Interface para controle e monitoramento de ambiente colaborativo em realidade virtual

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Berwaldt, Natan Luiz Paetzhold
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
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Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/30323
Resumo: The growing interest in virtual reality (VR) devices has driven the generation of content for virtual environments (VEs). Part of this content is built upon the immersive experiences that VR can provide through real-time interaction, engagement, spatial perception, and enrichment of the overall experience. These aspects are beneficial for developing educational and training environments. However, using a virtual reality head-mounted display (HMD) disconnects users’ senses from the physical world they are currently in, and being immersed in the virtual environment makes it challenging for them to configure the simulation settings without breaking the immersion. With this in mind, this dissertation proposes developing a framework that combines multiple metaphors of indirect interaction into a unified virtual interface, enabling users to control collaborative simulations and effectively interact with other users within the virtual environment. The virtual interface is a reduced 3D representation of the environment, based on the World-in-Miniature metaphor, integrating state-of-the-art techniques with new features such as different ways of rendering, level of detail, and focus on specific regions of interest. We also present a technique for remote interaction using virtual cameras to enhance monitoring capabilities further, extending the Through-The-Lens technique with remotely controllable cameras and floating interaction panels that adapt to the user’s surroundings. The framework is finally evaluated in more detail when applied as a monitoring tool for instructors supervising a collaborative VR training simulation. We demonstrate how this system can facilitate various environment configurations and multiuser monitoring and interaction within the virtual environment without breaking the immersion.
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However, using a virtual reality head-mounted display (HMD) disconnects users’ senses from the physical world they are currently in, and being immersed in the virtual environment makes it challenging for them to configure the simulation settings without breaking the immersion. With this in mind, this dissertation proposes developing a framework that combines multiple metaphors of indirect interaction into a unified virtual interface, enabling users to control collaborative simulations and effectively interact with other users within the virtual environment. The virtual interface is a reduced 3D representation of the environment, based on the World-in-Miniature metaphor, integrating state-of-the-art techniques with new features such as different ways of rendering, level of detail, and focus on specific regions of interest. We also present a technique for remote interaction using virtual cameras to enhance monitoring capabilities further, extending the Through-The-Lens technique with remotely controllable cameras and floating interaction panels that adapt to the user’s surroundings. The framework is finally evaluated in more detail when applied as a monitoring tool for instructors supervising a collaborative VR training simulation. We demonstrate how this system can facilitate various environment configurations and multiuser monitoring and interaction within the virtual environment without breaking the immersion.O crescente interesse em dispositivos de realidade virtual (RV) tem impulsionado a geração de conteúdo para ambientes virtuais (AVs). Parte desse conteúdo é construído com base nas experiências imersivas que a RV pode proporcionar por meio da interação em tempo real, engajamento, percepção espacial e enriquecimento da experiência, que são extremamente úteis para desenvolver ambientes de ensino e aprendizagem. No entanto, o uso de um dispositivo de realidade virtual montado na cabeça desconecta os sentidos dos usuários do mundo real em que estão fisicamente presentes, e estar imerso no ambiente virtual dificulta a configuração da simulação em que os usuários estão sem quebrar a imersão. Tendo isso em mente, esta dissertação propõe o desenvolvimento de um framework que combina múltiplas metáforas de interação indireta em uma interface virtual unificada, possibilitando ao usuário exercer controle sobre simulações colaborativas e interagir efetivamente com outros usuários dentro do ambiente virtual. A interface virtual funciona como uma representação 3D reduzida do ambiente, baseada na metáfora World-in-Miniature, integrando técnicas do estado da arte com novas características como escolha de forma de renderização, nível de detalhamento e foco em regiões específicas de interesse. Também apresentamos uma técnica de interação a distância por meio da utilização de câmeras virtuais para aprimorar ainda mais a capacidade de monitoramento do usuário, expandindo a técnica Through-The-Lens com câmeras remotamente controláveis e painéis de interação que se adaptam no entorno do usuário. O framework é por fim avaliado de forma mais detalhada quando aplicado como uma ferramenta de monitoramento para instrutores na supervisão de uma simulação de treinamento colaborativo em RV. Mostramos como este sistema pode possibilitar a realização de várias tarefas de configuração do ambiente e monitoramento e interação com múltiplos usuários dentro do ambiente virtual sem quebrar a imersão.Universidade Federal de Santa MariaBrasilCiência da ComputaçãoUFSMPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoCentro de TecnologiaPozzer, Cesar Tadeuhttp://lattes.cnpq.br/4519764091092504Rutzig, Mateus BeckClua, Esteban Walter GonzalezBerwaldt, Natan Luiz Paetzhold2023-10-09T18:46:18Z2023-10-09T18:46:18Z2023-09-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/30323ark:/26339/0013000007xs2porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-10-09T18:46:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/30323Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-10-09T18:46:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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