Toolkit de interação para programação de interfaces tangíveis baseadas em marcadores em realidade virtual

Abstract

Este projeto tem como foco o desenvolvimento de um toolkit de interação para interfaces tangíveis baseadas em marcadores para Realidade Virtual (RV). Pretende-se detetar objetos passivos através de marcadores visuais, e explorar as interações possíveis com os mesmos em ambientes RV. As possibilidades de interação deste paradigma de interação foram estudadas anteriormente, no entanto, a complexidade das interações foi limitada, devido à inexistência de abstrações programáticas de alto nível que facilitem a programação. Como tal, neste trabalho, foi desenvolvido um conjunto de abstrações que facilitam o desenvolvimento de projetos de RV, através de componentes da framework A-Frame na linguagem JavaScript. Os componentes desenvolvidos para as interações são baseadas na visibilidade dos seus respetivos marcadores, rotação e posicionamento no ambiente virtual. No total, a biblioteca criada tem 6 componentes: os componentes Angle Detector com um ou dois marcadores, que pretendem medir o ângulo entre um marcador e um eixo, ou entre os dois marcadores. O Button e o Swipe que permitem a interação através das mecânicas de clique e deslize. O Shake Detector que pretende detetar quando um objeto é abanado e o Noise Controller que permite reduzir o ruído associado à visibilidade dos marcadores. Os componentes podem trabalhar em conjunto em muitas situações para produzir uma maior variedade de interações. A biblioteca criada foi avaliada por um total de 8 programadores, através de testes de usabilidade. Os resultados indicam que apresenta indicadores de uma forma geral positivos de compreensibilidade, capacidade de aprendizagem, reutilização e abstração.

This project focused on developing an interaction toolkit for marker-based tangible interfaces for Virtual Reality (VR). It is intended to detect passive objects through visual markers, and explore possible interactions with them in VR environments. The interaction possibilities of this interaction paradigm have been studied previously, however, the complexity of the interactions has been limited due to the lack of high-level programmatic abstractions that facilitate programming. As such, in this work, a set of abstractions that facilitate the development of VR projects was developed, through components of the A-Frame framework in the JavaScript language. The components developed for interactions are based on the visibility of their respective markers, rotation and positioning in the virtual environment. In total, the library created has 6 components: the Angle Detector components with one or two markers, which intend to measure the angle between a marker and an axis, or between the two markers. The Button and Swipe that allow interaction through click and swipe mechanics. The Shake Detector which aims to detect when an object is shaken, and the Noise Controller which allows you to reduce the noise associated with the visibility of the markers. The components can in many situations work together to produce a greater variety of interactions. The library created was evaluated by a total of 8 programmers through usability tests. The results indicate that it has positive indicators for understandability, learnability, reusability, and abstraction.