interesse dos eventos simulados 4 25 0 96 Tabela 3 1 Resultados dos question rios No que diz respeito ao n vel de dificuldade global da aplica o todos os psic logos classificaram a aplica o como sendo de f cil utiliza o Todos os utilizadores peritos indicaram que estariam dispostos a utilizar a aplica o nas seguintes situa es numa fase interm dia do tratamento de pacientes com AS na prepara o das sess es de exposi o dos pacientes a situa es reais como ferramenta de treino e na investiga o na rea das emo es Os aspetos que os psic logos acharam mais interessantes foram e A facilidade de utiliza o da aplica o A possibilidade de controlar em tempo real o comportamento dos elementos do j ri A capacidade de combinar as express es faciais com as posturas corporais O realismo dos movimentos simulados 68 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 A realiza o dos testes tamb m nos permitiu a recolha de sugest es de novas fun cionalidades e aspetos que poderiam melhorar a apl
121. o seria executada Para isso foi criada uma pequena aplica o no Unity Esta aplica o composta por uma janela na qual o utilizador pode escolher um HV de entre dois dispon veis e em qual cen rio de entre dois dispon veis que pretende introduzi lo figura B4 Ap s introduzir o HV no cen rio poss vel ativar a anima o v rias vezes atrav s de atalhos de teclado figura 3 4 Figura 3 4 Demo escolha de HV cen rio e controlo de anima o Este teste permitiu comprovar que era poss vel importar um HV animado e controlar as anima es Tamb m nos permitiu comprovar que era poss vel instanciar e destruir HV e outros objetos 3D em tempo de execu o o que nos permitiu criar um conjunto de pe as 40 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 de mobili rios e HV de entre os quais o utilizador pode escolher livremente aumentando assim o n mero de situa es cen rios que pode simular Comunica o entre janelas Visto que um dos principais requisitos da aplica o era que funcionasse com duas janelas diferentes uma para a interface do terapeuta e outra para a simula o foram realizadas v rias experi ncias para tentar criar uma aplica o com duas janelas visto que o Unity n o disponibilizava esta op o Uma das primeiras solu es encontradas foi a cria o de uma aplica o que funcionasse em modo split screen figura 3 5 El EE Figura 3 5 Teste com split screen Esta solu
122. of Mental Disorders 4 edition FACS Facial Action Coding System HMD Head mounted Display HV Humanos Virtuais IA Intelig ncia Artificial LabMAg Laborat rio de Modela o de Agentes RV Realidade Virtual SPIN Social Phobia Inventory SPT Stress P s traum tico TCC Terapia Cognitivo comportamental TERV Terapia de Exposi o Baseada em Realidade Virtual UML Unified Modeling Language 125 Bibliografia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tania Pinheiro Ana Paula Claudio Maria Beatriz Carmo and Francisco Esteves Realidade virtual aplicada ao tratamento da ansiedade social Actas do 20 EPCG pages 43 49 2012 Unity Technologies http unity3d com accessed in September 2013 Tomas Furmark Social Phobia From Epidemiology to Brain Function PhD thesis Uppsala University 2000 ISBN 91 554 4873 9 Deborah C Beidel and Samuel M Turner Shy children phobic adults Nature and treatment of social anxiety disorder American Psychological Association Washing ton DC 2007 Mark B Powers and Paul MG Emmelkamp Virtual reality exposure therapy for anx iety disorders A meta analysis Journal of Anxiety Disorders 22 561 569 2008 Thomas D Parsons and Albert A Rizzo Affective outcomes of virtual reality expo sure therapy for anxiety and specific phobias A meta analysis Journal of Behavior Therapy and Experimental Psychiatry 39 250 261 2008 Page Anderson Barbara O Rothbaum and L
123. oi necess rio associar os v rtices da malha da face aos respetivos ossos criar os Vertex Groups Para efetuar essa associa o tivemos que utilizar a funcionalidade de Weight Paint manual figura dispon vel no Blender Esta funcionalidade permite pintar os v rtices que pretendemos ter no Vertex Groups Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 53 atrav s de uma interface gr fica simples e intuitiva O Weight Paint funciona atrav s da atribui o de um peso influ ncia do osso no v rtice Este peso pode variar entre zero e um sendo que s o representados atrav s de uma escala de cor o azul representa o valor zero e o vermelho representa o valor um Para efetuar o Weight Paint necess rio selecionar o osso e pintar os v rtices que pretendemos associar Figura 3 19 Weight Paint osso selecionado verde claro e representa o do peso do osso nos v rtices Com a utiliza o do Weight Paint surgiu nos o problema de que era quase imposs vel pintar os v rtices volta dos olhos sem pintar os v rtices pertencentes aos olhos o mesmo acontecia com os v rtices volta dos dentes o que fazia com que as anima es destes ossos provocassem movimentos involunt rios nos olhos ou nos dentes A solu o que encontr mos para este problema foi a de separar a malha dos olhos e dos dentes da malha do corpo Esta solu o permitiu nos efetuar o Weight Paint sem correr o risco de pintar os v rtices pertencentes
124. oid agree x int RPC void desagree x int RPC void whispers x int RPC void sms x int RPC void use taptop x int RPC void smilefx int RPC void facial expressions x int action int RPC void sieop x int RPC void Jook_to_the_right x int RPC void attentive x int RPC void bored x int RPC void state of mind x int state lt int RPC void posture x int val int RPC void pauseGama RPC void stopGame RPC void endSimutation RPC void destroyCadeiras void environmentSoundPlayer x int void actionSoundPlayer x int cadeira int nomeHumano string void instantiateHuman x int str string void destroiHuman str string void playAction_posture humane int posture int void setAction val int humano int void playAction anim string humano string void playGroupAction anim string humano string listener int anim2 string void stopUseLaptopAudio pos int void play FacialExpAction nomeHumano string void respondToServer x int void glassesControler x int val boo RPC void phoneControler x int val bool RPC void camFOVislect int niv Int RPC void removeVirtualHumans pos int RPC void camara left rightControler val float RPC void lightControler val float RPC void whispers Anim
125. olar os ossos respons veis pelo movimento do olhar atrav s de script no Unity Para tal foi criado um script cuja a nica fun o a de controlar o olhar Quando um HV instanciado o script percorre o esqueleto do HV procura dos ossos que controlam os olhos O script verifica a posi o da c mara e efetua uma rota o dos ossos de modo a apontarem para a c mara para tal o c digo foi colocado dentro da fun o Update da classe MonoBehaviour da API do Unity que chamado uma vez por cada frame Este processo s efetuado se o HV estiver atento e n o se encontrar a executar uma anima o em que tem que olhar para um determinado lado Na figura 3 29 podemos ver os HV com os olhos apontados para a c mara Na janela do editor do Unity direita podemos ver uma linha a vermelho que tem origem do centro de cada olho e fim no centro da c mara Ap s integrar o script com os HV animados not mos que sempre que era executado uma anima o o script era interrompido e os olhos deixavam de estar apontados para a c mara Este facto ocorria mesmo quando a anima o que era executada n o utilizava os ossos que controlam o olhar Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 65 Figura 3 29 Controlo do olhar janela de simula o esquerda janela do editor do Unity direita Depois de alguma pesquisa descobrimos que este problema ocorria devido ao facto de as anima es criadas no Blender quando executadas no Unit
126. ormado por um dois ou tr s HV distribu dos por tr s cadeiras e uma mesa sobre a qual encontram se alguns objetos por exemplo port teis um telefone entre outros Esta aplica o dirigida para dois tipos de utilizadores um terapeuta e um paciente Enquanto o paciente interage fala com os HV presentes no cen rio o terapeuta ter como fun o interpretar o comportamento do paciente e modificar os par metros com portamento dos HV luzes do ambienta etc da aplica o conforme necess rio Neste cap tulo s o apresentados a an lise de requisitos o planeamento do projeto os diversos aspetos relativos ao desenvolvimento da aplica o Virtual Spectator v2 0 e a avalia o feita por terapeutas psic logos 3 1 An lise de Requisitos Nesta sec o ser o apresentados os stakeholders os requisitos funcionais e n o funcionais do projeto 3 1 1 Defini o dos Stakeholders Stakeholders n o utilizadores e Ana Paula Cl udio Beatriz Carmo envolvidas no desenvolvimento do projeto e coordenadoras do projeto e Augusta Gaspar e Francisco Esteves Doutorados em Psicologia e professores do Departamento de Psicologia Social e das Organiza es do ISCTE IUL envolvidos 29 30 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 na defini o das funcionalidades do Virtual Spectator v2 0 como aplica o para uso terapeutico e acad mico e Eder Lopes envolvido no desenvolvimento do projeto e aluno de Mestrado em Infor
127. ortar anima es baseadas em ossos Pelo que tivemos que criar um conjunto de ossos para a face pois os modelos do MakeHuman at data s t m ossos para controlar o corpo Os nicos ossos que t m na cabe a s o para controlar a abertura e fecho da boca e dos olhos sendo que as express es faciais ficam a cabo das shape keys Ap s alguma pesquisa encontr mos um script em Python no website Rulflinks Blender que permite criar um facial rig esqueleto da face autom tico O Auto FacialRig py funciona atrav s da cria o de um molde do esqueleto de uma face no qual poss vel editar o tamanho e a posi o de cada osso de modo a adequ lo ao HV em que pretendemos introduzi lo Ap s a edi o do molde o esqueleto inserido na face do modelo do HV Tivemos um problema de incompatibilidade pois o AutoFacialRig py s funcionava na vers o 2 62 do Blender e os nossos modelos HV tinha sido editados no Blender 2 64 pelo que foi preciso reimportar os HV um masculino e um feminino do MakeHuman na vers o 2 62 do Blender para permitir a utiliza o do AutoFacialRig py Ap s a cria o do esqueleto da face para um HV masculino e um feminino estes esqueletos foram reim portados para os modelos que j tinham sido editados no Blender 2 64 e incorporados nos esqueletos dos corpos dos HV atrav s da funcionalidade join do Blender que permite efetuar a jun o de objetos Ap s a jun o dos esqueletos f
128. ortemente vocacionadas para o desenvolvimento de videojogos 1 3 Contribui es Para desenvolver a aplica o tir mos partido das potencialidades das seguintes ferramen tas de software Unity 3D 2 vocacionado para o desenvolvimento de videojogos e que disponibiliza um conjunto de funcionalidades que permitiram agilizar o processo de de senvolvimento da aplica o o Blender 10 vocacionado para a modela o e anima o de objetos 3D o MakeHuman 11 que permite a cria o de HV com um elevado n vel de realismo Tamb m foram utilizados um conjunto de ferramentas de software espec ficos para efetuar algumas tarefas Estes software e a sua utiliza o ser o descritos posteri ormente neste documento A aplica o desenvolvida gera uma simula o com HV que recria uma situa o de avalia o perante um j ri composto por um dois ou tr s elementos A aplica o tem dois tipos de utilizadores um utilizador ativo o terapeuta e o utilizador passivo o paciente O utilizador ativo configura previamente o cen rio e os personagens da simula o e controla a simula o em tempo real O utilizador passivo apenas observa a simula o n o tem qualquer forma de controlo direto sobre ela Por exemplo numa sess o de terapia o paciente enquanto efetua a sua apresenta o perante o j ri virtual recebe os est mulos provenientes da simula o que observa o tera peuta atento ao comportamento e s respostas do paciente ao
129. orward Leaning C ms Leanir Lights control Environment Events Camera Positions Start rair Phone noise Airplane over o Configuration Figura D 6 Menu de simula o Enumeram se de seguida as funcionalidades deste menu 1 Bot o para alternar o controlo do humano virtual da cadeira n mero um entre o modo autom tico n mero em branco e o modo interativo n mero em verde quando a cadeira n o tem ocupante o bot o fica desativado 2 Bot o para alternar o controlo do humano virtual da cadeira n mero dois entre o modo autom tico n mero em branco e o modo interativo n mero em verde quando a cadeira n o tem ocupante o bot o fica desativado 3 Bot o para alternar o controlo do humano virtual da cadeira n mero tr s entre o modo autom tico n mero em branco e o modo interativo n mero em verde quando a cadeira n o tem ocupante o bot o fica desativado 4 Area reservada aos bot es para o controlo do humano virtual que se encontra na cadeira n mero um 96 Ap ndice D Manual de Utilizador 5 Area reservada aos bot es para o controlo do humano virtual que se encontra na cadeira n mero dois 6 Area reservada aos bot es para o controlo do humano virtual que se encontra na cadeira n mero tr s 7 Bot es do modo interativo figura D 7 para o humano virtual que est em modo interativo 8 Bot es do modo autom tico figura D 8 9 Controlo da intensidade da ilumina o no cen
130. os que desencadeiam apenas baixos n veis de ansiedade In imagino Nesta terapia pedido ao paciente para imaginar que se encontra perante a situa o qual tem fobia Embora este m todo tenha a vantagem de n o representar qualquer Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 15 problema pr tico e de ser facilmente aceite pelos pacientes tem efic cia limitada pois depende exclusivamente da capacidade de imagina o do paciente pelo que o terapeuta n o tem qualquer controlo sobre o que o paciente est a imaginar In vivo A terapia de exposi o in vivo mais eficaz pois o paciente tem de enfrentar dire tamente e de forma concreta o est mulo temido Esta exposi o pode ser dif cil para o paciente e tamb m pode ter um elevado custo monet rio Al m disso o ambiente im previs vel dado que o terapeuta tem pouco controlo sobre a experi ncia pois depende da rea o de outras pessoas o que torna dif cil a constru o de uma hierarquia adequada de exposi o Ainda assim a exposi o in vivo geralmente preferida pois possui uma maior taxa de sucesso 21 2 3 2 Terapia de exposi o baseada em realidade virtual A ideia de utilizar a tecnologia de RV para o tratamento de dist rbios psicol gicos teve origem na Universidade de Clark Atlanta em 1992 Desde ent o v rios testes foram realizados com sucesso em especial no tratamento de fobias espec ficas 20 A terapia de exposi o basead
131. os que foram utilizados na aplica o s o aqueles indi cadas na figurafE 11 sendo que s as configura es do menu Animations que variam de modelo para modelo Este processo de configura o pode ser muito moroso em fun o da complexidade do modelo e do n mero de anima es Nota a utiliza o dos menus Rig e Animations s necess rio para os objetos que tenham anima es Corre o das texturas A op o de exporta o para Autodesk FBX fbx do Blender n o consegue exportar as texturas ficheiros de imagem dos materiais que constituem os objetos pelo que preciso importar e associar essas texturas manualmente no Unity importa o e associa o das texturas efetuado do seguinte modo 116 Ap ndice E Manual T cnico 1 Arrastar a pasta contendo as texturas do objeto para a pasta do respectivo objeto pasta criada aquando da importa o do objeto 2 Selecionar a textura e editar os parametros caso seja necess rio 3 Abrir a pasta Materials do objeto esta pasta foi criada automaticamenta aquando da importa o do objeto e encontra se juntamente com o objeto importado dentro da pasta que foi criada para esse objeto a Selecionar o primeiro material da lista b Arrastar a respetiva textura para dentro da caixa de textura que se encontra presente c Escolher qual o tipo de Shader que se pretende aplicar a textura d Efetuar os tr s ultimos passos para os
132. os uti lizadores verem o cen rio virtual em 2D ou 3D ouvir os sons emitidos e possibilitar a utiliza o de outros sentidos tais como olfativo e t ctil Neste grupo podemos encontrar os seguintes equipamentos de visualiza o 13 Ecr s de computadores televis es projetores estes ecr s permitem percecionar o cen rio virtual em 2D Estes s o os equipamentos mais simples e menos dispendiosos Anaglyphic glasses s o culos que permitem ao utilizador percecionar o cen rio vir tual em 3D Esta perce o alcan ada atrav s proje o de duas vers es da mesma imagem em simult neo pelo que os culos t m que filtrar a imagem Esta fil tragem efetuada atrav s das lentes dos culos sendo que cada lente s permite ver 10 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado uma das imagens O c rebro ao processar as imagens captadas pelos olhos efetua uma sobreposi o das duas imagens criando uma perce o de 3D As duas ima gens podem ser criadas atrav s da varia o de cores azul e vermelho ou atrav s da varia o da polariza o vertical ou horizontal pelo que os culos t m que ser constru dos especificamente para um dos tipos de diferencia o Este o tipo de tecnologia que geralmente utilizada nos cinemas para o proje o de filmes em 3D Shutter glasses s o culos que funcionam como as anaglyphic glasse sendo que se diferenciam na proje o das duas imagens que n o s o projeta
133. osturas corporais e express es faciais pretendidas Esta fase teve uma dura o de cerca de 20 minutos e no final foi pedido aos terapeutas que respondessem a algumas quest es utilizando a mesma escala Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 67 da primeira fase Tamb m lhes foi pedido que dessem a sua opini o quanto a v rios aspetos da ferramenta e sobre poss veis aspetos a implementar Esta recolha de opini es foi efetuada atrav s da resposta a um conjunto de perguntas abertas A classifica o m dia da facilidade de utiliza o do menu de configura o foi exce lente Os utilizadores identificaram duas falhas quando se adicionava culos a um HV os culos n o eram inseridos na representa o do HV no menu de configura o apesar de serem imediatamente introduzidos no HV projetado na janela de simula o e que n o era poss vel visualizar em simult neo todos os HV dispon veis na aplica o menu de configura o A quest o da representa o dos culos j se encontra resolvida por m a outra quest o mant m se devido as limita o do espa o dispon vel para apresentar os HV No que diz respeito ao menu de simula o a m dia da facilidade de utiliza o foi de 5 excetuando a facilidade em alterar a express o facial que obteve uma m dia de 4 5 com um desvio padr o o de 0 58 No question rio todos os peritos indicaram que o n mero de j ris presentes um dois ou tr s adequado ao tipo de situa
134. por n o animar estas duas zonas do corpo dos HV 2 Escolher o modo de execu o da anima o onde foram escolhidos os modos Once Loop e ClampForever Esta escolha foi possibilitada atrav s da utiliza o da vari vel wrapMode da classe AnimationState da API do Unity O tipo Once indica que quando a anima o chega ao fim ela interrompida pas sando o HV a estar no estado em que se encontrava antes da execu o da anima o Este tipo foi utilizado nas anima es dos grupos regionais autom ticos a es a es permanentes e a es individuais O tipo Loop faz com que quando a anima o atinja o final regresse automatica mente para o in cio e reproduzida outra vez criando uma reprodu o permanente da anima o Sendo que a anima o s deixa de ser reproduzida quando for execu tada uma anima o do modo comutativo Este tipo foi utilizado no grupo b sicos O tipo ClampForever permite especificar que quando uma anima o conclu da o HV deve manter a posi o da ltima frame da anima o Este tipo foi utilizado nos grupos posturas e express es faciais onde era necess rio que o HV mantivesse a postura corporal ou express o facial indicada 3 Dividir as anima es por camadas layer Esta divis o por camada permite es pecificar o peso import ncia das anima es pelo que o Unity garante sempre a execu o da anima o que estiver na camada m
135. presenta o simb lica do olhar humano Horley et al utilizaram em 2003 um eye tracker para rastrear o olhar das pessoas f bicas enquanto elas estavam sendo expostos a v rias fotos de express es faciais 45 Ap s analisarem os resultados dos testes com 30 volunt rios dos quais 15 sofriam de AS chegaram a conclus o de que os pacientes com AS estavam constantemente a evitar olhar nos olhos dos humanos das fotos Em 2009 Helena Grillon apresentou na sua tese de doutoramento uma aplica o de TERV composta por v rios cen rios um bar um caf um audit rio na qual poss vel definir o n mero de humanos virtuais presentes introduzir sons ambiente e frases pr gravadas para aumentar a imers o Essa aplica o pode ser utilizada em computa dores pessoais com uma superf cie de retro proje o ou com um HMD Nesta aplica o tamb m poss vel utilizar um eye tracker para poder identificar para onde os utilizadores estavam a olhar durante a exposi o Estes dados s o posteriormente analisados para ajudar a verificar o n vel da fobia do paciente 34 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 25 V rios autores concordam que a obten o de bons resultados com a utiliza o da TERV s poss vel se o ambiente virtual criado for capaz de estimular a fobia para tal necess rio criar a sensa o de presen a Strickland et al notaram que na TERV a presen a mais importante do que o n vel de realism
136. r HV do j ri e Alterar o aspeto de cada HV adicionando lhe culos tamb m poss vel remov los e Calibrar a posi o da c mara em X Y Z Os HV olham sempre para a c mara quando est o atentos A posi o da c mara coicide com a posi o da pessoa que est virtualmente a ser avaliada e Iniciar a simula o e Sair da aplica o O menu de simula o permite as seguintes op es e Escolher o HV que pretendemos controlar num determinado instante HV em modo interativo e Escolher o comportamento a ser efetuado pelos HV que est o em modo autom tico e Alterar o estado de aten o do HV que estamos a controlar atento distra do e Ativar eventos correspondentes a a es discordar concordar receber SMS utilizar port til adormecer olhar para a direita e sussurrar no HV que estamos a controlar e Alterar a express o facial do HV que estamos a controlar atrav s da combina o de v rios AU que foram escolhidos segundo indica o dos psic logos e Alterar a postura corporal inclinar para tr s para frente neutro e cruzar descruzar os bra os no HV que estamos a controlar e Combinar diversos comportamentos e express es faciais de modo a poder gerar um conjunto amplo de possibilidades de atitudes dos HV e Controlar a intensidade luminosa dentro da sala e Utilizar est mulos sonoros sons habituais como por exemplo carros a passar na rua chuva conversa no corredor e Alter
137. r o FACS foram os Action Units AU e n o os pr prios m sculos pois v rias express es s o compostas por mais do que um m sculo e o mesmo m sculo pode criar diferentes express es por isso foram agrupados nos AU onde cada AU representa a contra o ou distens o de um m sculo ou conjunto de m sculos Na figura 2 4 encontram se exemplos de alguns AU e a identifica o dos m sculos A a AU 1 Frontalis pars medialis b AU 2 Frontalis pars lateralis es F a s c AU 4 Corrugator supercilii De d AU 10 Levator labii superioris pressor supercilii nomes em Latim que s o respons veis 33 e AU 12 Zygomaticus major f AU 15 Depressor anguli oris Tri angularis Figura 2 4 Action Units AU Os AU podem ocorrer nos modos isolados ou combinados em que v rios AU s o con jugados para gerar uma express o facial Apesar do n mero de AU dispon veis ser relati vamente pequeno j foram observados mais de 7000 combina es de AU poss veis 30 Os AU foram utilizados para permitir ao terapeuta um controlo fino das express es 20 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado dos HV 2 5 Trabalhos Relacionados As primeiras experi ncias sobre a exposi o com RV foram realizadas em 1992 embora a tecnologia ainda fosse muito prematura 27 O primeiro e mais frequente tipo de fobia que tem sido abordado pela TERV a acrofobia medo de alturas Um dos pr
138. ra se obter uma melhoria permanente nos sintomas Os pacientes que procuram ajuda profissional s o muitas vezes tratados com a exposi o in vivo que considerada a melhor de entre as duas t cnicas para o trata mento de transtornos de ansiedade Apesar de eficaz este tratamento tem uma s rie de inconvenientes tais como o controlo muito limitado da exposi o custos elevados e al guns casos onde a exposi o real praticamente imposs vel por exemplo situa es que podem colocar em risco a integridade f sica dos participantes Desde a d cada de 1990 que equipas compostas por psic logos e investigadores moti vados pelas vantagens apresentados pela realidade virtual RV t m efetuado pesquisas e desenvolvido aplica es para testar a efic cia cl nica das ferramentas de RV no tratamento de fobias A Terapia de Exposi o baseada em Realidade Virtual TERV apresenta se como uma alternativa as t cnicas de exposi o tradicionais e apresenta vantagens significa tivas permitindo exposi es a variadas situa es especialmente para o tratamento da fobia espec fica por exemplo o medo de voar AS stress p s traum tico e ataques de p nico 5 61 7 A exposi o virtual desej vel em muitas situa es uma vez que pode ser menos intimidante e menos dispendiosa do que a tradicional in vivo Estudos efetuados por diversos investigadores demonstraram que a TERV t o eficaz quanto a exposi o in vivo 8 9
139. res Panel Body Posture Leaning neutral Leaning forward Leaning backward Leaning backward arms 3 Automatic Behavior Attentive neutral Altentive agreeina Attentive disagreeing Distracted agreeing Distracted disagreeing Leanina backward inner brow down arms crossed Figura B 1 Bot es para o controlo das anima es de comportamento dos HV Na tabela B I encontra se a identifica o das anima es que s o ativadas por cada bot o do menu de simula o figura B 1 ad 78 Ap ndice B Ativa o das anima es Bot o Anima es Attentive estar atento Distracted estar distra do Disagree discordar Agree concordar SMS receber um SMS Use laptop Stop using laptop utilizar o port til ou parar de utilizar o port til Sleep Wake Up adormecer ou acordar Look to the right olhar para a direita Whisper cochichar ouvir o cochicho Leaning neutral posi o neutra Leaning forward inclinar se para frente Leaning backward inclinar se para tr s Cross arms Uncross arms cruzar os bra os ou descruzar os bra os Leaning backward arms crosser inclinar se para tr s cruzar os bra os Attentive neutral estar atento Attentive agreeing estar atento concordar Attentive disagreeing estar atento discordar Distracted agreeing estar distra do concordar Distracted dis
140. restantes materiais do objeto 4 Efetuar o passo 3 em todos os outros objetos 5 Definir o n vel m ximo de transpar ncia para o material do corpo que deve ficar escondido pela roupa Nota quando um objeto reimportado para o mesmo local e tenha o mesmo nome as texturas que tinham sido associados ser o mantidas Para mais informa es consultar e http cgcookie com unity 2011 12 05 exporting Characters from blender E 5 3 Cria o de Prefab Os objetos importados do Blender foram transformados em objetos do tipo Prefab no Unity O que permite que sejam fundidos criando novos objetos instanciados e destru dos dinamicamente durante a execu o da aplica o Para mais informa es consultar e http docs unity3d com Documentation Manual Prefabs htmlL Ap ndice E Manual T cnico 117 Instancia o de um Prefab Nesta sec o ser apresentado o exemplo da instancia o de um Prefab contendo um HV no script simulator cs 1 Declara o das variaveis private GameObject clone human Al private characterControler humano Al cC 2 Instancia o do Prefab obten o da refer ncia para o script que o controla char acterControler cs e possicionamento do HV no cen rio clone human Al Instantiate human Al vect oculto Quaternion Euler 0 180 0 as GameObject humano Al cC clone human Al GetComponent lt characterControler gt clone human Al
141. rio 10 Bot es para o controlo dos eventos sonoros figura D 9 11 Bot es para aproximar afastar a c mara do humano virtual que est em modo intera tivo figura D 10 12 Bot o para regressar ao menu de configura o 13 Bot o para efetuar o pause da aplica o figura D 1 1 14 Bot o para terminar a aplica o e regressar ao menu de escolha de cen rio Em cada momento da simula o existe apenas um humano virtual em modo interativo controlado pelo terapeuta Os outros humanos virtuais se os houver est o em modo autom tico Neste modo efetuam um conjunto de movimentos pr definidos poss vel alterar o modo de controlo do humano virtual durante a simula o Controlled Behavior Attentional States Distracted Actions Disagree Agree SMS Use laptop Sleep Look to the right Whisper Open Facial Expressions Panel Body Posture Leaning neutral Leaning forward Leaning backwarc Cross arms Leaning backward arms crossed Figura D 7 Bot es do modo interativo Enumeram se de seguida as funcionalidades destes bot es Ap ndice D Manual de Utilizador 97 10 11 12 13 14 Colocar o humano virtual no estado atento este estado ser mantido enquanto o utilizador n o o alterar para o estado distra do Colocar o humano virtual no estado distra do este estado ser mantido enquanto o utilizador n o o alterar para o estado atento Ativar o evento Discordar
142. rios n veis de est mulo A solu o de instala o em ambiente cl nico que propomos a seguinte um com putador moderno um projetor uma tela de proje o ou mesmo uma parede branca e duas colunas de som Esta instala o de baixo custo tamb m traz a vantagem de eliminar os efeitos secund rios dos dispositivos imersivos de RV 69 70 Cap tulo 4 Conclus es e Trabalho futuro A cria o dos HV e a sua respetiva anima o foram mais complexas e demoradas do que o previsto Quando se trata de AS ou agorafobia com multid es muito mais dif cil obter se resultados considerados cred veis pois como seres humanos somos especialistas em representa es e comportamentos dos pr prios humanos Al m disso no tratamento da AS com a RV existe uma real necessidade de dotar os personagens virtuais com possi bilidades de interagir e at mesmo com uma forma de criar empatia Um utilizador deve ser capaz de sentir que o personagem virtual o entende e que este reage ao que ele est fazendo ou dizendo E deve ser capaz de compreender as rea es do personagem virtual e associ los com aqueles que uma pessoa real poderia ter Durante o desenvolvimento e anima o dos HV tivemos que ter em conta o uncanny valley vale da estranheza que uma hip tese no campo da rob tica e anima o 3D introduzida pelo professor Masahiro Mori 71 que diz que quando r plicas humanas se comportam de um modo muito parecido mas n o id ntico
143. rolar outros aspetos do modelo O Rig permite definir o tipo das anima es e como que ser o armazenados no modelo O menu Animations per mite configurar alguns par metros das anima es tais como tempo de in cio fim modo de reprodu o uma s vez em ciclo entre outros Este processo de configura o pode ser muito moroso em fun o da complexidade do modelo e do n mero de anima es Por exemplo para um modelo com 57706 v rtices e 33 anima es o processo demora cerca de uma hora numa m quina com um Processador 2x Intel CORE 2 Duo E8400 3 00GHz e com 4GB de mem ria 58 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 O inspector O Inspector a O Inspector a h1_j_v27 Import Setting 4 j v2 etti A p 4 Mg amp ni var Inpe roeings x Model Rig BELO pen m Import Animation WJ poder CT RE co EO E Ee Leg 2 Bake Animations eshes Leg 2 e Ea Wrap Mode Default 2 E Generation Store in Root New Anim Compression Keyframe Reduction Mesh Compression Off Pro Er EE 7 aaa an Rotation Error 4 Read Write Enabled y Revert Apply VE eae Position Error 0 5 Optimize Mesh Scale Error 0 5 Generate Colliders _ as Rotation error is defined as maximum angle Swap UVs L deviation allowed in degrees for others itis P defined as maximum distance delta deviation Generate ligitan allowed in percents i Advance
144. s o de que esse mundo real Para proporcionar ao utilizador esta sensa o s o utilizados geralmente est mulos vi suais e auditivos mas podem ser adicionados outros est mulos tais como t cteis olfativos e gustativos Para gerar esses est mulos podem ser utilizados diversos tipos de hardware e t cnicas de software Os principais equipamentos s o Head mounted display HMD figura 2 2 apropri ado para um s utilizador e as computer automatic virtual environment CAVE s figura 2 3 apropriada para diversos utilizadores em simult neo Os custos elevados dos HMD s e sobretudo das CAVE s levaram a que se come asse a recorrer a proje o efetuada atrav s de v deo projetores ou atrav s de ecr s estereosc picos Intera o A intera o a possibilidade de poder interatuar com os elementos presentes no ambiente virtual e verificar o efeito das suas a es em tempo real Imagina o a capacidade do nosso c rebro em compensar as lacunas existentes no mundo virtual e criar a ilus o de que este real A Imagina o essencial para que se possa percecionar os objetos ou personagens de um ambiente virtual como reais e est muito dependente do pr prio utilizador e tamb m da qualidade global do ambiente virtual T m sido referidas algumas desvantagens na utiliza o deste tipo de equipamento Se gundo LaViola um dos problemas associados o desenvolvimento de sintomas semel hantes ao enjoo de movimento desig
145. s est mulos interage com a aplica o de modo a afetar o decurso da simula o em conformidade quer alterando as 4 Cap tulo 1 Introdu o express es faciais e corporais dos HV quer desencadeando eventos espec ficos no cen rio por exemplo desencadear o som de uma conversa no exterior da sala A aplica o cria duas janelas distintas e perfeitamente disjuntas a janela de intera o que visualizada no ecr e usada pelo utilizador ativo e a da simula o que projetada numa tela ou numa parede vazia O equipamento necess rio para a implementa o da aplica o num ambiente cl nico consiste em um computador com uma placa gr fica moderna um projetor uma tela ou uma parede branca e duas colunas de som O desenvolvimento da aplica o foi acompanhado de perto pela psic loga da equipa que tem experi ncia neste tipo de terapia Foi efetuada uma avalia o com peritos psic logos terapeutas para avaliar a usabili dade da aplica o do ponto de vista do utilizador final o terapeuta Esta avalia o permitiu nos tirar conclus es sobre a facilidade de intera o com a aplica o e o n vel de realismo da simula o Estes resultados confirmaram que a interface simples e intu itiva e que a aplica o tem um bom n vel de realismo sendo que alguns dos terapeutas mostraram se dispon veis para utilizar a aplica o nos seus consult rios Embora o prin cipal prop sito de utiliza o seja o referid
146. s faciais positivo neutro desinteressado e da dire o do olhar Em alguns casos os HV articulam algumas frases pr gravadas Mesmo sendo com portamentos relativamente simples t m demonstrado ser capazes de provocar ansiedade figura 2 8 35 Figura 2 8 Reuni o esquerda atitude positiva direita atitude negativa Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado 23 Geralmente os ambientes para a AS s o divididos em quatro grupos e Ambiente de afirma o defender uma ideia figura 2 9 a e Ambiente de avalia o apresentar um trabalho figura 2 9 b e Ambiente de performance falar em p blico figura 2 9 c e Ambiente ntimo uma conversa durante uma refei o figura 2 9 d a cen rio Afirma o b cen rio de Avalia o c cen rio de Performance d cen rio ntimo Figura 2 9 Tratamento da AS 9 A primeira aplica o de TERV para o medo de falar em p blico foi proposta por North et al em 1998 42 e tinha como cen rio um audit rio com a capacidade de conter at 100 HV O software foi concebido para permitir que os HV entrem no audit rio de forma individual ou em grupos de 5 Foi utilizado udio pr gravado para simular as respostas do p blico tais como bater palmas rir ou frases de encorajamentos Foi utilizado um sistema de colunas de som durante as sess es para permitir aos utilizadores ouvir o eco da sua voz Esta aplica o foi testada em 8 indiv duos q
147. sso 4 para todos os ossos em que seja necess rio Ap ndice E Manual T cnico 111 Figura E 8 Remo o dos constraints Blender Weight Painting Manual Ap s fus o dos esqueletos preciso associar os v rtices da malha da face aos respetivos ossos criar os Vertex Groups Esta associa o efetuada atrav s da funcionalidade de Weight Paint manual dispon vel no Blender Mas antes de efetuar o Weight Paint tem que se separar a malha dos olhos e dos dentes da malha do corpo figura E 9 Figura E 9 Malha dos olhos e dos dentes separados da malha do corpo Blender Esta separa o foi efetuada atrav s dos seguintes passos 1 Mudar a vista para Edit Mode 2 Selecionar os v rtices dos olhos e dos dentes 3 Utilizar a tecla P 112 Ap ndice E Manual T cnico a Escolher a op o Selection Ap s a separa o das malhas pode se efetuar o Weight Paint manual figura E 10 atrav s dos seguintes passos 1 Mudar a vista para Weight Paint 2 Escolher o osso a Escolher os par metros no painel Brush b Efetuar o Weight Paint 3 Efetuar o passo 2 para os restantes ossos da face Figura E 10 Weight Paint osso selecionado verde claro e representa o do peso do osso nos v rtices Blender Para mais informa es consultar e http wiki blender org index php Modeling Meshes Vertex Groups Weight Paint E 4 4 Corre o d
148. ster Server O Unity Master Server um servidor disponibilizado pela Unity gratuitamente onde qual quer utilizador pode registar o seu servidor Para tal s o utilizadas as classes Network e MasterServer da API do Unity A classe Network permite criar um servidor e definir o seu porto A classe MasterServer efetua o registo desse servidor no Unity Mas ter Server com um nome nico que definido pelo utilizador e efetua a conex o do cliente Para testar esta funcionalidade foi criada uma pequena aplica o cliente servidor com duas janelas em que cada utilizador controlava um objeto 3D na sua janela e os movi mentos desse objeto eram replicados na janela do outro utilizador atrav s da utiliza o de RPC figura 3 6 Interface Servidor Interface Cliente Figura 3 6 Teste com Unity Master Server A intera o efetuada numa das janelas reflete se em simult neo na outra janela Esta solu o tem como principal vantagem o facto do cliente n o necessitar de saber o IP e o porto do servidor pois o cliente s necessita do nome com que o servidor foi registado no Unity Master Server e a password caso tenha sido definida Tem como principal desvantagem o facto de ser necess rio uma conex o Internet para que possa funcionar o que fez com que essa solu o tenha sido preterida em fun o das outras Socket UDP TCP IP Tamb m surgiu a op o de utilizar sockets UDP ou TCP IP visto que o Unity apresenta su porte para a
149. stru o dos elementos do cen rio Nesta sec o ser apresentado em detalhe todo o processo da constru o do modelo 3D para a simula o Modela o da sala e objetos A cria o do modelo da sala cadeiras mesas culos telem veis e dos objetos vis veis em cima da mesa foi efetuada inteiramente no Blender Sendo que o objetivo do trabalho n o era o de modelar objetos 3D opt mos por incluir objetos j constru dos que foram importados dos seguintes websites Blender for Archi tecture TF3DM e Resources blogscopid Ap s a importa o estes modelos foram http blender archi tuxfamily org Main Page Ohttp tf3dm com Hhttp resources blogscopia com 48 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 editados de modo a reduzir a sua complexidade A importa o dos modelos permitiu nos poupar tempo e obter modelos bastante realistas Todos os modelos importados s o de utiliza o livre Efeitos sonoros Para aumentar o realismo da simula o algumas anima es s o acompanhadas por efeitos sonoros e tamb m foram introduzidos eventos sonoros para representar os sons ambientes que podem ouvir se dentro de um edif cio numa cidade e Sons para o acompanhamento de anima es Som de entrada de um SMS no telem vel Barulho das teclas do port til Som do cochichar entre duas pessoas e Sons ambientes Barulho da chuva na rua Som do telefone de secretaria Barulho de carros a
150. tal permitindo assim tirar partido do que foi aprendido nas itera es anteriores figura 3 2p Em cada itera o criada uma nova vers o da aplica o que avaliada pelos utilizadores e este processo repetido at que se obtenha uma vers o final da aplica o O processo composto pela fase de inicializa o as fases de itera o e pela lista de controlo do projeto Requirements Analysis amp Design Implementation Planning s Deployment Initial Planning Evaluation Testing Figura 3 2 Diagrama do modelo do Processo Iterativo e Incremental Na fase de inicializa o criada uma vers o muito simples da aplica o em que o utilizador pode interagir Esta vers o dever contemplar uma amostra dos aspetos chaves do sistema e apresentar uma solu o que seja simples de entender e de implementar Para guiar o processo de itera o criado uma lista de controlo do projeto que cont m a lista de todas as tarefas que t m de ser realizadas As fases de itera o envolvem o redesenho de funcionalidades a implementa o de tarefas da lista de controlo do projeto a cria o de novas vers es da aplica o e a avalia o dessas vers es A avalia o das vers es baseada no feedback dos utilizadores e no cumprimento das tarefas da lista A lista de controlo do projeto modificada de acordo com o resultado das avalia es 3 2 3 Desvios ao plano de trabalho inicial A sequ ncia definida no plano inicial
151. te este grupo encontra se dividido em dois subgrupos express es de sobrancelhas e express es de l bios Express es de sobrancelhas composto pelas seguintes anima es brow up outer brow up forehead in forehead in inner brow down e inner brow up Ex press es de l bios composto seguintes anima es lower lid up lips down lips up lips up e cheek up Estas anima es s o todas do tipo aditivo pelo que poss vel conjug las com as anima es de todos os grupos excetuando o grupo a es individuais Estas anima es s o todas permanentes ou seja o HV ir manter a express o enquanto o terapeuta n o escolher outra express o 62 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 Para conseguir a conjuga o das anima es tivemos que efetuar os seguintes passos 1 Criar tr s zonas de anima o nos HV figura 3 27 root neck e head Esta divis o foi implementada atrav s da utiliza o do m todo AddMixingTransform da classe AnimationState da API do Unity que permite especificar a zona de atua o de cada anima o A cria o das zonas permitiu nos especificar quais os ossos que estariam sobre o controlo da anima o zona a verde na figura 8 27 a zona das pernas e p s n o pertence a nenhuma das zonas definidas pois como os HV est o sempre sentados as pernas e os p s n o s o vis veis pelo que opt mos
152. transform position vect Para mais informa es consultar e http docs unity3d com Documentation Manual InstantiatingPrefabs htm Destrui o de um Prefab Nesta sec o ser apresentado o exemplo da destui o de um Prefab contendo um HV no script simulatorcs Destroy clone human Al Para mais informa es consultar e http docs unity3d com Documentation Manual InstantiatingPrefabs htm E 5 4 Cria o de novos cen rios A aplica o encontra se preparada para receber novos cen rios bastando para tal efetuar os seguintes passos 1 Criar um novo cen rio 2 Gravar o cen rio na pasta Scenes do projeto 118 Ap ndice E Manual T cnico 3 Adicionar o cen rio ao Build Settings 4 Criar o codigo para abrir o cen rio no script Choose scenario cs RPC public void loadScenario int x switch x case 1 interview Application LoadLevel simulator break case 2 auditorium Application LoadLevel auditorium scenario break case 3 novo cen rio Application LoadLevel nome do cen rio break 5 Criar o bot o para o novo cen rio na fun o menuFunc int do script Menu 0 cs private void menuFunc int id GU enabled controler data getFlag connected if GUI Button new Rect posX posY sizeX sizeY Titulo do bot o customButton networkView
153. tual Spectator v2 0 37 n o suportar esse tamanho Ap s algum tempo foi encontrado uma solu o que pas sava por obter todas as resolu es de ecr suportadas pelo computador e apresent las ao psic logo no menu de configura o onde o psic logos teria que experimentar as v rias op es listadas at encontrar a que melhor se adaptava ao projetor que estava a utilizar Mas com o lan amento do Unity 4 0 este problema foi corrigido passando a ser poss vel efetuar full screen no ecr secund rio e tamb m passou a ser poss vel redimensionar a janela ao arrastar os cantos da mesma pelo que a solu o anterior foi abandonada 3 3 Desenvolvimento do projeto Nesta sec o ser o descritos os passos realizados no desenvolvimento do projeto Os termos t cnico mencionados nesta sec o encontram se definidos no anexo Gloss rio 3 3 1 Trabalho de pesquisa e valida o Nesta fase foi efetuada uma an lise de v rios artigos cient ficos realizados na rea da TERV na qual efetu mos uma compara o das t cnicas utilizadas e dos resultados obtidos pelas mesmas Isso permitiu nos identificar as vantagens e desvantagens da TERV bem como as limita es das diversas t cnicas e tecnologias dispon veis para constru o de uma aplica o para o auxilio no tratamento da AS O resultado desta fase do trabalho reflete se no cap tulo 2 De seguida foi efetuada a an lise do problema e o levantamento dos requisitos fun cionais e
154. u a aplica o O teste foi dividido em duas fases e no final de cada fase foi lhes pedido que preenchessem um question rio de avalia o No anexo C encontra se uma c pia do inqu rito efetuado A primeira fase foi de familiariza o com a aplica o e teve uma dura o de aproxi madamente 15 minutos Nesta fase o terapeuta teve um primeiro contacto com a aplica o durante o qual lhe foi pedido que 1 iniciasse a aplica o 2 configurasse o cen rio o que inclui o experimentar todas as funcionalidades do menu de configura o 3 inici asse a simula o e que experimentasse todas as funcionalidades do menu de simula o Esta fase permitiu ao terapeuta uma livre utiliza o e observa o da aplica o Ap s a conclus o desta fase foram colocadas algumas quest es referentes a utiliza o dos menus que apresentados Os terapeutas utilizaram uma escala de 1 p ssimo a 5 excelente para responder s quest es apresentadas Na segunda fase dos testes foi solicitado aos terapeutas que efetuassem duas sess es de terapia com um paciente hipot tico que sofra de um n vel elevado de AS em situa es de avalia o perante um j ri A primeira sess o seria equivalente a uma das primeiras sess es do paciente e a segunda seria equivalente a uma das ltimas sess es do paciente O objetivo desta fase foi de averiguar se o terapeuta conseguia utilizar a aplica o para realizar uma determinada tarefa em particular gerar as p
155. uais 3 Concorda com os nomes atribu dos s express es faciais Sim Nao O Onde esta Deveria estar Face brows neutral Face brow up Face inner brows up Face outer brows up Face inner brows down Face inner brows down Face lips neutral Face lips up Face lips down Smile Smile 4 Concorda com os nomes atribu dos aos movimentos corporais Sim N o O Se n o ent o qual seria o nome adequado Onde est Deveria estar Attentive Distracted Desagree Agree SMS Use laptop Sleep Look to the right Wispers Leaning neutral Leaning forward Leaning backward Cross arms Leaning backward arms crossed Fase 2 Uso do prot tipo na prepara o de 3 sess es de terapia de exposi o 1 Numa escala de 1 a 5 1 p ssimo 5 excelente d a sua opini o quanto ao a Realismo do cen rio b Realismo dos HV Fase 3 Perguntas abertas 1 O numero de HV no j ri adequado Sim N o O Se n o ent o qual seria o n mero adequado 2 Os eventos simulados s o interessantes Numa escala de 1 a 5 1 p ssimo 5 excelente 3 Sugere outro tipo de eventos que seriam interessantes de simular 4 As express es faciais simuladas s o realistas Numa escala de 1 a 5 1 p ssimo 5 excelente 5 Sugere outro tipo de
156. ue sofriam de medo de falar em p blico O tratamento consistiu em 5 sess es semanais de 10 15 minutos cada onde o paciente tinha que falar para o audit rio Durante a sess o o terapeuta conseguia variar o n mero de pessoas na plateia e as suas atitudes Os autores explicam que os pacientes sujeitos TERV tiveram v rias rea es f sicas e emocionais similares s sentidas durante as 24 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado exposi es in vivo Este estudo demonstrou ainda que a TERV capaz de reduzir a ansiedade dos pacientes 42 Slater et al criaram uma simula o com uma sala de semin rios virtual com 8 personagens com comportamentos aut nomos aleat rios tais como balan ar a cabe a e piscar os olhos 43 Herbelin et al propuseram em 2002 a utiliza o de representa es simb licas de personagens para criar um p blico virtual Os autores utilizaram imagens de olhos colo cados no ambiente virtual para criar o p blico figura 2 10 Os olhos foram colocados em c rculos conc ntricos em torno do utilizador que utilizava um HMD O seu sistema permitia a defini o do n mero de c rculos o n mero de olhos por c rculo e a dist ncia ao utilizador a fim de alterar o n vel de ansiedade induzida Apesar de serem representa es muito b sicas eram capazes de gerar ansiedade 35 44 Random repartition of gaze pictures onto concentric circles at different heights Figura 2 10 Re
157. void UnityEngine aes ae jr Ss G lStyle IF Vector Texture2D setCamara up down val float void Texture2D setCamara left right val float void setCamara zoom val float void setFlagFirst time void setFlagFirst timeDefault fig bool void setAdd_objects val bool void setGlassesHV hV int void getAuditorium decor int cama ra Zoom In ZoomOut float interview configuration data E AnimationState System Collections updateGlassesinPicture posimagem int void updateValues void executeUpdates op int void curtainControler val bool RPC void decorControler val int RPC void removeVirtualHumans pos int RPC void stopGame RPC void glassesControler x int val bool RPC void downControler val float RPC void camara left rightControler val float RPC void camara zoomControler val float RPC void getAuditorium wall int getPos 1 string getPos_2 string getPos_3 string getCamara up down float getCamara left right float getCamara_zoom float getFlagFirst time bool getAdd_objects bool getGlassesHV hV int bool customBox GUIStyle customWindow 2 GUIStyle button menu facial exp GUIStyle scroliPosition Vector2 customButton GUIStyle customButton numeros GUIStyle customButton select GUIStyle customLabel G
158. x em x segundos abanar a cabe a em sinal de discord ncia 6 Colocar o humano virtual no estado inclinado para tr s com os bra os cruzados e com a express o facial Brows brought together AU4 Estas op es ir o manter se enquanto o utilizador n o escolher um evento do modo intera tivo para o humano virtual a que dizem respeito Ap ndice D Manual de Utilizador 99 Environment Events Start rain Phone noise Transit noise Airplane over passin Start noise in the hallway Figura D 9 Bot es para o controlo dos eventos sonoros Enumeram se de seguida as funcionalidades destes bot es 1 Ativar o evento Chuva na rua a chuva vai manter se at que o utilizado ative o evento Parar de chover que funciona no mesmo bot o 2 Ativar o evento Toque de telefone 3 Ativar o evento Ru do do tr nsito 4 Ativar o evento Avi o a sobrevoar a sala 5 Ativar o evento Ru do no corredor ru do vai manter se at que o utilizado ative o evento Parar o ru do que funciona no mesmo bot o Nota se forem ativados muitos eventos sonoros em simult neo podem se transformar num ru do pouco realista Camera Positions One VH close up One VH face close up Figura D 10 Bot es para aproximar afastar a c mara Enumeram se de seguida as funcionalidades destes bot es 1 Coloca a c mara numa posi o central onde poss vel ver se as tr s cadeiras da sala
159. xecu o das restantes anima es do HV excetuando a execu o de algumas anima es aditivas 60 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 As anima es funcionam sempre em modo comutativo em rela o s outras do mesmo grupo pelo que s poss vel executar uma de cada vez Por m esta condi o n o fun ciona nos grupos posturas e express es faciais pois estes grupos est o divididos em subgrupos sendo que a execu o de anima es entre os subgrupos aditivo e a execu o das anima es dentro dos subgrupos comutativo Sempre que a execu o de uma anima o aditiva conclu da o HV regressa ao estado em que se encontrava antes da execu o da anima o No final da execu o das anima es comutativas os HV regressam anima o do estado b sico correspondente aquela em que se encontrava antes da anima o B sicos Neste grupo encontram se as anima es atento e distra do Estas anima es foram consideradas b sicas pois est o sempre a ser executados Ou seja o HV est sempre atento ou distra do e as restantes anima es s o executadas sobre este estado As anima es deste grupo quando s o interrompidas passam a ser executadas em segundo plano at que a anima o que a interrompeu seja conclu da e a anima o que estava em segundo plano regressa ao primeiro plano Quando os HV s o criados encontram se todos no estado atento De momento existem duas vers es para a anim
160. y assumirem o controlo total do esqueleto impedindo o acesso aos ossos atrav s de scripts 70 E quando este controlo assumido os olhos regressavam a sua posi o inicial apontados para frente A solu o que encontr mos para resolver este problema foi a de efetuar a rota o com o script depois da anima o mas antes de apresentar a imagem no ecr antes de renderizar Para tal o c digo para rodar os ossos dos olhos foi colocado na fun o Late Update da classe MonoBehaviour da API do Unity que chamado uma vez por cada frame Mas o LateUpdate s chamado quando todas as opera es do Update forem conclu das Pelo que s o efetuados os seguintes passos uma vez por cada frame 1 Update a A anima o assume o controlo do esqueleto e efetua o movimento b S o efetuadas as restantes opera es que tem por efetuar 2 LateUpdate o script recupera o controlo dos ossos que controlam o olhar e efe tua a rota o para que os olhos fiquem apontados para a c mara 3 efetuada a renderiza o da frame Este processo efetuado em todas as frames criando uma esp cie de luta pelo controlo dos ossos entre as anima es e o script que tem por fun o controlar o olhar Apesar da rota o dos olhos ser efetuado antes da renderiza o quando fazemos o zoom e olhamos com aten o para os olhos dos HV podemos notar uns pequenos saltos na posi o dos olhos Estes sa
161. y environment however with the technological evolution it has become possible to apply virtual reality in the exposure therapy thus creating the virtual reality exposure therapy This document describes a virtual reality application developed to support the treat ment of social anxiety related with evaluations situations in front of a jury The applica tion generates a simulation with virtual humans in a scenario that recreates a jury The therapist has a graphic interface to parameterize the scene and during the simulation to manipulate the body postures and facial expressions of the virtual characters thus control ling the level of induced anxiety on the patient The use of virtual reality exposure therapy in the treatment of social phobias typically involves very significant costs in equipment and software In this application we use a low cost approach using only free software and models and using common equipment The application has yet another strand of use the research in the facial expression and emotions domain By taking advantage of the detailed level of control that the application supports the researcher can adjust the body postures and facial expressions of the virtual human and display them to an audience who will say what he felt or read in these behaviours Keywords virtual reality social anxiety virtual reality exposure therapy cognitive behavioral therapy facial action coding system FACS vii Conte do
162. z outros s o diagnosticados como sendo de press o 17 12 Cap tulo 2 Conceitos b sicos e Trabalho relacionado Na popula o em geral tem sido consistentemente observado que as mulheres s o mais propensas a ter fobia social do que os homens sendo a propor o aproximadamente 3 2 B A AS pode levar a interromper a educa o ou impedir o sucesso no trabalho causar depend ncia financeira e comprometer os relacionamentos pessoais Num estudo conduzido por Kessler et al constatou se que 8 8 dos indiv duos que sofriam de um problema de abuso de subst ncias lcool ou drogas tamb m sofriam de fobia social 17 Existem muitos m todos de rastreio que podem ser utilizados para identificar pa cientes com fobia social ou para avaliar a gravidade dos sintomas Os mais utilizados s o o Liebowitz Social Anxiety Scale o Social Phobia Inventory SPINP Fear of Neg ative Evaluation Scale e o Social Avoidance and Distress Scale 17 2 2 1 Contexto Hist rico O termo fobia teve origem numa palavra grega 96 50s que se pronuncia Phobos que significa medo ou terror O conceito de medo social data do ano 400 a c em que Hip crates descreveu as pes soas excessivamente t midas como algu m que ama viver na escurid o e que pensa que est o todos a observ lo A primeira refer ncia expl cita fobia social foi feita no in cio do s culo XX por P Janet Na d cada de 30 P Schilder utilizou o termo neuros
163. zar grande parte da computa o Esta abordagem utilizada pois permite aproveitar a alta capacidade de processamento e de hardware gr fico espec fico do cliente para proporcionar uma melhor experi ncia multim dia e reduzir o fluxo de dados que s o transferidos atrav s da rede evitando assim a ocorr ncia de Lag lat ncia no jogo 62 A articula o da aplica o cliente com o motor de jogo Unity encontra se esquemati zado na figura 3 11 De seguida ser o apresentados os scripts que foram desenvolvidos para criar e con trolar o cliente Quando a aplica o inicializada executado o script choose scenario O script choose scenario associado ao cen rio atrav s da cria o de um Empty GameObject no cen rio Os scripts para serem ativados utilizados t m que estar as sociados a um objeto que esteja dentro do cen rio O Unity permite criar um objeto sem representa o gr fica cuja nica fun o a de permitir a associa o de componentes por exemplo scripts que t m como fun o controlar todo o cen rio esses objetos s o os Empty GameObject Ap s termos um script associado ao cen rio passamos a ter acesso em tempo de execu o a todos os objetos 3D e outros scripts que est o inclu dos na pasta do projeto bastando para tal saber o nome do objeto 46 Cap tulo 3 Virtual Spectator v2 0 O script choose scenario o respons vel por estabelecer a liga o com o s

Projecto em Engenharia Informatica

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