Introdução

Em virtude da abrangência que os conceitos geométricos têm nos cursos de Arquitetura e Design, é importante direcionar a disciplina de Geometria para a área de atuação profissional pretendida pelo aluno.

Na medida em que, ao se utilizar os programas 3D para a elaboração do objeto tridimensional, o espaço virtual permite construir qualquer modelo, é importante enfatizar para o aluno que o objeto tridimensional deve ser exequível. Nesse sentido, para cursos de Arquitetura e/ou Design de Objetos, é importante que o aluno possa concretizar o modelo concebido no espaço virtual por meio das máquinas de prototipagem que “caracterizam-se pela capacidade de construir sólidos físicos tridimensionais a partir de modelos virtuais em 3D, sem nenhuma necessidade de desenhos para a produção” (SOARES, 2006:122). Contudo, para que o objeto tridimensional possa ser concretizado pela máquina de prototipagem é necessário que as formas que compõem o modelo estejam sob as leis que regem a geometria, para que a máquina possa identificar os pontos de concordância entre as curvas, por exemplo, e construir o objeto de forma correta.

A realidade misturada é subdividida em duas áreas: a da realidade aumentada que acrescenta objetos virtuais no espaço físico e a da virtualidade aumentada que agrega elementos capturados do espaço concreto, incorporando-os ao espaço virtual; em ambos os casos todo o processo ocorre em tempo real. A interação dos espaços, físico e virtual, está sempre presente na realidade misturada; no entanto, na realidade aumentada se sobressai a característica do espaço físico, enquanto a visualidade aumentada enfatiza o uso do espaço virtual.

A diferença básica entre a realidade virtual e a realidade misturada está centrada na percepção do espaço. Enquanto a realidade misturada procurar integrar o espaço físico com o virtual por meio de dispositivos que mantêm a percepção do indivíduo no espaço físico, a realidade virtual procura remeter a percepção para o espaço virtual, desvinculada do espaço físico. Segundo Claudio Kirner e Romero Tori, diferentemente da realidade virtual, que transporta o usuário para o ambiente virtual, a realidade aumentada mantém o usuário no seu ambiente físico e transporta o ambiente virtual para o espaço do usuário, permitindo a interação com o mundo virtual, de maneira mais natural e sem necessidade de treinamento ou adaptação (KIRNER e TORI, 2006:22).

Milgran definiu a classificação dos métodos de visualização da realidade misturada como sendo:

a) realidade aumentada com monitor (não imersiva) que sobrepõe objetos virtuais no mundo real;

b) realidade aumentada com capacete (HMD) com visão óptica direta (see-though);

c) realidade aumentada com capacete (HMD) com visão de câmera de vídeo montada no capacete;

d) virtualidade aumentada com monitor, sobrepondo objetos reais obtidos por vídeo ou textura no mundo virtual;

e) virtualidade aumentada imersiva ou parcialmente imersiva, baseada em capacete (HMD) ou telas grandes, sobrepondo objetos reais obtidos por vídeo ou textura no mundo virtual;

f) virtualidade aumentada parcialmente imersiva com interação de objetos reais, como a mão, no mundo virtual (Adaptado de MILGRAM, 1994 apud KIRNER e TORI, 2006: 26 e 27).

Dentro da realidade misturada, a realidade aumentada de caráter não imersivo permite a visualização simultânea das imagens reais e virtuais utilizando, basicamente, um computador com câmera para a captação e a visualização da imagem do espaço físico e um programa específico para realidade virtual, com o qual são posicionados os pontos de referência dos objetos virtuais para a combinação das imagens, físicas e virtuais (KIRNER e TORI, 2006:28). Em função dos equipamentos serem de fácil aquisição e manuseio, a realidade aumentada tem permitido o seu uso sem restrições em ambientes fechados ou abertos (KIRNER e SISCOUTTO, 2007:05).

O programa para realizar trabalhos com realidade aumentada prepara o sistema para a elaboração do ambiente hibrido, sendo necessário calibrar o posicionamento do objeto virtual no espaço físico, que poderá ser realizado de modo “interativo e visual ou baseado em parâmetros de posição” (KIRNER e TORI, 2006:29), permitindo a interação do usuário como os objetos, virtual e físico, tanto em imagens fixas como em movimento, em tempo real.

Existem vários programas para a realização de trabalhos com realidade aumentada10. O mais popular é o ARToolKit. ARToolKit é uma biblioteca de software baseada nas linguagens C e C++, usada para o desenvolvimento de aplicações de realidade aumentada. Este ambiente de desenvolvimento baseia-se no uso de marcadores (cartões com uma moldura retangular e com um símbolo marcado em seu interior, funcionando como um código de barra), permitindo o uso de técnicas de visão computacional para calcular a posição da câmera real e sua orientação em relação aos marcadores, de forma a fazer com que o sistema possa sobrepor objetos virtuais sobre os marcadores. ARToolKit é um código aberto que possibilita alteração e ajustes para aplicações específicas (KIRNER e TORI, 2006: 30).

A realidade aumentada, ao trabalhar com interfaces tangíveis por meio dos cartões com marcadores, proporciona uma maior naturalidade na percepção do objeto virtual integrado ao espaço físico, na medida em que a tecnologia utilizada não está em evidência, permitindo que o usuário manipule facilmente o objeto virtual vinculado ao marcador, visualizando-o por meio da câmera e da tela do computador. Esta facilidade de utilização tem permitido o uso da realidade aumentada em treinamentos, livros educativos, jogos e entretenimentos, publicidade, eventos culturais e esportivos, entre outros (KIRNER e TORI, 2006:33).

Para elaborar um trabalho com realidade aumentada que se caracteriza por rastrear os “pontos em um espaço real por um arranjo binocular de câmeras, tendo como referência um marcador detectado” (CONSULARO et al, 2007:49) por um programa de realidade aumentada, por exemplo, o ARToolkit, o aluno necessita ter conhecimento do funcionamento do registro da imagem pela câmera, ou seja, noção de perspectiva, entender o sistema binocular do olho humano, a estereoscopia e saber identificar no espaço 3D “pelo menos, dois sistemas de coordenadas: aquele que toma como referência a câmera e um outro arbitrário” (CONSULARO et al, 2007:24).O trabalho de Julian Oliver intitulado levelHead, apresentado no File 2008, em São Paulo, é um jogo de memória realizado com a tecnologia da realidade aumentada, composto por três cubos, tendo em cada face um cartão com um marcador que dá acesso a um ambiente diferente. Cada ambiente tem uma passagem de acesso para o outro cômodo (face do cubo) e o jogador deverá fazer com que o avatar, que se encontra dentro do ambiente, encontre a passagem e percorra todos os demais cômodos. Exemplos com este permitem ao aluno perceber como o estudo dos sistemas de projeção é importante para o desenvolvimento do raciocínio espacial.

Resultados esperados

Esta pesquisa procura demonstrar:

• A importância do ensino a representação do espaço, integrando as potencialidades dos suportes, físico e virtual.

• A contribuição do ensino da Geometria aliado ao uso dos meios computacionais na aprendizagem dos sistemas de projeção.

• O desenvolvimento do ensino de geometria para a criação e a representação do objeto tridimensional no espaço físico e virtual, dentro da área do Digital & Virtual Design.

Metodologia utilizada

Esta pesquisa foi realizada com a seguinte metodologia:

• Levantamento bibliográfico em livros, teses, dissertações e anais de congressos das áreas de Design, geometria, representação gráfica, perspectiva, programas gráficos e ensino.

Delimitações da pesquisa

A pesquisa priorizou o ensino da representação do espaço, dentro da área do Design, direcionando o estudo à disciplina de Geometria dos Sólidos do curso de Digital & Virtual Design, enfatizando o estudo dos sistemas de projeção, utilizando o programa 3D StudioMax utilizando a Realidade Aumentada.

Resultados

Nesta pesquisa a realidade aumentada foi utilizada apenas para exemplificar a importância dos conceitos geométricos dentro da área de atuação do designer de Digital &Virtual. Para o aluno é fundamental que a disciplina de Geometria dos Sólidos contemple o estudo da representação dos espaços, físico e virtual, e nesse sentido, o uso da realidade aumentada permite visualizar os objetos criados no espaço virtual integrados ao espaço físico.

Deste modo, o aluno passa a construir o modelo não porque domina o uso do programa 3D, mas porque consegue visualizar o processo de construção formado pelo raciocínio espacial desenvolvido pelo estudo da geometria.

Discussão

Este trabalho procura mostrar a importância do ensino da Geometria, da representação do espaço e do uso dos meios tradicionais e computacionais, tendo como objeto de estudo o curso de Digital & Virtual Design.