Proposta de um modelo gráfico e navegacional básico para interfaces de aplicações educacionais baseado em validação experimental

O desenvolvimento de projetos de interfaces gráficas está apoiado em guias de recomendações. Estes guias apresentam regras genéricas aos projetos de Interfaces Homem Computador–IHC. Entretanto, aplicações particulares, como as educacionais, não encontram regras específicas que atendam as necessidades do usuário-alvo. Ainda, a análise comparativa entre guias disponíveis aponta contradições entre as recomendações genéricas com aquelas específicas aplicadas a um determinado ambiente. A necessidade de um modelo de referência para a construção de interfaces gráficas amigáveis ao usuário e a escassez e contradições de recomendações específicas às aplicações educacionais motivaram o trabalho de pesquisa prática junto aos usuáriosalvo. Para a identificação das recomendações sobre aspectos gráficos básicos e elementos de navegação necessários a uma efetiva interação com interfaces dedicadas a aplicações educacionais, foi desenvolvido um instrumento de pesquisa que permitiu a investigação das preferências relativas aos aspectos pesquisados junto ao público-alvo. Os dados coletados foram tratados estatisticamente e os resultados obtidos contrariam tanto critérios adotados em interfaces de sistemas de ensino disponíveis na Internet como algumas recomendações sobre os mesmos disponíveis na literatura. Os resultados obtidos apontam, também, para a preferência dos usuários por elementos de navegação que não são referidos nos guias de recomendações consultados. A análise dos resultados possibilitou a geração de um modelo básico que recomenda preferências sobre aspectos gráficos básicos, como aplicação de cores em fontes e fundos de tela, tipologia de fontes para textos e paginação, e também, sobre componentes de navegação, como posicionamento e preferência por tipo de recurso de navegação. O modelo proposto está fundamentado nas recomendações de Nielsen [NIE 00], o qual recomenda que as necessidades dos usuários na interatividade com a interface sejam identificadas junto a estes usuários. As recomendações apresentadas neste trabalho foram utilizadas, inicialmente, nos ambientes educacionais desenvolvidos dentro dos projetos Tapejara [TAP 00] e LaVia [LAV 00].

Avaliação de técnicas de interação egocêntricas em ambientes virtuais

Navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais são baseadas em métodos (técnicas de interação) associados a dispositivos convencionais ou especiais. Existem várias técnicas e dispositivos à disposição dos que desenvolvem aplicações com tais ambientes, sendo a escolha da técnica mais adequada uma tarefa difícil. Neste trabalho, são apresentadas diversas técnicas de interação existentes, suas metáforas e taxonomias, para realizar tarefas de seleção e manipulação de objetos e navegação do usuário pelo AV. A metodologia adotada nos experimentos realizados, visando a avaliar técnicas de interação em AVs imersivos foi composta por critérios de avaliação de interfaces de IHC (interface humano-computador), com critérios utilizados por Bowman, Mine e Poupyrev em seus experimentos com interfaces 3D. Também são apresentados alguns experimentos realizados, tendo vista avaliarem-se técnicas de interação na realização de tarefas de navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais imersivos. O objetivo deste trabalho foi a realização de experimentos para avaliar técnicas de interação para operações de seleção, manipulação e navegação em ambientes virtuais. Foram realizadas duas experiências: a primeira é uma avaliação de técnicas de seleção e manipulação em um ambiente semi-imersivo similar a um jogo de xadrez. As técnicas avaliadas são a mão virtual, associada a um mouse comum e a uma luva; e a ray-casting, associada à luva. Observou-se que o desempenho dos sujeitos é superior, quando a técnica utilizada é a mão virtual associada ao mouse comum. A segunda experiência apresenta uma avaliação experimental de dispositivos de RV em tarefas de navegação. Foi criado um ambiente, contendo um edifício com um elevador panorâmico e corredores de entrada e saída. Os testes foram realizados num ambiente imersivo, com capacete e luva, e, também em um ambiente semi-imersivo, com mouse comum e óculos com lentes de cristal líquido. Nesse segundo experimento, a preferência dos usuários pelos equipamentos utilizados foram o capacete e a luva. Observou-se que a existência ou não de objetos familiares no trajeto percorrido pelo usuário, não afeta a quantidade de colisões do sujeito com as mesmas.

Personalização de interfaces web para sites institucionais com base em perfis de usuários

A crescente utilização de computadores e a popularização da Internet contribuem cada vez mais para que usuários não especialistas em informática tenham acesso a sistemas computacionais. Tais usuários possuem diferentes habilidades, formações e idades que devem ser levadas em consideração no projeto de uma boa interface. No entanto, no projeto de interfaces web é muito difícil identificar essas características do público alvo, tendo em vista que ele é bastante diversificado. Assim, construir uma interface que atenda os requisitos de todos os usuários de um site não é uma tarefa fácil. Se o projetista tivesse uma maneira de conhecer o seu público, grande parte dos problemas de interação entre usuário e interface poderiam ser resolvidos. Assim, a fim de auxiliar na tarefa de conhecer o público que um site possui, várias técnicas estão disponíveis. Independente das características dos usuários de sites web, a sua principal necessidade consiste em encontrar a informação desejada de modo fácil e rápido. Ainda que seja possível identificar o comportamento de todos os usuários em um site, torna-se difícil disponibilizar informações de forma clara e simples para todos. Para isto, um site adaptativo, que se ajusta automaticamente a cada usuário de acordo com seus padrões de comportamento, é muito útil. Sites adaptativos são desenvolvidos com base em técnicas que auxiliam o projetista na tarefa de personalizar páginas web e, por este motivo, são chamadas de técnicas de personalização. O objetivo desta dissertação é investigar, desenvolver e experimentar uma técnica de personalização de interfaces web voltada especificamente para sites institucionais. Este tipo de site é voltado à divulgação de produtos e serviços de uma instituição e, normalmente, é composto por um grande número de páginas estruturadas de acordo com a estrutura organizacional da instituição. Essa característica permite o agrupamento de usuários por funções ou cargos. A técnica proposta neste trabalho é baseada em perfis de usuários, onde a personalização ocorre em dois níveis: nível de grupos de usuários e nível de usuários individuais, denominados respectivamente de macro perfil e micro perfil. Um estudo de caso realizado na intranet da Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL foi utilizado para aprimorar e validar a técnica. Foi desenvolvido um protótipo de site institucional personalizado, o qual foi disponibilizado, utilizado e avaliado por um grupo de usuários previamente selecionados. O processo de construção do protótipo assim como da avaliação e seus resultados são também descritos neste trabalho.

Interfaces do trabalho voluntário na aposentadoria

Este estudo buscou identificar as intersecções entre o trabalho voluntário, envelhecimento e aposentadoria. Procurou-se dar visibilidade ao trabalho voluntário realizado pelo idoso, contextualizando o voluntariado no período anterior e posterior à aposentadoria. O referencial teórico deste estudo baseou-se nos conceitos de velhice, terceira idade, aposentadoria, trabalho voluntário e motivações para realizar esta ação. Foram pesquisados 12 homens aposentados com 70 anos e mais, aposentados que realizam trabalho voluntário há mais de um ano. As entrevistas, semi-estruturadas, abordaram os seguintes temas: velhice, aposentadoria, trabalho voluntário antes e após a aposentadoria e foram analisadas a partir da proposta de análise de conteúdo. Nos resultados destaca-se que o trabalho voluntário foi visto pelos depoentes como um trabalho sem remuneração. Não foi considerado como uma obrigação e nem tendo rigidez no horário, sendo uma opção, e realizado com prazer. A velhice foi caracterizada pela multiplicidade das representações: ora descrita como um momento de perda, por estereótipos negativos ora por um momento onde há experiência de vida e conhecimento. O voluntariado é uma continuação da vida laboral antes da aposentadoria, pois os depoentes continuam a realizar ação voluntária, sendo que alguns não se percebem aposentados devido a esta ação. As funções realizadas pelos idosos relacionaram-se à masculinidade e ao exercício de poder, existindo uma distinção entre o trabalho voluntário realizado por mulheres e por homens. A reciprocidade é fundamental para entender o trabalho voluntário: o idoso pelo voluntariado, auxilia os necessitados, exerce os princípios morais adquiridos, tais como o exercício da caridade e da solidariedade, ao mesmo tempo em que recebe em troca, o reconhecimento social, a possibilidade de continuar produtivo e de exercer o poder, a salvação e a imortalidade simbólica.

Ensaios de rampa para estudo da resistência de interfaces solo-geossintético

O emprego de materiais geossintéticos em obras de Engenharia Civil tem sido freqüente nas últimas décadas. Os projetos e obras exigem uma maior compreensão do comportamento de interação solo-geossintético. Este mecanismo de interação é complexo e depende das propriedades dos materiais envolvidos. Os parâmetros de resistência da interface são determinados em ensaios de campo, menos usuais, e ensaios de laboratório, dos quais destacam-se os ensaios de arrancamento e cisalhamento direto, e, mais recentemente, ensaios de rampa. A escolha do ensaio mais adequado é função do tipo de geossintético e da sua solicitação na massa de solo. Este trabalho teve como finalidade geral desenvolver um equipamento de grande escala, capaz de executar em uma mesma estrutura os principais ensaios de resistência de interfaces solo-geossintético. Especificamente, o objetivo principal consistiu em habilitar o equipamento para a realização de ensaios de rampa. O equipamento de rampa teve seu desempenho avaliado através de ensaios preliminares que permitiram avaliar a acurácia dos resultados e a adequação da metodologia de preparação dos corpos de prova e procedimento de ensaio O programa experimental envolveu ensaios de rampa em quatro tipos distintos de interface: solo-solo, solo-geotêxtil, solo-geogrelha e solo-geomembrana. Os ensaios de interface solo-solo permitiram a avaliação do equipamento, a comparação com ensaios convencionais de cisalhamento direto e a obtenção dos parâmetros de resistência para a determinação das eficiências de interação das interfaces em termos de adesão e ângulo de atrito. Os ensaios de interface sologeossintéticos indicaram um comportamento de resistência semelhante ao reportado na literatura e condicionado pelo tipo de material.

Desenvolvimento de produto, processo e produção e suas interfaces : um estudo de caso em indústria de autopeças

O tema desta dissertação de mestrado é a interface existente entre os departamentos de desenvolvimento de produto e de produção. Primeiramente será apresentada uma revisão bibliográfica sobre projeto de produto, projeto de processo e produção e interface entre desenvolvimento de produto e produção, proporcionando o embasamento teórico sobre o assunto principal e os demais correlacionados. Em seguida, será apresentado um estudo de caso envolvendo uma empresa multinacional fabricante de autopeças. O estudo contempla a descrição do cenário, diagnóstico da situação atual, referente à metodologia utilizada pela empresa no processo de desenvolvimento de seus produtos, bem como a identificação dos pontos passíveis de melhoria, ou seja, as deficiências associadas ao modelo atual, referentes ao processo de comunicação, planejamento das atividades, equipes de projeto e estrutura física do departamento de engenharia de produto. As dificuldades identificadas estão diretamente ligadas ao processo de desenvolvimento da interface entre a engenharia de produto, processo e produção. Deste modo, propôs-se um plano de intervenção composto pelas seguintes ações: i) alteração da estrutura física (layout) do departamento de engenharia de produto; ii) criação de um novo departamento e de um novo cargo, denominados, respectivamente, engenharia de desenvolvimento e engenheiro de desenvolvimento, responsáveis por desenvolver a interface entre as engenharias de produto, processo e produção; iii) reestruturação das equipes multidisciplinares de projeto. O plano de intervenção proposto objetiva amenizar as dificuldades identificadas durante a análise da metodologia utilizada pela empresa para o PDP. Com isso, pretende-se estabelecer uma melhor interface entre as engenharias de produto, processo e produção.

Uso do método das interfaces coesivas na análise da simulação do comportamento de fratura em materiais frágeis

Este trabalho apresenta uma abordagem numérica da fratura baseada no Método dos Elementos Finitos na qual são considerados materiais frágeis como objeto de estudo. As simulações realizadas são possíveis através de um algoritmo computacional que consiste na implementação de molas entre as faces dos elementos finitos. Esta composição constitui o método denominado Interfaces Coesivas. As molas fornecem o efeito de coesão e é representado por leis constitutivas do tipo bi-linear. Sua descrição é apresentada, bem como sua implementação na análise. Tanto o modo I como o modo II de ruptura são considerados. Com o objetivo de verificar o presente modelo com outros resultados e soluções, são analisados exemplos numéricos e experimentais extraídos da literatura. Tais exemplos tratam da nucleação, propagação e eventuais paradas de trincas em peças estruturais submetidas aos mais diversos carregamentos e condições de contorno. É ainda discutido como os parâmetros de fratura do material interferem no processo de ruptura. Uma tentativa é feita de determinar estes parâmetros, em especial no caso de concreto.

Visualização interativa e manipulação de imagens 3D em tempo real usando métodos baseados na GPU

Este trabalho apresenta um conjunto de ferramentas que exploram as capacidades recentes das placas gráficas de computadores pessoais para prover a visualização e a interação com volumes de dados. O objetivo é oferecer ao usuário ferramentas que permitam a remoção interativa de partes não relevantes do volume. Assim, o usuário é capaz de selecionar um volume de interesse, o que pode tanto facilitar a compreensão da sua estrutura quanto a sua relação com os volumes circundantes. A técnica de visualização direta de volumes através do mapeamento de texturas é explorada para desenvolver estas ferramentas. O controle programável dos cálculos realizados pelo hardware gráfico para gerar a aparência de cada pixel na tela é usado para resolver a visibilidade de cada ponto do volume em tempo real. As ferramentas propostas permitem a modificação da visibilidade de cada ponto dentro do hardware gráfico, estendendo o benefício da visualização acelerada por hardware. Três ferramentas de interação são propostas: uma ferramenta de recorte planar que permite a seleção de um volume de interesse convexo; uma ferramenta do tipo “borracha”, para eliminar partes não relevantes da imagem; e uma ferramenta do tipo “escavadeira”, para remover camadas do volume Estas ferramentas exploram partes distintas do fluxo de visualização por texturas, onde é possível tomar a decisão sobre a visibilidade de cada ponto do volume. Cada ferramenta vem para resolver uma deficiência da ferramenta anterior. Com o recorte planar, o usuário aproxima grosseiramente o volume de interesse; com a borracha, ele refina o volume selecionado que, finalmente, é terminado com a escavadeira. Para aplicar as ferramentas propostas ao volume visualizado, são usadas técnicas de interação conhecidas, comuns nos sistemas de visualização 2D. Isto permite minimizar os esforços do usuário no treinamento do uso das ferramentas. Finalmente, são ilustradas as aplicações potenciais das ferramentas propostas para o estudo da anatomia do fígado humano. Nestas aplicações foi possível identificar algumas necessidades do usuário na visualização interativa de conjuntos de dados médicos. A partir destas observações, são propostas também novas ferramentas de interação, baseadas em modificações nas ferramentas propostas.

Captura e visualização de video 3d em tempo real

Vídeos são dos principais meios de difusão de conhecimento, informação e entretenimento existentes. Todavia, apesar da boa qualidade e da boa aceitação do público, os vídeos atuais ainda restringem o espectador a um único ponto de vista. Atualmente, alguns estudos estão sendo desenvolvidos visando oferecer ao espectador maior liberdade para decidir de onde ele gostaria de assistir a cena. O tipo de vídeo a ser produzido por essas iniciativas tem sido chamado genericamente de vídeo 3D. Esse trabalho propõe uma arquitetura para captura e exibição de vídeos 3D em tempo real utilizando as informações de cor e profundidade da cena, capturadas para cada pixel de cada quadro do vídeo. A informação de profundidade pode ser obtida utilizando-se câmeras 3D, algoritmos de extração de disparidade a partir de estéreo, ou com auxílio de luz estruturada. A partir da informação de profundidade é possível calcular novos pontos de vista da cena utilizando um algoritmo de warping 3D. Devido a não disponibilidade de câmeras 3D durante a realização deste trabalho, a arquitetura proposta foi validada utilizando um ambiente sintético construído usando técnicas de computação gráfica. Este protótipo também foi utilizado para analisar diversos algoritmos de visão computacional que utilizam imagens estereoscópias para a extração da profundidade de cenas em tempo real. O uso de um ambiente controlado permitiu uma análise bastante criteriosa da qualidade dos mapas de profundidade produzidos por estes algoritmos, nos levando a concluir que eles ainda não são apropriados para uso de aplicações que necessitem da captura de vídeo 3D em tempo real.

Recorte volumétrico usando técnicas de interação 2D e 3D

A visualização de conjuntos de dados volumétricos é comum em diversas áreas de aplicação e há já alguns anos os diversos aspectos envolvidos nessas técnicas vêm sendo pesquisados. No entanto, apesar dos avanços das técnicas de visualização de volumes, a interação com grandes volumes de dados ainda apresenta desafios devido a questões de percepção (ou isolamento) de estruturas internas e desempenho computacional. O suporte do hardware gráfico para visualização baseada em texturas permite o desenvolvimento de técnicas eficientes de rendering que podem ser combinadas com ferramentas de recorte interativas para possibilitar a inspeção de conjuntos de dados tridimensionais. Muitos estudos abordam a otimização do desempenho de ferramentas de recorte, mas muito poucos tratam das metáforas de interação utilizadas por essas ferramentas. O objetivo deste trabalho é desenvolver ferramentas interativas, intuitivas e fáceis de usar para o recorte de imagens volumétricas. Inicialmente, é apresentado um estudo sobre as principais técnicas de visualização direta de volumes e como é feita a exploração desses volumes utilizando-se recorte volumétrico. Nesse estudo é identificada a solução que melhor se enquadra no presente trabalho para garantir a interatividade necessária. Após, são apresentadas diversas técnicas de interação existentes, suas metáforas e taxonomias, para determinar as possíveis técnicas de interação mais fáceis de serem utilizadas por ferramentas de recorte. A partir desse embasamento, este trabalho apresenta o desenvolvimento de três ferramentas de recorte genéricas implementadas usando-se duas metáforas de interação distintas que são freqüentemente utilizadas por usuários de aplicativos 3D: apontador virtual e mão virtual. A taxa de interação dessas ferramentas é obtida através de programas de fragmentos especiais executados diretamente no hardware gráfico. Estes programas especificam regiões dentro do volume a serem descartadas durante o rendering, com base em predicados geométricos. Primeiramente, o desempenho, precisão e preferência (por parte dos usuários) das ferramentas de recorte volumétrico são avaliados para comparar as metáforas de interação empregadas. Após, é avaliada a interação utilizando-se diferentes dispositivos de entrada para a manipulação do volume e ferramentas. A utilização das duas mãos ao mesmo tempo para essa manipulação também é testada. Os resultados destes experimentos de avaliação são apresentados e discutidos.