Um estudo sobre curvas NURBS

O objetivo primordial desse trabalho está concentrado no estudo de Curvas NURBS (B-spline Racional N˜ao-Uniforme). A literatura em português sobre NURBS é escassa, pouco difundida e os textos e artigos existentes tendem a ser rigorosos, longos e teóricos. Assim, o presente estudo está direcionado para os conceitos matemáticos de NURBS, para o qual foi utilizado uma ferramenta chamada DesignMentor com a finalidade de testar os algoritmos desses conceitos. NURBS são funções paramétricas que podem representar qualquer tipo de curva. NURBS são usadas em computação gráfica na indústria de CAD/CAM e estão sendo consideradas um padrão para criar e representar objetos complexos (indústria automobilística, aviação e embarcação). As ferramentas de criação gráfica mais sofisticadas provêem uma interface para usar NURBS, que são flexíveis suficiente para projetar uma grande variedade de formas. Hoje é possível verificar o uso expandido de NURBS, modelando objetos para as artes visuais, arte e escultura; também estão sendo usados para modelar cenas para aplicações de realidade virtual. NURBS trabalha bem em modelagem 3D, permitindo facilidade para manipular e controlar vértices, controlar curvatura e suavidade de contornos. NURBS provêm uma base matemática, unificada para representar formas analíticas e livres além de manter exatidão e independência de resolução matemática.

Autoria no ambiente virtual pedagógico

Esta tese parte da hipótese de que a proposta pedagógica do ensino mediado pela ferramenta virtual for-chat, observado no campo desta pesquisa, estimula o aluno a exercer a função de autoria, através da participação interativa que se materializou em forma de hipertexto. A partir deste pressuposto, institui-se como seu objetivo central interrogar a forma que a autoria tomou nas condições anunciadas. É um estudo voltado para as questões da informatização do ensino, à interrogação da validade da adoção das novas tecnologias no ensino (Internet, hipertexto) e sobre a possibilidade de instauração de novas posições de sujeito aluno e professor, a partir da inscrição em novas práticas pedagógicas desenvolvidas com a inserção da telemática educativa. Embasada em teoria discursivo-enunciativa, enfatizando um conceito de sentido que se constitui a partir da heterogeneidade, como reasseguram os principais autores aqui estudados: Michel Pêcheux, Mikhail Bakhtin e Sigmund Freud, analisam-se as marcas de heterogeneidade e as posições subjetivas em enunciados produzidos pelos alunos, no exercício de suas atribuições em uma disciplina de pós-graduação, numa experiência piloto de ensino a distância. Os resultados apontam para: uma tomada mais freqüente da palavra pelo aluno, tendo como causa a necessidade de uso da língua escrita num ambiente pedagógico virtual; a importância da proposta pedagógica; e para a emergência da heterogeneidade discursiva.

A low cost one-camera optical tracking system for indoor wide-area augmented and virtual reality environments

In the last years the number of industrial applications for Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) environments has significantly increased. Optical tracking systems are an important component of AR/VR environments. In this work, a low cost optical tracking system with adequate attributes for professional use is proposed. The system works in infrared spectral region to reduce optical noise. A highspeed camera, equipped with daylight blocking filter and infrared flash strobes, transfers uncompressed grayscale images to a regular PC, where image pre-processing software and the PTrack tracking algorithm recognize a set of retro-reflective markers and extract its 3D position and orientation. Included in this work is a comprehensive research on image pre-processing and tracking algorithms. A testbed was built to perform accuracy and precision tests. Results show that the system reaches accuracy and precision levels slightly worse than but still comparable to professional systems. Due to its modularity, the system can be expanded by using several one-camera tracking modules linked by a sensor fusion algorithm, in order to obtain a larger working range. A setup with two modules was built and tested, resulting in performance similar to the stand-alone configuration.

Smart visible sets para ambientes de rede

A visualização em tempo real de cenas complexas através de ambientes de rede é um dos desafios na computação gráfica. O uso da visibilidade pré-computada associada a regiões do espaço, tal como a abordagem dos Potentially Visible Sets (PVS), pode reduzir a quantidade de dados enviados através da rede. Entretanto, o PVS para algumas regiões pode ainda ser bastante complexo, e portanto uma estratégia diferente para diminuir a quantidade de informações é necessária. Neste trabalho é introduzido o conceito de Smart Visible Set (SVS), que corresponde a uma partição das informações contidas no PVS segundo o ângulo de visão do observador e as distâncias entre as regiões. Dessa forma, o conceito de “visível” ou de “não-visível” encontrado nos PVS é estendido. A informação referente ao conjunto “visível” é ampliada para “dentro do campo de visão” ou “fora do campo de visão” e “longe” ou “perto”. Desta forma a informação referente ao conjunto “visível” é subdividida, permitindo um maior controle sobre cortes ou ajustes nos dados que devem ser feitos para adequar a quantidade de dados a ser transmitida aos limites impostos pela rede. O armazenamento dos SVS como matrizes de bits permite ainda uma interação entre diferentes SVS. Outros SVS podem ser adicionados ou subtraídos entre si com um custo computacional muito pequeno permitindo uma rápida alteração no resultado final. Transmitir apenas a informação dentro de campo de visão do usuário ou não transmitir a informação muito distante são exemplos dos tipos de ajustes que podem ser realizados para se diminuir a quantidade de informações enviadas. Como o cálculo do SVS depende da existência de informação de visibilidade entre regiões foi implementado o algoritmo conhecido como “Dual Ray Space”, que por sua vez depende do particionamento da cena em regiões. Para o particionamento da cena em uma BSP-Tree, foi modificada a aplicação QBSP3. Depois de calculada, a visibilidade é particionada em diferentes conjuntos através da aplicação SVS. Finalmente, diferentes tipos de SVS puderam ser testados em uma aplicação de navegação por um cenário 3D chamada BSPViewer. Essa aplicação também permite comparações entre diferentes tipos de SVS e PVS. Os resultados obtidos apontam o SVS como uma forma de redução da quantidade de polígonos que devem ser renderizados em uma cena, diminuindo a quantidade de informação que deve ser enviada aos usuários. O SVS particionado pela distância entre as regiões permite um corte rápido na informação muito distante do usuário. Outra vantagem do uso dos SVS é que pode ser realizado um ordenamento das informações segundo sua importância para o usuário, desde que uma métrica de importância visual tenha sido definida previamente.

A criação de conhecimento em equipes virtuais : um estudo de caso em empresa do setor de alta tecnologia

O presente trabalho aborda a questão da criação do conhecimento em equipes virtuais, através de um estudo de caso de caráter descritivo-exploratório realizado em uma empresa do setor de alta tecnologia. Os dados foram coletados por meio de entrevistas presenciais e por e-mail, de mensagens trocadas por e-mail entre os participantes e de observação direta. A análise dos dados remete a duas etapas. A primeira compara a teoria acessada a respeito de equipes virtuais com a prática observada na empresa pesquisada. Além disso, analisa a percepção dos funcionários dessa equipe em relação ao compartilhamento de conhecimento entre eles. A segunda verifica as relações que se estabelecem entre o processo de criação de conhecimento na equipe virtual e o modelo teórico de Nonaka e Takeuchi (1997) adotado neste trabalho. Os resultados apontam para um processo de criação de conhecimento que se dá através de características semelhantes às verificadas em equipes tradicionais de trabalho, porém diversas das do modelo teórico de Nonaka e Takeuchi (1997). Orientam também para uma adequação entre a teoria e a prática quanto à questão de equipes virtuais e para o compartilhamento do conhecimento entre os participantes da equipe.

ROODA TEKTON e aprendizagem de física : uma proposta pedagógica pelo caminho da tomada de consciência

A dissertação de mestrado “A Tomada de Consciência Dentro de Uma Proposta Pedagógica de Física” faz parte de uma reflexão sobre minha trajetória como aluna, educadora e pesquisadora. O trabalho empírico foi realizado em uma sala de aula informatizada, com seis alunos do Instituto Estadual de Educação Ernesto Alves, da cidade de Rio Pardo, do Estado do Rio Grande do Sul. O estudo aqui apresentado foi realizado tendo, como suporte teórico, a Epistemologia Genética e, como suporte tecnológico, o ambiente virtual ROODA. Este estudo deixa evidente a atualidade e relevância da Epistemologia Genética em relação à transformação do fazer escolar. Nele são apresentadas situações didáticas efetivamente vivenciadas e observadas pela autora, durante a convivência com seus sujeitos de pesquisa. São, também, apresentadas as análises e interpretações teóricas, sob o enfoque construtivista, buscando verificar como ocorre a tomada de consciência dos conceitos físicos. Portanto, esta pesquisa tem como objetivo verificar como ocorre a tomada de consciência dos conceitos físicos, a partir de atividades experimentais e teóricas, baseadas em desafios e apoiadas por um ambiente virtual de aprendizagem. Para isso, adotou-se o método clínico adaptado à realidade da sala de aula e à técnica de observação participant A partir da análise dos dados coletados, verificou-se que a tomada de consciência dos conceitos físicos consiste em reconstruções, ou seja, de um esquema de ação, constrói-se um conceito. Esta definição ultrapassa a do senso comum, que a considera como uma simples iluminação que nada transforma ou acrescenta. Portanto, a tomada de consciência dos conceitos físicos consiste, basicamente, numa conceituação.

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.

Manipulação simultânea de objetos em ambientes virtuais imersivos

Este trabalho trata do suporte à interação simultânea de mais de um usuário, sobre um mesmo objeto, em Ambientes Virtuais Colaborativos. Este suporte é obtido através do conceito de Metáfora Colaborativa e da arquitetura que materializa este conceito. Primeiramente, abordam-se os aspectos referentes às formas de interação usadas em ambientes virtuais imersivos monousuários. São apresentadas algumas técnicas interativas consideradas relevantes ao desenvolvimento do trabalho. No que diz respeito aos Ambientes Virtuais Colaborativos propriamente ditos apresentam-se suas principais características incluindo as semelhanças com os ambientes tradicionais de suporte computadorizado ao trabalho cooperativo. São abordados tanto aspectos referentes às facilidades providas por estes ambientes, quanto ao seu projeto e arquitetura. As principais abordagens existentes para suportar a interação entre usuários em ambientes virtuais colaborativos são apresentadas e é feita uma análise da execução de tarefas colaborativas em ambientes imersivos apontando-se as principais dificuldades existentes nos sistemas atuais. A partir deste embasamento, faz-se o desenvolvimento da chamada Metáfora Colaborativa, que se constitui em um conjunto de regras que permitem combinar técnicas interativas comumente usadas na interação individual em ambientes virtuais imersivos. Esta combinação é baseada na definição de quais graus de liberdade cada usuário irá controlar durante a manipulação simultânea de um objeto. Para possibilitar a combinação das técnicas individuais na implementação de ambientes virtuais colaborativos, foi definida uma arquitetura que prevê sistemas de controle local sobre cada ambiente e a combinação dos comandos aplicados sobre os objetos. Com o objetivo de avaliar a Metáfora Colaborativa, foram modeladas e implementadas diversas técnicas de interação colaborativa e sua eficiência foi aferida através de tarefas. Foi definido um protocolo de testes aplicado a trinta duplas de usuários, comparando seu desempenho individual e colaborativo na execução das tarefas.

A mediação com pessoas com necessidades educacionais especiais em ambientes de aprendizagem virtuais : desvelando caminhos para atuação na Zona de Desenvolvimento Proximal

Este trabalho se propõe a fazer um recorte das interações professor-aluno em ambiente de aprendizagem virtual, qual seja, a ação mediadora na apropriação das ferramentas informáticas junto a alunos com Necessidades Educacionais Especiais. Foram levantados 5 tipos de intervenção efetivadas pelo mediador-professor, através da escolha da metodologia qualitativa do estudo de multicasos, enfocando desta forma, 3 casos de ação pedagógica direcionadas a 3 alunos. Neste sentido, o foco do estudo em si passou a constituir-se nos procedimentos de atuação do mediador no transcurso do processo de apropriação no ambiente de aprendizagem virtual do Núcleo de Informática na Educação Especial (NIEE), da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os tipos de intervenção identificados foram utilizados pelos mediadores coerentemente aos pressupostos da teoria Sócio-histórica e, em particular, o construto da Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP), os quais permearam sempre a atuação mediacional instaurada como suporte ao aluno, no sentido de mobilizar suas estruturas internas buscando o deslocamento na referida ZDP, materializando desenvolvimento real no sujeito. Os resultados apontaram para a importância da competência pedagógica do professor quanto à qualidade e adequação de seus suportes, dentre os 5 identificados, que devem acompanhar o delineamento e deslocamento do aluno na sua ZDP, suscitando processos internos de aprendizagem e desenvolvimento.

ASTERIX : Aprendizagem significativa e tecnologias aplicadas no ensino de redes de computadores : integrando e explorando possibilidades

Por várias décadas os computadores têm sido utilizados no processo educacional e nem sempre da forma correta. E existe uma forma correta? Não existe consenso, são muitas as tentativas e experiências com inúmeros resultados positivos e negativos. Sabe-se de antemão que um dos fatores que levam ao fracasso alguns ensaios é a mera transposição do material didático tradicional para o meio informatizado, sem alterações na metodologia nem na postura do professor e do aluno. A questão é como a tecnologia pode ser utilizada para favorecer uma Aprendizagem Significativa. Para possibilitar esta pesquisa foi desenvolvido o Laboratório Virtual ASTERIX, utilizado na disciplina de Redes de Computadores do Curso de Ciências da Computação/UFSM. Esse trabalho apresenta os resultados da utilização do laboratório virtual ASTERIX, a metodologia de utilização dos recursos tecnológicos envolvidos (realidade virtual, inteligência artificial e animações/simulações) e avaliação da utilização desse laboratório virtual. A teoria educacional que fundamentou a criação e a utilização do laboratório virtual foi a Aprendizagem Significativa de D. Ausubel e D. Jonassen.

O problema da interação na era da aprendizagem autônoma : pressupostos epistemológicos da educação a distância na perspectiva construtivista

Esta dissertação investiga o problema da interação nas comunidades virtuais, dentro de uma concepção de autonomia do educando, na perspectiva construtivista de ensino e aprendizagem e da aquisição do conhecimento. A abordagem do problema da interação virtual – mediada –, é feita a partir da visão dos próprios educandos, em uma situação real de ensino e aprendizagem, numa comunidade virtual, utilizando a metodologia do estudo de caso, mediante a estratégia da observação participante e da análise qualitativa. Esta sistemática permitiu uma análise da questão-problema de pesquisa, a partir da seleção de inúmeras “falas” dos participantes, do caso em estudo, formada por alunos-educadores, durante 15 semanas de interações em ambiente virtual. A fundamentação teórica, embasada na Epistemologia Genética, resgata a idéia do conhecimento enquanto processo, cuja aquisição depende de uma construção do sujeito, que envolve as funções psicológicas superiores, através dos processos de abstração reflexiva e reflexionante e a de equilibração. Discute a natureza das interações, e seu caráter mediado, na modalidade de ensino a distância, considerando as implicações nas esferas intra-psíquicas e extra-psíquicas, no que concerne aos processos cognitivos. Os resultados indicam que os alunos aprendem a interagir no modo virtual, como também aprendem a aprender de forma autônoma, e que a problematização dessas temáticas pelos próprios educandos, em uma situação real de ensino, favorece esse aprendizado. As conclusões também sugerem que a natureza dos processos interativos, nas comunidades virtuais de aprendizagem, na medida em que contempla a autonomia do educando, representam uma ampliação do campo dos processos psicológicos superiores do sujeito, englobando o desenvolvimento de novos esquemas cognitivos.

O lugar do computador na mesa do arquiteto : uma mirada sobre os recursos informáticos no aprendizado do projeto arquitetônico

O trabalho tem como objetivo estudar as repercussões do emprego de recursos informáticos aplicados ao projeto arquitetônico e da sua interação com o usuário. A relação entre computação gráfica e projeto arquitetônico é um assunto já bastante discutido, seja como a aplicação do potencial matemático da ferramenta para a composição das formas, ou ainda, como experimentações no campo da realidade virtual. No entanto, sob o ponto de vista do projeto arquitetônico e da sua apropriação da ferramenta pouco se tem dito, é nesta lacuna que a dissertação pretende se inserir. Desenvolvo a questão em duas partes principais. A primeira tem o objetivo de situar o leitor no assunto proposto, procurando possíveis repostas para relação entre usuário/projeto/máquina. A segunda parte se concentra no projeto arquitetônico como forma de investigação, amparada em um estudo de caso, resultado da observação do atelier. Procuro tecer as relações entre o projeto dos alunos, como resposta às instruções dos professores, e o uso da computação gráfica na composição do projeto.

Apropriação de ferramentas computacionais em ambientes digitais virtuais, por crianças com câncer hospitalizadas

Este estudo caracteriza-se como uma pesquisa qualitativa que se integra às pesquisas já desenvolvidas pelo NIEE (Núcleo de Informática na Educação Especial) da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) e pela ONG Redespecial-Brasil. O referencial teórico deste estudo busca conjugar informações a respeito da inclusão social, escolar e digital, a problemática das crianças com câncer e o tratamento enfrentado e os recursos das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC’s). Para tanto exploramos como fator de destaque o fato das crianças hospitalizadas estarem sofrendo uma exclusão temporária, o que as caracteriza como Pessoas com Necessidades Educacionais Especiais (PNEE’s). A partir da utilização das TIC's com crianças com câncer, em processo de exclusão temporária, é que nos propomos a acompanhar o progresso de apropriação de ferramentas computacionais, focalizando a atuação do facilitador-professor (FP) durante as trajetórias individuais, e a responder à seguinte indagação: Que modalidades de mediação são observadas e que contribuições podem trazer, na aprendizagem de crianças com câncer (exclusão temporária), o processo interativo com ambientes digitais? Para dar conta disso, através de observação direta, foi feito estudo de casos acompanhando a trajetória de três sujeitos hospitalizados e em tratamento de câncer infantil, interagindo em ambientes digitais, com vistas à apropriação de TIC's, tendo presente o processo de desenvolvimento na ZDP. Essa dissertação, portanto, procurou considerar as características individuais de cada sujeito, respeitando suas necessidades, vontades e quadro clínico, no período de seis meses. A análise dos dados coletados foi baseada no aporte pedagógico da Teoria Sócio-Histórica e, principalmente, nas contribuições de Gallimore, Tharp e Santarosa. Através da análise, observamos que, em momentos iniciais de apropriação das ferramentas, as modalidades de suporte mais evidentes foram a informação e a demonstração, que os questionamentos também foram utilizados freqüentemente. Os feedbacks e as estratégias cognitivas foram pouco observados. A autonomia dos sujeitos, contudo, foi evidenciada ao término da pesquisa em todos os sujeitos em face à maioria das ferramentas apresentadas.

Aprendizagem em ambientes virtuais : o olhar do aluno sobre o próprio aprender

Esta pesquisa tem por objetivo investigar a concepção do aluno sobre a própria aprendizagem ao utilizar ambientes virtuais. A Rede Cooperativa de Aprendizagem (ROODA) foi o ambiente virtual que sustentou todo o movimento de busca dos dados escritos pelos sujeitos da pesquisa. Os mesmos são estudantes de graduação e pós-graduação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A Epistemologia Genética de Jean Piaget foi a teoria eleita para servir como referencial durante todo o processo de desenvolvimento desta pesquisa. Para tanto, a coleta de dados foi realizada através de entrevista semi-estruturada, além de intervenções no ambiente virtual ao longo do processo de trabalho. Os resultados de tais intervenções foram capturados nos logs do ambiente. As conclusões apontam para uma concepção de aprendizagem que ultrapassa a simples utilização do virtual e indica como significativo o trabalho que atinge diretamente as estruturas cognitivas. Além disso, trata o virtual como elemento propulsor de interações entre sujeitos onde o conflito sócio-cognitivo contribui para a construção do conhecimento. Tempo e espaço transcendem as condições dadas pelo presencial e proporcionam um novo tempo e espaço de reflexão. Novas relações, professor-aluno, mobilizadas pelo interesse, são criadas. Novas possibilidades são descortinadas pelo ambiente virtual na medida que este é visto como superação das fronteiras do presencial.

Em busca da cooperação piagetiana no Núcleo de Tecnologia Educacional da cidade de Goiás-GO

Esta pesquisa tem por objetivo investigar as interações de professores em um curso de capacitação semi-presencial, com a utilização de um ambiente virtual. Este curso foi desenvolvido através de um convênio entre a Secretaria de Educação do Estado de Goiás e a PUC/SP. Com esse projeto, investigou-se como a vivência em ambientes virtuais de aprendizagem colaborativa pode auxiliar no desenvolvimento destes sujeitos para a busca do processo cooperativo nas trocas intelectuais. A fundamentação teórica deste estudo foi constituída referenciando os estudos de Jean Piaget, enfatizando-se, principalmente, os princípios da cooperação, apresentada como eixo conceitual. Neste projeto, fez-se o acompanhamento de um grupo de Professores Multiplicadores do NTE-Goiás. O e-ProInfo foi o ambiente virtual que sustentou todo o movimento de busca dos dados registrados pelos sujeitos da pesquisa. Esse trabalho busca contribuir para a reflexão em torno da cooperação na formação de professores, refletindo na presença desse conceito no âmbito da prática docente desses sujeitos. Para tanto, a coleta de dados foi realizada através de questionários, além das intervenções desses sujeitos no ambiente virtual (fóruns, chats etc.) ao longo do processo de trabalho. As conclusões denotam uma concepção de aprendizagem colaborativa que indica caminhos para um processo qualitativamente superior que desemboca na cooperação. Destaca também o ambiente virtual como elemento propulsor de interações entre sujeitos, contribuindo para a construção do conhecimento.