TÓPICOS DE INFORMÁTICA
AVANÇADA II
Criação de Ambientes Virtuais
Processo de Desenvolvimento de Ambientes Virtuais
Prof. Régis Albuquerque
CRIAÇÃO DE AMBIENTES VIRTUAIS
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Para criar um mundo virtual interativo, é
necessário modelar um ambiente composto por
múltiplos objetos e habilitá-los com
características virtuais.
A maioria dos sistemas de construção de mundos
virtuais compartilha alguns conceitos básicos e
permitem aos desenvolvedores criar simulações
bastante realistas.
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CRIAÇÃO DE AMBIENTES VIRTUAIS
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O Universo representa o lugar aonde ocorre a
experiência de RV, o lugar a ser modelado. Este
universo contém Objetos, que são caracterizados
por geometria, aparência e comportamento.
Qualquer objeto é descrito por um conjunto de
polígonos e “renderizado” utilizando técnicas e
procedimentos da Computação Gráfica.
A maioria dos softwares para criação de
aplicativos de RV permite a importação e
exportação de geometrias.
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CRIAÇÃO DE AMBIENTES VIRTUAIS
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VRML, JAVA3D e X3D
AVRIL
Virtual Reality Studio e Cyberspace Development Kit
VREAM
Walkthrough e EON Studio
WordToolkit
World Up
MicroM
Alice
3D WebMaster
VR Juggler
TrueSpace
Blender
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VRML, JAVA3D E X3D
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VRML (Virtual Reality Modeling Language, que
significa: Linguagem para Modelagem de Realidade
Virtual)
Utilizado tanto para a internet como para ambientes
desktop.
Por meio desta linguagem, escrita em modo texto, é
possível criar objetos tridimensionais podendo definir
cor, transparência, brilho, textura (associando-a a um
bitmap).
Os objetos podem ser formas básicas, como esferas,
cubos, ovóides, hexaedros, cones, cilindros, ou formas
criadas pelo próprio programador, como as extrusões.
Não é necessário um software específico para a
criação de arquivos VRML (embora existam), uma vez
que os objetos podem ser todos criados em modo texto.
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VRML
MATERIAIS NECESSÁRIOS
Um editor de textos simples. O Bloco de notas
é ideal. Também vale qualquer outro editor em
modo ASCII. E também podemos utilizar editores
especializados como o VRML PAD.
 Um visualizador VRML para ver os resultados,
que se instala no navegador como qualquer outro
plug-in. Possivelmente seu navegador já está
preparado para ver os mundos em VRML, e se
não, tem que instalá-lo. Um visualizador muito
conhecido é o Cosmo Player.
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VRML
PROGRAMAS QUE GERAM VRML
3ds Max
 Blender
 Wings 3D
 HoloDraw
 Art of Illusion
 Vivaty Studio
 DoGA
 Avatar Studio
 SolidWorks
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JAVA 3D
Java 3D é uma API 2D e 3D para a linguagem
Java baseada em grafos de cena.
 Foi construída tendo como base o OpenGL.
 o Java 3D tem a preocupação de possibilitar a
utilização de conceitos da POO, como o
Polimorfismo, para a criação da aplicações em
ambientes tridimensionais.
 O grafo de cena é estruturado como uma árvore
contendo vários elementos que ditam o modo
como a cena será construída e exibida, além de
comportamentos que poderão ser observados ao
longo do tempo (como animações, respostas a
interação do usuário, colisões, etc).
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JAVA 3D
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Java 3D também oferece suporte a uma lista
extensa de periféricos que tornam mais imersiva
a interação com o mundo virtual:
Headsets, CAVE , som 3D espacial, suporte a
telas múltiplas e visão estereoscópica.
O Java 3D tem sido amplamente utilizado para
ambientes de realidade virtual e tem ganhado
espaço também no desenvolvimento de jogos.
Uma prova disso é o surgimento de engines que
tem como base o Java 3D
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X3D
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X3D é um padrão aberto para distribuir conteúdo 3D
O X3D não é uma API de programação,nem tão pouco
um formato de arquivo para troca de geometrias
Combina ambos, geometria e descrições de
comportamentos instantâneos num simples arquivo
que tem varios formatos de arquivos disponíveis para
isso, incluindo o Extensible Markup Language(XML).
O X3D surgiu de uma revisão da especificação ISO
VRML97.
O X3D possui diversos níveis de funcionalidades
através das várias definições de perfis (profile). Um
desses perfis é chamado de Interchange e é dirigido
especificamente para ferramentas de criação de
conteúdo digital (DCC) como AutoCAD, 3DSMax e
Maya por trocar geometrias básicas sem nenhum
modelo de execução
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AVRIL
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Rend386:
Software foi desenvolvido por Dave Stampe e Bernie
Roehl na Universidade de Waterloo no Canadá.
É uma ferramenta para programadores, pois exige
conhecimentos da linguagem C e de geometria
tridimensional.
Com o REND386 é possível desenvolver mundos,
deferir superfícies e atribuir cores.
Programado para ser veloz, sua característica de
animação permite a sensação virtual de tempo real.
Uma nova versão deste software, contendo uma
proposta de programação mais “amigável” foi criado e
é denominada AVRIL.
O Rend386 caiu em desuso.
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VIRTUAL REALITY STUDIO E CYBERSPACE
DEVELOPMENT KIT
Virtual Reality Studio:
 Desenvolvido por uma empresa europeia de jogos
interactivos, o Virtual Reality Studio permite modelar e
visualizar paisagens 3D e interagir com objectos 3D
animados nos cenários.
 Este software permite o uso de placas de som para
produção de som interactivo e seu preço é directamente
proporcional à resolução de suas imagens: baixo.
O Cyberspace Development Kit:
 Da Autodesk é um software bastante potente.
 É um conjunto de bibliotecas para programadores C++ que
permite interface com os dispositivos mais comuns de RV e
geração de imagens em estéreo. Além de poder ser utilizado
em diferentes plataformas (Windows, etc.), ainda reconhece
arquivos com extensão DXF (modelados em CAD). Suporta
uso em rede, com múltiplos usuários.
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VREAM
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A VREAM, Inc. que desenvolveu o VREAM (Virtual
Dream) foi a primeira empresa de software de RV que não
exigiu habilidades de programação para construir um
mundo virtual.
O VREAM possui uma boa interface gráfica com o usuário e
a capacidade de criar, mudar e apagar objectos, além de
suportar som interactivo e imagens em estéreo.
O VREAM permite também não só criar mas também
visitar e interagir com mundos virtuais em tempo real,
usando um mouse ou joystick, bem como dispositivos de
entrada e saída de dados mais exóticos.
Permite também que vários usuários explorem o ambiente
ao mesmo tempo. Com ele, é possível caminhar ou voar
para qualquer ponto do espaço criado, além dos objectos
deste espaço poderem possuir propriedades elásticas e de
gravidade embutidas.
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WALKTHROUGH E EON STUDIO
Projetado pela Virtus Corporation, o
WalkThrough é um programa de modelagem e
visualização 3D.
 Apesar de não suportar imagens em estéreo nem
som interativo, o WalkThrough é considerado RV
pelo fato de permitir que através dos dispositivos
de entrada e saída convencionais (monitor,
teclado e mouse) possa-se caminhar pela cena
criada.
 Seu principal objetivo é auxiliar no
desenvolvimento conceitual de estruturas e
construções civis.
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WORDTOOLKIT
A Sense8 foi fundada por uma dupla de hackers
americanos que pretendia fornecer aos seus
companheiros programadores ferramentas de RV
de tempo real, independentes de plataforma
(máquina utilizada).
 Surgiu então o WorldToolKit para Windows, um
software bastante potente que oferece vídeo em
tempo real, suporte para som interativo e exige
sólidos conhecimentos de programação.
 Basicamente, o pacote é uma vasta biblioteca em
C com funções que simplificam o processo de
criação de simulações 3D interativas em tempo
real.
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WORLD UP
Combina várias tecnologias em um ambiente
integrado que permite ao usuário desenvolver e
construir simulações complexas.
 Simulações visuais nas quais os objetos gráficos
possuem propriedades e comportamentos reais.
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MICROM
O MicroM constitui uma ferramenta de autoria
para a criação de adventures educacionais (jogos
de aventura).
 A ferramenta em si permite ao autor a criação de
objetos virtuais e também a disposição destes
objetos, constituindo assim os cenários do
ambiente.
 A ferramenta possui alguns componentes básicos:
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ambiente físico virtual, composto pelos objetos
(orientados a eventos) e por cenários;
 interface capaz de permitir que um ou mais usuários
interajam no mundo.
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MICROM
As operações de inspeção e de navegação pelo
ambiente são realizadas através do browser 3D
(Community Place Browser da Sony) capaz de
implementar as possibilidades de caminhar e
flutuar dentro do ambiente, além de rotacionar
um objeto, aproximar-se ou distanciar-se dele.
 O MicroM permite criar um mundo virtual,
selecionar um mundo anteriormente criado e
excluir mundos antigos. Este processo é
interativo e pode ser feito através de uma
interface amigável composta por diversos
elementos: tela principal, barra de ferramentas e
menus. Os mundos podem ser visualizados de
maneira frontal e aérea.
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ALICE
É uma ferramenta de autoria de mundos 3D,
desenvolvido na Virginia University, que
atualmente possui direitos reservados à Carnegie
Mellon University.
 Visa auxiliar o desenvolvimento de ambientes 3D
interativos.
 A ferramenta em si não permite a construção de
objetos 3D e sim a criação de comportamentos
para os objetos que compõem uma biblioteca da
ferramenta.
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3D WEBMASTER
É outra ferramenta para projetar ambientes
interativos 3D que pode ser utilizada para
aplicações comerciais, de entretenimento, ou
apenas para fins ilustrativos.
 O software permite uma integração total de
HTML com uma interface Java, possibilitando
duas vias de comunicação para o desenvolvedor
entre uma página 3D e um Applet Java ou
JavaScript.
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VR JUGGLER
VR Juggler é um framework que esconde a
complexidade da infra-estrutura e das
especificações dos nós (dispositivos, monitores e
computadores).
 As aplicações são independentes dos dispositivos
de entrada/saída. Os desenvolvedores podem
acessar diretamente as API gráficas (OpenGL ou
OpenGL Performer) e utilizar diversos
dispositivos como luvas, mouses, monitores e
capacetes de visualização.
 Foi projetado como uma solução padrão para
aplicativos de RV.
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TRUESPACE
TrueSpace é uma poderosa ferramenta de
modelagem e animação 3D, com vários anos de
tradição.
 A sua primeira versão foi lançada em 1994, e o
programa foi sendo aperfeiçoado ao longo do
tempo, lentamente se tornando uma das
alternativas mais respeitáveis de sua área.
 Em 2008, a companhia produtora foi adquirida
pela Microsoft, e então o software passou a ser
distribuído gratuitamente
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BLENDER
Blender (também conhecido como blender3d) é
um programa de computador de código aberto,
desenvolvido pela Blender Foundation, para
modelagem, animação, texturização, composição,
renderização, edição de vídeo e criação de
aplicações interativas em 3D, tais como jogos,
apresentações e outros, através de seu motor de
jogo integrado, o Blender Game Engine.
 Está disponível sob uma licença dupla: BL / GNU
General Public License. O Blender ainda tem
partes licenciadas sob a Python Software
Foundation License.
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VRML
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PRÁTICA
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Criação de um ambiente virtual:
1 – Descrever o cenário (Lugar: rua, casa, prédio;
Tempo: chuva, sol, noite; Outros aspectos)
2 – Descrever os objetos do cenário (Pessoas, animais,
plantas, formas, coisas, etc). Os objetos podem ser
importados.
3 – Descrever as caracteristicas e posições dos objetos.
Obs.: Pode-se esquematizar ou desenhar uma prévia
de como seria o cenário. O ambiente pode possuir sons
ou musicas.
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