Interfaces Colaborativas para Interação em Realidade Aumentada

Abstract

A Realidade Aumentada (Augmented Reality (AR)) (RA) é uma tecnologia que permite a sobreposição de elementos virtuais visuais no mundo real do utilizador. Assim, tira partido de caraterísticas do mundo real para permitir interações naturais, típicas do dia a dia, misturando o real e o virtual. A partilha do espaço físico pelos vários utilizadores pode fomentar essas interações naturais e melhorar a visualização das informações e consequentemente melhora a eficiência na execução de tarefas. A interação com o ambiente físico e com os diversos utilizadores é fulcral para fomentar uma experiência colaborativa. Para tal, o objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de um modelo de criação de aplicações baseado num ponto central representado por um marcador de Realidade Aumentada em que vários utilizadores podem captar a atenção e interagir com um avatar virtual. Para tal, foi implementado um protótipo em que a interface é adaptada para diferentes modos de jogo, com diversos desafios, proporcionando uma interação móvel colaborativa. Assim, os utilizadores irão permanecer no mesmo espaço físico e as suas interações com o sistema serão sincronizadas, em tempo real, para viabilizar a uma interação mais natural. O sistema tem o intuito de fomentar várias interações em grupo com o avatar virtual, podendo realizar várias tarefas de componentes lúdicas e didáticas. Com esta tese serão explorados os ambientes em RA, num contexto colaborativo utilizando interações entre vários utilizadores e o ambiente envolvente. A aplicação concebida foi submetida a várias etapas de validação com o uso de testes e casos de estudo com utilizadores reais. Os testes visaram o estudo do impacto da Realidade Aumentada em espaços físicos colaborativos, das interações com múltiplos utilizadores na disputa de atenção do avatar virtual e por último, da facilidade e do benefício de interações humanas colaborativas no uso de aplicações em RA.

Augmented Reality is a technology that allows the overlap of virtual elements in the user’s real world. Thus, it takes advantage of features of the real world to allow natural interactions, typical of daily life, mixing the real and virtual. Various users sharing the same physical space can encourage these natural interactions and improve the visualization of information and consequently, improves efficiency in performing tasks. Interaction with the physical environment and with multiple users is crucial to foster a collaborative experience. For that, the goal of this dissertation consists in developing an application programming interface based on a central point represented by an AR marker where several users can capture the attention and interact with a virtual avatar. For this purpose, was implemented a prototype adapted to different game modes, with different challenges, providing a collaborative mobile interaction. Thus, users will remain in the same physical space and their interactions with the system will be synchronized, in real time, to enable a more natural interaction. The system is intended to foster various group interactions with the virtual avatar, being able to perform various tasks of playful and educational components. With this thesis, AR environments will be explored in a collaborative context and interactions between various users and the surrounding environment. The application designed has undergone several validation steps using tests and case studies with real users. The tests aimed to study the impact of Augmented Reality in collaborative physical spaces, interactions with multiple users in the dispute for attention of the virtual avatar, and finally, the ease and benefit of collaborative human interactions when using AR applications.