Pelo outro lado, a realidade aumentada provˆe a sobreposi¸c˜ao do mundo virtual no mundo real. O usu´ario pode visualizar objetos ou informa¸c˜oes virtuais gerados por computador e, ao mesmo tempo, pode visualizar o mundo real [29,30,32]. Idealmente, o usu´ario pode interagir com esses objetos e informa¸c˜oes virtuais. Al´em disso, esses objetos tamb´em devem ser posicionados e renderizados corretamente de forma que n˜ao fiquem inconsis- tentes com o mundo real. De forma geral, atrav´es de um HMD de Realidade Aumentada, o usu´ario tem a sensa¸c˜ao de estar presente no mundo real, que ´e apenas “aumentado” pela sobreposi¸c˜ao dos objetos e informa¸c˜oes virtuais. Google Glass, Optinvent Ora, Re-
con Jet, Microsoft Hololens, Daqri Smart Helmet, Metavision Meta 2 e Magic Leap s˜ao os exemplos mais proeminentes de HMDs de Realidade Aumentada.
Figura 2.3: Usu´ario interagindo com o jogo Minecraft em realidade aumentada utilizando o Microsoft Hololens
Fonte: [33]
A Figura 2.3 mostra um usu´ario jogando uma vers˜ao especial do jogo Minecraft em realidade aumentada atrav´es de um Microsoft Hololens. Atrav´es desse dispositivo de realidade aumentada, o usu´ario passa a ter acesso ao conte´udo virtual, proporcionado pelo jogo, sobreposto ao mundo real. Nesse exemplo, o mundo virtual existente no jogo Minecraft ´e sobreposto ao mundo real sobre uma mesa e em uma parede da sala na qual o usu´ario se encontra. Al´em disso, o usu´ario consegue interagir com o conte´udo virtual realizando simples gestos com as m˜aos, sem a necessidade de utilizar um dispositivo de controle remoto.
2.2
Sistemas de Realidade Aumentada
O desenvolvimento de sistemas de realidade aumentada envolve o uso de um conjunto de tecnologias para permitir a visualiza¸c˜ao de um ambiente real combinado com os elementos virtuais. Os principais componentes desses sistemas s˜ao sensores, unidades de processamento e displays [3]. Os sensores podem ser utilizados para capturar diferentes informa¸c˜oes de contexto, sejam elas imagens, coordenadas de GPS ou outros dados de orienta¸c˜ao e navega¸c˜ao. As unidades de processamento s˜ao respons´aveis por gerar e
renderizar as informa¸c˜oes virtuais que devem ser apresentadas aos usu´arios. Os displays devem exibir essas informa¸c˜oes sobrepostas no ambiente real aos usu´arios. Existem trˆes tipos de displays que podem ser utilizados para prover conte´udo em RA para os usu´arios: Hand-Held Display (HHD), Spatial Display (SD), e Head-Mounted Display (HMD) [3].
De acordo com o tipo de display utilizado, ´e poss´ıvel definir se um dispositivo de RA ser´a vest´ıvel ou n˜ao.
Dispositivos N˜ao-Vest´ıveis: Entre os dispositivos de RA n˜ao-vest´ıveis se destacam os SDs fixos e os HHDs. Os SDs s˜ao projetores digitais capazes de sobrepor os obje- tos reais com informa¸c˜oes virtuais, ideais para tarefas colaborativas. Um exemplos de aplica¸c˜ao desse dispositivo ´e mostrado em [34]. J´a os HHDs s˜ao os dispositivos de RA que os usu´ario devem segurar em suas m˜aos durante o uso, como tablets e smartphones. Exemplos de aplica¸c˜ao desses dispositivos s˜ao apresentados em [35] e [36].
Dispositivos Vest´ıveis: Entre os dispositivos de RA vest´ıveis se destacam os HMPDs (Head-Mounted Projector Displays) e os HMDs. Os HMPDs consistem em um tipo de SD, montado na cabe¸ca do usu´ario, que ´e capaz de sobrepor os objetos reais com informa¸c˜oes virtuais de acordo com o ponto de vista desse usu´ario. Um exemplo de aplica¸c˜ao desse dispositivo ´e detalhado em [37]. J´a os HMDs s˜ao dispositivos vest´ıveis, como ´oculos e capacetes inteligentes, que permitem a exibi¸c˜ao constante de conte´udo em realidade aumentada ou virtual no campo de vis˜ao do usu´ario. Exemplos de aplica¸c˜ao desses dispositivos s˜ao apresentados em [38] e [39].
Os HHDs e os HMDs s˜ao dois dos tipos de dispositivos de RA mais explorados na literatura [40]. Estudos comparativos sobre esses dois equipamentos indicam que a RA vest´ıvel oferece mais benef´ıcios e melhor experiˆencia de usu´ario do que a RA n˜ao- vest´ıvel [4–6]. Desta forma, o presente trabalho tem seu foco nos HMDs de RA. A seguir, a Se¸c˜ao 2.3 apresenta uma vis˜ao detalhada sobre esse tipo de equipamento.
2.3
Head-Mounted Displays para Realidade Aumentada
Esta Se¸c˜ao apresenta uma vis˜ao geral sobre Head-Mounted Displays para realidade au- mentada. A classifica¸c˜ao dos HMDs sob diferentes perspectivas, assim como, as carac- ter´ısticas e limita¸c˜oes desses dispositivos s˜ao apresentadas. Al´em disso, s˜ao discutidas
algumas quest˜oes relevantes sobre a experiˆencia de usu´ario em HMDs de RA.
Desde o final da d´ecada de 1960, quando foi lan¸cado o primeiro Head Mounted Dis- play, houveram, por parte dos fabricantes e pesquisadores, diversas tentativas de se desenvolver uma variedade de HMDs voltados para aplica¸c˜oes em realidade virtual, re- alidade aumentada, e para computadores vest´ıveis. Os HMDs tˆem uma variedade de aplica¸c˜oes em RA incluindo aplica¸c˜oes militares, industriais, em medicina, em educa¸c˜ao, em treinamento, em navega¸c˜ao e em entretenimento. Alguns dos principais aspectos e caracter´ısticas que devem ser observados durante o desenvolvimento de um HMD para uma aplica¸c˜ao espec´ıfica s˜ao: o tipo de display e a ocularidade demandados pela aplica¸c˜ao; a resolu¸c˜ao exigida; a amplitude do campo de vis˜ao; a capacidade de oclus˜ao e a profundidade de campo requisitadas pela aplica¸c˜ao; a latˆencia, o efeito paralaxe, as dis- tor¸c˜oes e aberra¸c˜oes introduzidos pela arquitetura escolhida; e as quest˜oes relacionadas `
a aceita¸c˜ao e `a experiˆencia de usu´ario.