Realidade aumentada aplicada ao processo de ensino/aprendizagem. Estudo de caso.

Nas últimas décadas temos assistido a um avanço tecnológico a todos os níveis mas com particular incidência ao nível do hardware e dos dispositivos móveis. Estes tornaram-­‐se cada vez mais leves e mais baratos, e transferiram-­‐se do escritório para o carro, para os equipamentos e para os utensílios. A quantidade de informação (digital) disponível no meio envolvente aumentou de forma exponencial exigindo uma resposta tecnológica com o intuito de melhorar/facilitar o seu acesso e assimilação. É aqui que surge o conceito de Realidade Aumentada a funcionar como uma ponte de ligação entre o real e o digital convidando a novos modelos de interacção com o utilizador. A sua incorporação visa essencialmente tornar os sistemas mais usáveis diminuindo a carga cognitiva inerente à sua utilização. Este trabalho apresenta um estudo de caso, propondo um modelo para a construção de um Objecto de Aprendizagem com recurso a Realidade Aumentada especificamente para a área da saúde. O problema identificado nesta dissertação procura investigar se a integração de técnicas de Realidade Aumentada combinadas com técnicas multimédia e outros materiais convencionais podem contribuir para uma maior motivação e percepção cooperando para a construção de conhecimento.

A framework for realistic real-time walkthroughs in a VR distributed environment

Virtual and augmented reality (VR/AR) are increasingly being used in various business scenarios and are important driving forces in technology development. However the usage of these technologies in the home environment is restricted due to several factors including lack of low-cost (from the client point of view) highperformance solutions. In this paper we present a general client/server rendering architecture based on Real-Time concepts, including support for a wide range of client platforms and applications. The idea of focusing on the real-time behaviour of all components involved in distributed IP-based VR scenarios is new and has not been addressed before, except for simple sub-solutions. This is considered as “the most significant problem with the IP environment” [1]. Thus, the most important contribution of this research will be the holistic approach, in which networking, end-systems and rendering aspects are integrated into a cost-effective infrastructure for building distributed real-time VR applications on IP-based networks.

Collaborative geographic visualization

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Gestão e Sistemas Ambientais

Desenvolvimento de recursos educativos em dispositivos móveis - RealHiBook

Nos últimos anos têm existido bastantes pesquisas e um grande investimento quer na área da educação à distância quer ao nível das tecnologias móveis. A dada altura percebeu-se que cada vez mais poderiam ser utilizados dispositivos móveis no contexto da educação e de que estes já seriam capazes de responder às exigências necessárias para que fosse possível criar ou melhorar cenários com recursos educativos. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo que facilite a aprendizagem em dispositivos móveis. Nesse sentido, decidiu-se que seria uma mais-valia adicionar a este projeto, a utilização da Realidade Aumentada como potenciador de melhorias no processo de aprendizagem. A Realidade Aumentada, a par do que acontece com a educação à distância e com as tecnologias móveis, é uma área alvo de constantes investigações e inovação. Apresenta como principal capacidade a interação do utilizador com vários modelos virtuais incluídos numa cena real. Esta capacidade proporciona experiências que podem contribuir para o aumento da motivação e da perceção por parte dos alunos. A forma como o utilizador interage com as aplicações móveis é vista com extrema importância, principalmente na área da educação. Aliar uma boa interação à utilização da Realidade Aumentada, é parte integrante deste trabalho. Foram estudados exemplos de interações e formas como o utilizador vive a experiência durante a utilização de aplicações que partilham o mesmo tipo de tecnologias utilizadas neste projeto. O objetivo final foca-se na criação de uma aplicação, capaz de fornecer uma experiência enriquecedora no âmbito do ensino, ligado ao tema história e que consiga fundamentar a criação de um modelo que facilite a aprendizagem utilizando plataformas móveis. Os objetivos são corroborados por um conjunto de testes efetuados à aplicação e pelos resultados obtidos através de um questionário feito a um grupo de pessoas que testaram o protótipo.

Georeferencing Road Accidents with Google Earth: Transforming Information into Knowledge for Decision Support

Over the last fifty years mobility practices have changed dramatically, improving the way travel takes place, the time it takes but also on matters like road safety and prevention. High mortality caused by high accident levels has reached untenable levels. But the research into road mortality stayed limited to comparative statistical exercises which go no further than defining accident types. In terms of sharing information and mapping accidents, little progress has been mad, aside from the normal publication of figures, either through simplistic tables or web pages. With considerable technological advances on geographical information technologies, research and development stayed rather static with only a few good examples on dynamic mapping. The use of Global Positioning System (GPS) devices as normal equipments on automobile industry resulted in a more dynamic mobility patterns but also with higher degrees of uncertainty on road traffic. This paper describes a road accident georeferencing project for the Lisbon District involving fatalities and serious injuries during 2007. In the initial phase, individual information summaries were compiled giving information on accidents and its majour characteristics, collected by the security forces: the Public Safety Police Force (Polícia de Segurança Pública - PSP) and the National Guard (Guarda Nacional Republicana - GNR). The Google Earth platform was used to georeference the information in order to inform the public and the authorities of the accident locations, the nature of the location, and the causes and consequences of the accidents. This paper also gives future insights about augmented reality technologies, considered crucial to advances to road safety and prevention studies. At the end, this exercise could be considered a success because of numerous consequences, as for stakeholders who decide what to do but also for the public awareness to the problem of road mortality.

Módulo de realidade aumentada para uma aplicação LBS

As aplicações móveis de serviços baseados na localização, denominados LBS (Location-based services), disponibilizam serviços ao utilizador baseadas na sua localização geográfica. Este tipo de serviços começou a surgir ainda na década de 90 e, à medida que o número de dispositivos móveis cresceu de forma exponencial, a sua oferta disparou consideravelmente. Existem várias áreas com aplicabilidade prática, mas o foco desta tese é a pesquisa e localização de pontos de interesse (POI’s). Através dos sensores que os dispositivos móveis atualmente disponibilizam, torna-se possível localizar a posição do utilizador e apresentar-lhe os pontos de interesse que estão situados em seu redor. No entanto essa informação isolada revela-se por vezes insuficiente, uma vez que esses pontos de interesse são à partida desconhecidos para o utilizador. Através do serviço coolplaces, um projeto que pretende dedicar-se à pesquisa e partilha de POI’s, podemos criar a nossa rede de amigos e de locais, beneficiando assim da respetiva informação de contexto de um determinado POI. As inovações tecnológicas permitiram também o aparecimento de aplicações de Realidade Aumentada nos dispositivos móveis, isto é, aplicações capazes de sobrepor imagens virtuais a visualizações do mundo real. Considerando a visualização de POI’s num dado ambiente, se encararmos a Realidade Aumentada como um potenciador da interação do utilizador com o mundo real, rapidamente identificamos as potencialidades da junção destes conceitos numa só aplicação. Sendo assim, o trabalho desenvolvido nesta tese pretende constituir um estudo sobre a implementação e desenvolvimento de um módulo de Realidade Aumentada para a aplicação móvel do serviço coolplaces, fazendo uso da tecnologia disponível no mercado de forma a proporcionar uma experiência inovadora e acrescentar valor à referida aplicação.

Building information modeling como ferramenta de visualização de realidade aumentada em obras de reabilitação – um caso de estudo

Congresso Construção 2012 - 4º Congresso Nacional/17, 18 e 19 Dezembro

Interactive acquisition of spatial information from images for multimedia applications

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Informática

Augmenting spaces and creating interactive experiences using video camera networks

This research addresses the problem of creating interactive experiences to encourage people to explore spaces. Besides the obvious spaces to visit, such as museums or art galleries, spaces that people visit can be, for example, a supermarket or a restaurant. As technology evolves, people become more demanding in the way they use it and expect better forms of interaction with the space that surrounds them. Interaction with the space allows information to be transmitted to the visitors in a friendly way, leading visitors to explore it and gain knowledge. Systems to provide better experiences while exploring spaces demand hardware and software that is not in the reach of every space owner either because of the cost or inconvenience of the installation, that can damage artefacts or the space environment. We propose a system adaptable to the spaces, that uses a video camera network and a wi-fi network present at the space (or that can be installed) to provide means to support interactive experiences using the visitor’s mobile device. The system is composed of an infrastructure (called vuSpot), a language grammar used to describe interactions at a space (called XploreDescription), a visual tool used to design interactive experiences (called XploreBuilder) and a tool used to create interactive experiences (called urSpace). By using XploreBuilder, a tool built of top of vuSpot, a user with little or no experience in programming can define a space and design interactive experiences. This tool generates a description of the space and of the interactions at that space (that complies with the XploreDescription grammar). These descriptions can be given to urSpace, another tool built of top of vuSpot, that creates the interactive experience application. With this system we explore new forms of interaction and use mobile devices and pico projectors to deliver additional information to the users leading to the creation of interactive experiences. The several components are presented as well as the results of the respective user tests, which were positive. The design and implementation becomes cheaper, faster, more flexible and, since it does not depend on the knowledge of a programming language, accessible for the general public.

Cost-effective and lightweight mobile units for MixAR: A comparative trial among different setups

Cultural heritage has arousing the interest of the general public (e.g. tourists), resulting in the increasing number of visitations to archaeological sites. However, many buildings and monuments are severely damaged or completely destroyed, which doesn’t allow to get a full experience of “travelling in time”. Over the years, several Augmented Reality (AR) approaches were proposed to overcome these issues by providing three-dimensional visualization of reconstructed ancient structures in situ. However, most of these systems were made available through heavy and expensive technological bundles. Alternatively, MixAR intends to be a lightweight and cost-effective Mixed Reality system which aims to provide the visualization of virtual ancient buildings reconstructions in situ, properly superimposed and aligned with real-world ruins. This paper proposes and compares different AR mobile units setups to be used in the MixAR system, with low-cost and lightweight requirements in mind, providing different levels of immersion. It was propounded four different mobile units, based on: a laptop computer, a single-board computer (SBC), a tablet and a smartphone, which underwent a set of tests to evaluate their performances. The results show that mobile units based on laptop computer and SBC reached a good overall performance while mobile units based on tablet and smartphone did not meet such a satisfactory result even though they are acceptable for the intended use.

MixAR mobile prototype: visualizing virtually reconstructed ancient structures in situ

Archeology and related areas have a special interest on cultural heritage sites since they provide valuable information about past civilizations. However, the ancient buildings present in these sites are commonly found in an advanced state of degradation which difficult the professional/expert analysis. Virtual reconstructions of such buildings aim to provide a digital insight of how these historical places could have been in ancient times. Moreover, the visualization of such models has been explored by some Augmented Reality (AR) systems capable of providing support to experts. Their compelling and appealing environments have also been applied to promote the social and cultural participation of general public. The existing AR solutions regarding this thematic rarely explore the potential of realism, due to the following lacks: the exploration of mixed environments is usually only supported for indoors or outdoors, not both in the same system; the adaptation of the illumination conditions to the reconstructed structures is rarely addressed causing a decrease of credibility. MixAR [1] is a system concerned with those challenges, aiming to provide the visualization of virtual buildings augmented upon real ruins, allowing soft transitions among its interiors and exteriors and using relighting techniques for a faithful interior illumination, while the user freely moves in a given cultural heritage site, carrying a mobile unit. Regarding the focus of this paper, we intend to report the current state of MixAR mobile unit prototype, which allows visualizing virtual buildings – properly aligned with real-world structures – based on user's location, during outdoor navigation. In order to evaluate the prototype performance, a set of tests were made using virtual models with different complexities.

Entorn de desenvolupament de realitat augmentada

La Realitat Augmentada és un camp en ple auge investigador. En aquest projecte proposem un entorn amb el qual poder prototipar tant aplicacions d'usuari com algoritmes associats a aquesta tecnologia. En aquesta memòria es recullen l'estudi previ, el disseny i els detalls d'implementació de l'entorn proposat així com una solució específica de Realitat Augmentada associada a aquest entorn basada en visió per computador. Finalment, es presenten els resultats d'una anàlisi de rendiment i de disseny del projecte.

Realitat augmentada per Android a la Vall d'Incles

En aquest treball s'exposa un petit estudi de la tecnologia Android, també es fa un anàlisi de la realitat augmentada i del framework LookAR. Es comença amb una visió general del funcionament d'Android, es repassa el concepte de realitat augmentada i s'analitzen diferents eines de treball per RA. Es fa una descripció del funcionament de LookAR i s'analitzen les eines per a mapes GoogleMaps i OpenstreetMaps. Finalment es realitza una aplicació en Android amb quatres funcionalitats. Una funció de càmera de realitat augmentada amb el framework Lookar, una funció de GoogleMaps per mostrar la nostra ubicació en un mapa, una altre funció per mostrar la localització via GPS o WIFI i finalment una funció per mostrar una llista de diferents punts d'interès que s'utilitzaran per mostrar informació sobre el mapa i en la càmera de realitat augmentada.

Realitat augmentada per Android a la ciutat de Palma de Mallorca (RAPAMA)

Aquest projecte de final de carrera (PFC) consisteix en l'estudi, anàlisi, disseny i implementació d'un sistema de realitat augmentada (RA) que permet localitzar les aturades dels serveis de transport públic de la ciutat, així com detectar les més properes a la ubicació actual de l'usuari. Per aquest projecte s'ha desenvolupat una aplicació Android amb el framework LookAR que permet detectar la posició i orientació del dispositiu i informarà de les aturades es troben més a prop. Per això es fa servir informació georeferenciada de les aturades que s'emmagatzemen en una base de dades i es far el tractament necessari per posicionar-les. Per altra banda, s'utilitzen el GPS i giroscopi o brúixola digital, per conèixer la orientació i d'aquesta manera poder indicar i representar gràficament la informació que es té emmagatzemada a la base de dades espacial. L'accés a la informació espacial per part de l'aplicació, no és directe, sinó que es realitza a través d'un servei web desenvolupat segons els estàndards.

2010 Horizon Report: Iberoamerican Edition

The series of Horizon Reports is the most tangible outcome of the New Media Consortium's Horizon Project, a qualitative research endeavour launched in 2002 which identifies and describes the emergingtechnologies with the greatest potential to have an impact on teaching, learning, research and creative expression in the global education field. This volume,the 2010 Horizon Report: Iberoamerican Edition, focuses on research in countries of the iberoamerican region (including the whole of Latin America, Spainand Portugal) and in the field of higher education. The 2010 Horizon Report: Iberoamerican Edition is the first to offer this regional contextualization and hasbeen produced by the NMC and the eLearn Center of the Universitat Oberta de Catalunya (UOC).