Estudo Sobre o Uso de Realidade Virtual e Realidade Aumentada na Educação

Apresentação Realizada em 02 de Junho de 2010 para a disciplina de pós-graduação

PCS5757 – Tecnologias para Educação Virtual Interativa

Escola Politécnica da USP

Marcelo Archanjo José
Nathalia Sautchuk Patrício
Vander Carvalho

Introdução

• O objetivo deste trabalho é pesquisar as principais publicações e aplicações de Realidade Virtual e Realidade Aumentada na educação;
• Foram analisados artigos científicos publicados em periódicos, workshops, conferências e simpósios;
• Incluindo vídeos e publicações na web, não necessariamente científicos.

Motivação

Organizar informações disponíveis em diversas mídias de forma a facilitar o acesso à tecnologia.


Resultados da Pesquisa

A Reconstrução Digital de Yuangmingyuan é um projeto do Beijing Institute of Technology.

• Yuangmingyuan: jardim da dinastia chinesa Qing;
• Grande significado histórico (parque histórico aberto à visitação);
• Parcialmente destruído por guerras;
• Feito um modelo 3D do jardim original;
• Montado uma espécie de “binóculo”;
• Visão do jardim real sobreposto com objetos 3D.

RA no ensino de medicina

A University of Florida, a Northwestern University e a Medical College of Georgia fizeram conjuntamente um sistema de RA para o ensino de medicina.

• Caso de estudo: exame de mama;
• Aprendizado difícil e exigência de um professor por aluno;
• Coleta de dados da pressão e movimentos corretos com médicos;
• Boneca com sensores;
• Feedback visual com capacete “head-monted” ou projetor.

Second Life

• Second Life é um ambiente virtual multiusuário;
• Pode ser massivamente acessado;
• Interação de voz, texto e das ações dos avatares.

Magic Book

Utiliza o conceito de Marcadores e apresentação de modelo 3D, organizado na forma de livro.

Construct3D

O Construct3D é um projeto do Institute of Software Technology and Interactive Systems da Vienna University of Technology.

É uma aplicação para o ensino de matemática e geometria para alunos do ensino médio e do ensino superior.

Pirâmide de Base Hexagonal

Trabalho do Professor de Matemática Guilherme Hartung

• Utiliza RA para ensinar geometria aos seus alunos do Colégio Estadual Embaixador José Bonifácio (Petropólis- RJ);
• Projeção de um retângulo dentro da pirâmide;
• Fez uso de uma Webcam e um marcador;
• Software gratuito como o ARtoolKit;
• Influência aos colegas professores.

Augmented Reality Kanji Learning

É um jogo educacional para o aprendizado dos símbolos Kanji

• Caracteres com significados de forma visual;
• Identificar os símbolos através de PDA com câmera de vídeo integrada;
• Rastrear as cartas para identificar os símbolos;
• Assemelha-se ao jogo de memória de cartas;
• Utilizados a biblioteca OpenGL e a ferramenta ARToolKit.

Augmented Reality and Touch Interaction

• Projeto de RA e interação pelo toque;
• Robô projetado em RA controlado pelo toque;
• Vários marcadores com funções distintas;
• Símbolos com diferentes ações.

Reconstrução 3D usando Visão Estéreo

• Sistema de código aberto para geração de modelos 3D a partir de par de imagens estéreo;
• Uso de câmeras e computadores convencionais.

código fonte:
http://sourceforge.net/projects/reconststereo/





Conclusões

RV e RA são ferramentas poderosas devido à interação com os objetos virtuais.

Existem muitas aplicações para uso na educação.

Maioria dos trabalhos vinculados ao conceito básico iniciado com o ARToolkit.

Existe espaço para aplicações de RA diferentes do conceito básico.


Referências Adicionais

A Reconstrução Digital de Yuangmingyuan é um projeto do Beijing Institute of Technology
Liu, Yue; Wang, Yongtian; Huang,Yetao. AR-View an Augmented Reality Device for Digital Reconstruction of Yuangmingyuan. Proceedings of IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality, 2009.

RA no ensino de medicina
Kotranza, Aaron; Lind, D. Scott; Pugh, Carla M.; Lok, Benjamin. Real-Time In-Situ Visual Feedback of Task Performance in Mixed. Proceedings of IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality, 2009.


Reconstrução 3D usando Visão Estéreo
José, Marcelo A.; Lopes, Roseli D. Sistema de Reconstrução 3D de Baixo Custo. Graphica’2007 - XVIII Simpósio Nacional de Geometria Descritiva e Desenho Técnico e VII International Conference on Graphics Engineering for Arts and Design Graphica’07, Curitiba, PR, 2007.

José, Marcelo A. Reconstrução Tridimensional de Baixo Custo a Partir de Par de Imagens Estéreo. Dissertação de Mestrado na Escola Politécnica da USP. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-13082008-133946 , 2008

Construct3D
http://www.ims.tuwien.ac.at/research/construct3d/videos.php acessado em Junho de 2010.

Magicbook
http://www.dante-tech.com/magic_book.php acessado em Junho de 2010.

Pirâmide de Base Hexagonal
http://www.institutoclaro.org.br/observatorio/reportagens/detalhe/realidade-aumentada-e-reforca-interesse-de-alunos-em-escola-do-rio-de-janeiro acessado em Junho de 2010.

Kirner, C.; Tori, R. Introdução à Realidade Virtual, Realidade Misturada e Hiperrealidade. In: Cláudio Kirner; Romero Tori. (Ed.). Realidade Virtual: Conceitos, Tecnologia e Tendências. 1ed. São Paulo, 2004, v.1, p. 3-20

Tori, Romero; Kirner, Claudio; Siscouto, Robson. Fundamentos e Tecnologia de Realidade Virtual e Aumentada. ISBN 85-7669-068-3 Editora SBC – Sociedade Brasileira de Computação, Porto Alegre, 2006.