Desenvolvimento e avaliação de um sistema de realidade aumentada para visualização cartográfica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Gabriel Henrique de Almeida
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/52042
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasCenteno, Jorge Antonio Silva, 1963-Pereira, Gabriel Henrique de Almeida2024-05-06T18:55:07Z2024-05-06T18:55:07Z2017https://hdl.handle.net/1884/52042Orientador: Prof. Dr. Jorge Antonio Silva CentenoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 16/02/2017Inclui referências : f. 174-95Resumo: Nas últimas décadas é notável o aparecimento de sistemas computacionais que favorecem os usuários a executar suas tarefas. Dentre os sistemas que prometem auxiliar os usuários a executar suas tarefas - inclusive as tarefas de leitura de mapa - os baseados em Realidade Aumentada (RA) mostram-se bastante promissores. Estas interfaces computacionais mais naturais podem possibilitar novas formas de interação com a informação e com o ambiente ao redor do usuário. Entretanto, pouco deste tema tem sido explorado, principalmente, no Brasil. Por esse motivo, elaborou-se a presente pesquisa com a intenção de desenvolver e analisar alguns protótipos de Realidade Aumentada para a Cartografia, para interação com mapas e dados geográficos. Neste trabalho abordou-se e utilizou-se de diferentes metodologias para RA, como com e sem marcadores fiduciais especiais, em versão desktop ou para dispositivos móveis. Foram utilizados dados geoespaciais referentes à características físicas, políticas, sociais e demográficas, econômicas e ambientais, integradas sobre diferentes tipos de mapas impressos, de temáticos a topográficos. Explorou-se também a utilização vários formatos de dados, de vetorial a raster, 2D, 3D, animações, etc. É possível destacar que os sistemas de Realidade Aumentada desenvolvidos trazem novas possibilidades de manipulação de dados geográficos, trazendo novas oportunidades de interação com o mapa impresso ou dados geoespaciais digitais. Porém, destaca-se que o desenvolvimento para dispositivos móveis e sem a utilização de marcadores fiduciais externos apresenta-se altamente atrativo, uma vez que este sistema de RA pode ser considerado como uma "lente mágica" ou uma "janela" para o mundo virtual, onde o usuário pode ter acesso a outras informações geoespaciais digitais sobrepostas ao ambiente real através destes dispositivos móveis. Ainda, com a execução de testes com usuários verificou-se que os sistemas de RA desenvolvidos trouxeram significativas melhorias para seus usuários na execução das tarefas, assim como ganhos em quesitos como motivação, confiança, diminuição de demandas físicas e mentais, etc. Com relação à preferencia dos usuários, a grande maioria dos usuários entrevistados preferiu trabalhar com estes sistemas de RA desenvolvidos do que apenas com os mapas impressos. Estudos também sobre se o conhecimento prévio do usuário poderia influenciar na execução das tarefas indicaram que, por mais que os sistemas de RA tenham auxiliado a grande maioria dos usuários, os sistemas de RA possuíram maior aceite e trouxeram maiores contribuições aos usuários não especialistas. Também, verificou-se que, por várias vezes, os usuários tendiam a "brincar" mais com o sistema de RA do que com o mapa impresso, passando mais tempo analisando determinada área ou fenômeno geográfico, demonstrando assim maior interação com os dados e espaço geográfico. Em todos os testes executados foi possível verificar que os usuários se mostravam mais interessados em executar suas tarefas quando apoiados pelos sistemas de RA, por vezes executando as tarefas sorrindo ou fazendo exclamações e comentários positivos sobre o sistema de RA. Desta forma, aplicações de Realidade Aumentada, como a descrita neste trabalho, se tornam importantes ferramentas no auxílio às questões profissionais como planejamento e gestão do espaço geográfico, ou até à área da educação, ensino e aprendizagem, uma vez que a integração dos dados em um ambiente mais interativo pode auxiliar na melhoria do processo de entendimento e compreensão do espaço geográfico por parte dos seus usuários.Abstract: In the last decades it is notable the increase of computational systems that help users to perform their tasks. Among the systems that promise to help users to perform their tasks - including map-reading tasks - those based on Augmented Reality (AR) are quite promising. These natural computational interfaces may allow new forms of interaction with the information and the real world around the users. However, just a little has been explored about it in the world - and especially in Brazil. For this reason, we elaborated this research to development and analyze some prototypes of Augmented Reality for Cartography, for interaction with maps and geographic data, addressing and using different methodologies, such as with or without special fiducial markers, for desktop computers or mobile devices. We have used geospatial data referring to physical, political, social, demographic, economic and environmental characteristics, integrated over different types of printed maps, from thematic to topographic maps. It is possible to highlight that the Augmented Reality systems developed in this work brought new opportunities of interaction with printed maps or digital geospatial data. Moreover, the AR systems brought the possibility of exploration of several formats, as vectors and rasters, 2D, 3D, animations, etc. It was verified that - independently of the methodologies used - with AR systems it was possible to interact with a printed physical map and virtual geographic data simultaneously. However, it is possible to affirm that the AR system developed for mobile devices and using the markerless approach is highly attractive. With this approach the AR system can be considered as a "magic lens" or a "window" to the virtual world, where users could access digital geospatial information superimposed on the real environment through these mobile AR systems. Also, with users' tests, it was verified that the AR systems developed have brought significant improvements to the execution of the tasks, such as gains in motivation, confidence, decrease of physical and mental demands, etc. About the user's preference, a large majority of users interviewed preferred to work with these AR systems than just the printed maps. Also, it has been found that sometimes users tended to "play" more with the AR system than with the printed maps, spending more time analyzing a particular area or geographic phenomenon, demonstrating more interaction with geographic data. Also, it has been verified that users were more interested in performing their tasks when supported by the AR systems - performing their tasks smiling or making exclamations and positive comments about the AR system. By this way, applications of Augmented Reality as a described in this work become an important tool for assistance to professional questions like geographic space planning and management, or to the educational area, since the integration of the geospatial data in an interactive environment can help to improve the process of understanding and comprehension of the geographical space by its users.204 f. : il. (algumas color.), grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalRealidade aumentadaPercepção espacialPercepção geográficaGeodésiaDesenvolvimento e avaliação de um sistema de realidade aumentada para visualização cartográficainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - GABRIEL HENRIQUE DE ALMEIDA PEREIRA.pdfapplication/pdf6208210https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/52042/1/R%20-%20T%20-%20GABRIEL%20HENRIQUE%20DE%20ALMEIDA%20PEREIRA.pdfb364d2af432b4b49fb0fca68a1ab7a9dMD51open access1884/520422024-05-06 15:55:07.242open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/52042Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-05-06T18:55:07Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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