Sistema Imersivo para Criação e Manipulação de Esboços em 3D

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segunda-feira, 24 d novembro d 2014
Por Cauê Felipe Brighenti Pan

Este artigo tem o objetivo de apresentar o Projeto de Formatura desenvolvido em 2014 pelos alunos Cauê Felipe Brighenti Pan, Johnny Nicolas Yaya Chumpitaz e Ricardo Massakazu Ito, sob orientação do Pro. Dr. Romero Tori, do Departamento de Computação e Sistemas Digitais da Poli-USP.


Objetivo do Trabalho

Nosso projeto tem como principal objetivo desenvolver um sistema para criação de esboços em 3D dentro de um ambiente virtual. A criação do esboço se dará por meio de gestos com as mãos do usuário e será possível editar e interagir com o esboço, fazendo também uso de comandos de voz.

Motivação

Muitas aplicações podem se beneficiar de uma tecnologia que permita a geração de esboços em 3D. Entre elas, pode-se citar engenharia civil, arquitetura, medicina, produção artística e entretenimento.

Na engenharia civil e na arquitetura, esboços 3D podem ser utilizados para a auxiliar na explicação de maquetes que podem ser criadas ou carregadas para orientar o projeto de construções e design de ambientes. Na medicina, tais esboços podem auxiliar na simulação de procedimentos cirúrgicos ou na visualização da anatomia humana para ensino. No setor de entretenimento, há a possibilidade de aumentar a interação em jogos de tabuleiro, através da produção de miniaturas tridimensionais de personagens e ambientes. Ainda, um artista poderia utilizar esboços 3D na produção de suas obras e experimentação de técnicas de criação.

Além disso, este projeto poderá contribuir com o projeto VIDA (Virtual Interactive Distance-learning on Anatomy), que vem sendo desenvolvido em parceria com o LApIS (Laboratório de Pesquisa em Informática na Saúde) da EACH/USP, o Interlab (Laboratório de Pesquisa em Tecnologias Interativas) da POLI/USP e o Lpai (Laboratório de Pesquisa em Ambientes Interativos) do Centro Universitário de Senac.

O projeto VIDA visa o desenvolvimento de um ambiente virtual para ensino de anatomia, com base no Atlas Anatômico Virtual, projetando imagens em 3D que podem ser manipuladas com as próprias mãos do usuário. Com a adição da funcionalidade de esboço em 3D, será possível que o usuário esboce por cima do modelo 3D projetado, aumentando a sua interação.

Acreditamos, pois, que o produto final desse Projeto de Formatura tem vasta aplicabilidade, o que justifica sua realização, e ainda não existe um produto deste tipo disseminado na sociedade. Além disso, há grande potencial de aprendizado para a equipe do projeto, já que nenhum dos componentes tem experiências anteriores sobre esse assunto.

Ferramentas empregadas

Para possibilitar a criação dos esboços tridimensionais em um ambiente de realidade virtual, foram utilizadas as seguintes ferramentas:

  • Oculus Rift: responsável pela imersão visual do usuário, o Oculus Rift é um HMD (Head-Mounted Display) especializado em Realidade Virtual e desenvolvido pela empresa Oculus VR.]

 

  • Leap Motion: equipamento que reconhece movimentos dos dedos/mãos do usuário. Segundo a fabricante, a precisão chega a até um centésimo de milímetro.

  • Unity3D: ferramenta poderosa criada pela Unity Technologies, bastante difundida e que permite o desenvolvimento de jogos tanto em 2D quanto em 3D.

Além disso, foi adicionado suporte ao uso de mouse, teclado e monitor, para contemplar casos de uso em que o usuário não dispõe do Leap Motion e/ou Oculus Rift. Por fim, foi adicionado suporte a comandos de voz, para complementar a experiência do usuário em situações nas quais os gestos não são suficientes.

Resultados

As funcionalidades disponíveis ao término do projeto são:

  • Criação de linhas e superfícies em três dimensões;
  • Alteração de cor;
  • Remoção total ou parcial do esboço;
  • Desfazer/refazer ações;
  • Alteração de escala do esboço em uma, duas ou três dimensões;
  • Seleção, translação e rotação de esboços;
  • Geração de formas vetorizadas (círculos e retas) a partir de esboços imperfeitos criados pelo usuário.

A imagem a seguir exibe uma situação típica de uso do sistema de Esboços 3D:

Um exemplo de esboço produzido através do sistema:

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Um Comentário para “Sistema Imersivo para Criação e Manipulação de Esboços em 3D”

  1. Que legal! Isso deve agilizar um bocado a modelagem, só não deve ser muuuito influente para outras tarefas da interface, como os nodes do Blender por exemplo na hora de trabalhar a textura sobre a malha:
    http://www.dobitaobyte.com.br/blender/tecnica-de-textura-realistica-com-blender

    Mais um acessório pra gastar dinheiro. Aiaiai… rs

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    #1325

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