O que é o VirtWall ?
O VirtWall é um sistema de projeção estereoscópica de ambientes simulados confeccionado com equipamentos de informática encontrados no mercado brasileiro, com alto desempenho e capacidade de processamento gráfico. O VirtWall possui como filosofia o uso de ferramentas e dispositivos de baixo custo para permitir a utilização imediata de tecnologias avançadas.
Princípio de Funcionamento da Visualização 3D
A estereoscopia é um fenômeno natural que ocorre quando uma pessoa observa uma cena: são obtidas simultaneamente duas imagens da cena a partir de pontos de observação ligeiramente diferentes. A visão estereoscópica resulta do fato de que o olho humano enxerga, em decorrência à sua localização na face, imagens ligeiramente diferentes da cena. O cérebro, então, funde as duas imagens em uma única e, nesse processo, obtém informações quanto a profundidade, distância, posição e tamanho dos objetos presentes na cena, gerando a sensação de visão 3D.
A estereoscopia trabalha com a obtenção dessas imagens ligeiramente diferentes que produzirão a visão estereoscópica ou visão 3D. A visão estereoscópica pode ser obtida por cinco processos distintos: estereoscopia voluntária, estereoscopia por anáglifo, estereoscopia por polarização da luz, estereoscopia por luz intermitente e estereoscopia por holografia. Neste projeto utilizou-se a estereoscopia por polarização da luz e a estereoscopia por anáglifo.
Estereoscopia por Anáglifo
Anáglifo é o nome dado a figuras planas cujo relevo se obtém por cores complementares, normalmente vermelho e verde ou vermelho e azul esverdeado. Nesse caso, cada um dos olhos utiliza um filtro diferente para visualizar as imagens do par estereoscópico: o olho que estiver com o filtro vermelho refletirá apenas a cor vermelha e o olho que estiver com o filtro verde/azul refletirá apenas a imagem verde/azul. Assim, as duas imagens são separadas na observação e fundidas em uma única imagem 3D preto e branco. A partir dessas duas imagens, o cérebro reconstitui o relevo. Vista a olho nu, a imagem é desfocada e colorida.
Estereoscopia por Polarização da Luz
Luz é uma energia que se transmite de forma ondulatória. Essas ondas vibram em todas as direções perpendiculares à direção de deslocamento. No entanto, em certas condições, as ondas de luz podem ser obrigadas a vibrar apenas em um plano. Denomina-se esta luz de luz polarizada. No processo de estereoscopia por polarização da luz, são utilizados filtros polarizadores que fazem com que as imagens do par estereoscópico projetadas sejam polarizadas em planos ortogonais (por exemplo, um plano vertical e um horizontal).O observador utiliza filtros polaróides ortogonais correspondentes aos planos de projeção e vê com cada olho apenas uma das imagens projetadas. Da fusão das imagens vistas por cada olho, tem-se a visão estereoscópica.
Ferramentas de Programação
As ferramentas de programação utilizadas no VirtWall são: linguagem C e bibliotecas OpenGL.
Linguagem de Programação C
C é uma linguagem de médio nível para computadores. Como uma linguagem de médio nível, C permite a manipulação de bits, bytes e endereços – os elementos básicos com os quais o computador funciona. Um código escrito em C é muito portável, o significa que é possível adaptar um software de um tipo de computador para outro.
OpenGL
Biblioteca gráfica de modelagem e exibição tridimensional, bastante rápida e portável para vários sistemas operacionais. Seus recursos permitem ao usuário criar objetos gráficos, além de incluir recursos avançados de animação, tratamento de imagens e texturas. Entre os recursos gráficos disponíveis pelo OpenGL, podem ser destacados os seguintes:
- Modos de desenho de pontos;
- Ajuste de largura de linhas;
- Aplicação de transparência;
- Seleção de janela de desenho;
- Manipulação de fontes/tipos de iluminação e sombreamento;
- Transformação de sistemas de coordenadas;
- Programação em 3D.
A OpenGL possui seus próprios tipos de dados para tornar seu código portável mais facilmente em diferentes plataformas. Os tipos de dados OpenGL são iguais aos tipos de dados comuns do C e todas as rotinas da biblioteca gráfica são implementadas em C, tornando fácil sua utilização em qualquer programa escrito em C ou C++.
Vantagens obtidas com o VirtWall
Sistemas de RV geralmente exigem plataformas e dispositivos computacionais de alto custo quando disponibilizam a visualização para múltiplos usuários. Com o uso do VirtWall obtem-se sistemas imersivos, multi-usuários e baseados em computadores convencionais e em sistemas de domínio público, difundindo e popularizando as tecnologias necessárias para o seu uso. Além disso, a plataforma oferece mobilidade e baixo-custo sem que haja perda de qualidade gráfica ou desempenho que possa comprometer tais aplicações.
Entretanto, a maior vantagem reside no fato de que, por ser um sistema de baixo custo, permite sua disseminação para instituições públicas e de ensino, além da sociedade em geral. Outras vantagens a serem citadas:
- Visualização interativa de informações permitindo o envolvimento do aluno com o objeto de estudo, facilitando assim sua compreensão;
- Imersão oferecida por sistemas de RV na obtenção de gráficos;
- Proximidade dos estudantes do objeto de pesquisa;
Aplicações
O grupo de trabalho do LabTEVE desenvolve atualmente sistemas para a plataforma VirtWall para:
- Ensino Visualização do funcionamento de classificadores de imagem;
- Visualização de dados estatísticos (multidimensionais e multivariados);
- Atlas interativo do corpo humano; Sistema de visualização para dados geo-referenciados;
- Ensino virtual;
- Campus virtual;
- Treinamento de técnicas diversas através de simulação;
Equipe
- Ronei Marcos de Moraes (coordenador)
- Liliane dos Santos Machado
- Ana Claudia Medeiros de Souza
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