H-N2N : uma arquitetura hierárquica escalável para ambientes de realidade mista de grande porte

In this work, we propose a solution to solve the scalability problem found in collaborative, virtual and mixed reality environments of large scale, that use the hierarchical client-server model. Basically, we use a hierarchy of servers. When the capacity of a server is reached, a new server is created as a sun of the first one, and the system load is distributed between them (father and sun). We propose efficient tools and techniques for solving problems inherent to client-server model, as the definition of clusters of users, distribution and redistribution of users through the servers, and some mixing and filtering operations, that are necessary to reduce flow between servers. The new model was tested, in simulation, emulation and in interactive applications that were implemented. The results of these experimentations show enhancements in the traditional, previous models indicating the usability of the proposed in problems of all-to-all communications. This is the case of interactive games and other applications devoted to Internet (including multi-user environments) and interactive applications of the Brazilian Digital Television System, to be developed by the research group. Keywords: large scale virtual environments, interactive digital tv, distributed

Integrando multiagentes em ambientes 3D: um serious game para estimulação cognitiva

Sistemas Multiagentes estão recebendo cada vez mais a atenção de pesquisadores e desenvolvedores de jogos virtuais. O uso de agentes permite controlar o desempenho do usuário, adaptando a interface e alterando automaticamente o nível de dificuldade das tarefas. Este trabalho descreve uma estratégia de integração de sistemas multiagentes e ambientes virtuais tridimensionais e exemplifica a viabilidade dessa integração através do desenvolvimento de um jogo com características de Serious game. Este jogo visa estimular as funções cognitivas, tais como atenção e memória e é voltado para pessoas portadoras de diferentes distúrbios neuropsiquiátricos. A construção do jogo foi apoiada em um processo de desenvolvimento composto por várias etapas: estudos teóricos sobre as áreas envolvidas, estudo de tecnologias capazes de apoiar essa integração, levantamento de requisitos com especialistas, implementação e avaliação com especialistas. O produto final foi avaliado por especialistas da área médica, que consideraram os resultados como positivos.

Se(r) um leitor em um ambiente virtual e aprendizagem: a utilização do insólito como estratégia de leitura e escrita no ensino superior

Este trabalho relata as estratégias e atividades realizadas em disciplinas semipresenciais desenvolvidas durante os períodos letivos de 2008 a 2012 com alunos dos cursos de Administração e de Ciências Contábeis, no ambiente virtual de aprendizagem Moodle. As disciplinas foram desenvolvidas segundo os princípios das abordagens colaborativas de aprendizagem com o objetivo de examinar as possibilidades de uso dos insólitos como estratégia de leitura e escrita. Buscou-se ainda apontar a aplicabilidade das estratégias didáticas descritas como forma de aprimorar as competências de leitura e escrita em alunos ingressantes no ensino superior e fornecer subsídios para a continuação da pesquisa. O trabalho mantém uma relação interdiscursiva com a obra Se um Viajante numa Noite de Inverno, de ítalo Calvino (1982), o que lhe possibilita não somente a titulação dos capítulos, mas também a construção sutil de uma presença que os perpassa. Do autor, retira também seis propostas ( leveza, rapidez, exatidão, visibilidade, multiplicidade e consistência) capazes de aprimorar a qualidade da comunicação em ambientes informáticos. Busca, ainda, na produção teórica de Michael Serres, um conceito singular de comunicação, algo capaz de transcender a substancialidade e de compreender e estimular a construção da presencialidade por meio de trocas e relações em ambientes virtuais de aprendizagem. Em vista disso, a pesquisa apoia-se na construção -reflexão- reconstrução de oficinas on-line que utilizam o insólito - concebido como algo surpreendente e propiciador de desestabilização - na construção de estratégias propiciadoras de aprimoramento da leitura e da produção textual de estudantes universitários. Recorre também às pesquisas desenvolvidas por Mikhail Bakhtin, Ângela Kleiman, Carla Coscarelli e Vilson Leffa, contribuições decisivas tanto na elaboração das oficinas on-line, quanto na reflexão que se tece ao longo da pesquisa. Por fim, busca apoio nos estudos sobre Estilos de Aprendizagem e na aplicação do Teste de Cloze para o aprimoramento das reflexões construídas

Biblioteca de navegação autónoma baseada em campos de potencial

Trabalho de Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

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.

Qualificando - ambiente virtual de aprendizagem via Internet

A recente proliferação do uso da Internet como mídia pedagógica no cenário contemporâneo da educação à distância tem gerado discussões e interesse, tanto no meio acadêmico quanto no meio empresarial. A elaboração de metodologias para desenvolvimento de soluções tecnológicas, neste contexto, vem sendo objeto de pesquisa em diversas áreas do conhecimento. Os Sistemas de Informação Web se inserem nesta realidade, particularmente através dos Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA), sistemas que integram os diversos recursos da Internet passíveis de emprego educacional, como a transmissão de conteúdos multimídia e ferramentas de comunicação e interação, devidamente orientados por uma base pedagógica adequada aos objetivos e pressupostos da iniciativa educacional almejada. Assim, o presente trabalho tem como objetivo a proposição de uma estrutura para desenvolvimento de Ambientes Virtuais de Aprendizagem via Internet. Para tanto, empregou-se a metodologia de pesquisa-ação. Como resultado prático da estruturação proposta, é descrito o AVA via Internet Qualificando, voltado para o ensino à distância de Engenharia de Produção no Departamento de Engenharia de Produção e Transportes da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Um ambiente virtual multimídia de ensino na web, com transmissão ao vivo e interatividade

Cada vez mais tem se pensado em formas de aprimorar o ensino nas mais diversas áreas. E para isso, a Internet tem sido um ambiente de apoio à atualização e renovação das formas de ensino convencionais, bem como viabilizado o ensino a distância, tendo como base a possibilidade de acesso rápido às informações e a troca de idéias entre as pessoas. Acrescentando a isto a utilização de novas técnicas pedagógicas na preparação do material de ensino, pode-se pensar na criação de ambientes virtuais. Tem-se observado que cursos virtuais, em todas as áreas de interesse, têm sido oferecidos por universidades e escolas do Brasil e do mundo. Contudo, muitos destes cursos têm repetido fórmulas já desgastadas no ensino tradicional, e por esta razão, tornado-se experiências mal sucedidas de ensino a distância, com elevadas taxas de desistência e frustrações por parte dos alunos. Diversas experiências demonstram que a simples inovação na criação de material didático não resolve toda a problemática associada a esta nova forma de ensino. Há também a necessidade de criar mecanismos que promovam a interatividade entre professor e aluno, para que os mesmos possam prover comunicação. É importante, portanto, que sejam estudadas ferramentas e recursos que possam ser utilizados de forma eficaz para a criação de ambientes que permitam essa interação, como a transferência de dados multimídia (em tempo real ou não) na Internet. O uso de multimídia nas aplicações permite construir ambientes de aprendizagem apoiados por computador muito estimulantes e eficientes. A partir disso, detectou-se que uma das maiores desvantagens dos cursos a distância através da Web, nos quais não são previstos encontros síncronos, consta da falta de programação dos alunos. Isto significa que, como o horário é flexível, a tarefa de acompanhamento do curso acaba sendo substituída por outras tarefas do dia a dia. Desta forma, o presente trabalho apresenta o projeto de um ambiente para aulas virtuais multimídia na Web, apoiado na transmissão de dados multimídia em tempo real e interatividade entre os participantes da aula remota, cujo protótipo chama-se EMUVICS (Environment for MUltimedia VIrtual ClasseS). A transmissão ao vivo são as aulas programadas no conteúdo programático do curso, onde os alunos teriam o compromisso em um horário agendado para interagir com o professor e os outros alunos do curso. O ambiente baseia-se na integração de material didático disponibilizado com antecedência e transmissão de áudio e vídeo ao vivo, com controle de acesso e navegação, permitindo também acesso assíncrono, interatividade síncrona e assíncrona do referido material e aula ao vivo.

Infra-estrutura para avaliação e testes de protocolos sociais de comunicação em ambientes tridimencionais compartilhados

The advent of the Internet stimulated the appearance of several services. An example is the communication ones present in the users day-by-day. Services as chat and e-mail reach an increasing number of users. This fact is turning the Net a powerful communication medium. The following work explores the use of communication conventional services into the Net infrastructure. We introduce the concept of communication social protocols applied to a shared virtual environment. We argue that communication tools have to be adapted to the Internet potentialities. To do that, we approach some theories of the Communication area and its applicability in a virtual environment context. We define multi-agent architecture to support the offer of these services, as well as, a software and hardware platform to support the accomplishment of experiments using Mixed Reality. Finally, we present the obtained results, experiments and products

Convergência digital de sistemas de aprendizado colaborativo, considerando ambientes da web e da TV digital no Brasil

Pós-graduação em Ciência da Computação - IBILCE

Modelagem de objetos tridimensionais para um ambiente interativo de instruções técnicas virtuais

Esta dissertação aborda metodologias de criação de objetos tridimensionais destinados a ambientes virtuais interativos, contextualizando as principais técnicas de implementação computacional envolvidas no processo. Foi utilizado como estudo de caso o Sistema de Instruções Técnicas Virtuais, desenvolvido pelo Laboratório de Realidade Virtual (LaRV) da Universidade Federal do Pará (UFPA) para as Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A (Eletronorte), como recurso de treinamento e simulação de procedimentos de manutenção e operação da Usina Hidrelétrica de Tucuruí.

O aprimoramento de um software de estúdio virtual por meio de técnicas de matting digital e registro de objetos virtuais

A virtual studio system can use technologies as augmented reality and digital matting to decrease production costs at the same time it provides the same resources of a conventional studio. With this, it’s possible for the current studios, with low cost and using conventional devices, to create productions with greater image quality and effects. Some difficulties are recurrent in virtual studio applications that use augmented reality and digital matting. The virtual objects registration in augmented reality techniques suffer from problems caused by optical distortions in the camera, errors in the marker tracking system, lack of calibration on the equipments or on the environment (lighting, for example), or even by delays in the virtual objects display. On the other hand, the digital matting’s main problem is the real-time execution to preview the scene, which must have optimized processing speed at the same time while maintain the best image quality possible. Taking the given context into consideration, this work aims to give continuity to a virtual studio system called ARStudio, by enhancing digital matting, virtual objects registration and introducing a segmentation based on depth map, yet adding better control over functionalities previously implemented

Uma metodologia para a geração de conteúdos digitais baseado na utilização de estudios virtuais com realidade aumentada

Pós-graduação em Televisão Digital: Informação e Conhecimento - FAAC

Orquestração de migração massiva de máquinas virtuais baseada em análise cíclica para ambientes de computação na nuvem.

Um das principais características da tecnologia de virtualização é a Live Migration, que permite que máquinas virtuais sejam movimentadas entre máquinas físicas sem a interrupção da execução. Esta característica habilita a implementação de políticas mais sofisticadas dentro de um ambiente de computação na nuvem, como a otimização de uso de energia elétrica e recursos computacionais. Entretanto, a Live Migration pode impor severa degradação de desempenho nas aplicações das máquinas virtuais e causar diversos impactos na infraestrutura dos provedores de serviço, como congestionamento de rede e máquinas virtuais co-existentes nas máquinas físicas. Diferente de diversos estudos, este estudo considera a carga de trabalho da máquina virtual um importante fator e argumenta que escolhendo o momento adequado para a migração da máquina virtual pode-se reduzir as penalidades impostas pela Live Migration. Este trabalho introduz a Application-aware Live Migration (ALMA), que intercepta as submissões de Live Migration e, baseado na carga de trabalho da aplicação, adia a migração para um momento mais favorável. Os experimentos conduzidos neste trabalho mostraram que a arquitetura reduziu em até 74% o tempo das migrações para os experimentos com benchmarks e em até 67% os experimentos com carga de trabalho real. A transferência de dados causada pela Live Migration foi reduzida em até 62%. Além disso, o presente introduz um modelo que faz a predição do custo da Live Migration para a carga de trabalho e também um algoritmo de migração que não é sensível à utilização de memória da máquina virtual.

Classificação de técnicas e auxílio à navegação de busca com base em sua carga cognitiva, precisão e eficiência

Navigation, in both virtual and real environments, is the process of a deliberated movement to a specific place that is usually away from the origin point, and that cannot be perceived from it. Navigation aid techniques (TANs) have as their main objective help finding a path through a virtual environment to a desired location and, are widely used because they ease the navigation on these unknown environments. Tools like maps, GPS (Global Positioning System) or even oral instructions are real world examples of TAN usage. Most of the works which propose new TANs for virtual environments aim to analyze their impact in efficiency gain on navigation tasks from a known place to an unknown place. However, such papers tend to ignore the effect caused by a TAN usage over the route knowledge acquisition process, which is important on virtual to real training transfer, for example. Based on a user study, it was possible to confirm that TANs with different strategies affects the performance of search tasks differently and that the efficiency of the help provided by a TAN is not inversely related to the cognitive load of the technique’s aids. A technique classification formula was created. This formula utilizes three factors instead of only efficiency. The experiment’s data were applied to the formula and we obtained a better refinement of help level provided by TANs.