ads:
UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
TERIGI AUGUSTO SCARDOVELLI
DESENVOLVIMENTO E TESTE DE MODELOS,
PERIFÉRICOS E JOGO 3D PARA PESSOAS COM
LIMITAÇÕES MOTORAS
Mogi das Cruzes, SP
2010
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
TERIGI AUGUSTO SCARDOVELLI
DESENVOLVIMENTO E TESTE DE MODELOS,
PERIFÉRICOS E JOGO 3D PARA PESSOAS COM
LIMITAÇÕES MOTORAS
Tese apresentada à Universidade de Mogi
das Cruzes, como pré-requisito para obtenção
do Título de Doutor no Programa de Pós-
Graduação Integrada em Engenharia
Biomédica.
Orientadora: Profa. Dra. Annie France Frère Slaets
Mogi das Cruzes, SP
2010
ads:
DEDICATÓRIA
A Deus, digno de toda honra, louvor e adoração. Por minha existência e porque nada
seria possível se não fosse de Sua vontade. Por permitir a realização de um grande sonho e
por Sua presença constante em todos os momentos da minha vida.
À minha esposa Bel, por seu carinho, companheirismo, dedicação, compreensão e
acima de tudo por seu amor. Agradeço a Deus todos os dias por ter essa mulher maravilhosa e
grande amor da minha vida ao meu lado.
Aos meus pais Dolores e Augusto, por seu amor, esforço, dedicação e compreensão
em todos os momentos desta e de outras caminhadas. Por me apoiarem em todos os
momentos da minha vida, sempre me proporcionando condições para atingir meus objetivos.
À minha avó Hidalgina, por seu amor, carinho e dedicação em todos os momentos da
vida do seu “Rei”.
AGRADECIMENTOS
À minha orientadora e professora Dra. Annie France Frère Slaets, por sua dedicação
incentivo constantes, incansável ajuda e seus preciosos ensinamentos.
Aos membros da banca examinadora, Prof. Dr. Antonio Augusto Fasolo Quevedo,
Profa. Dra. Daniela Aparecida Biasotto-Gonzalez, Prof. Dr. Salvador Pinillos Gimenez e Prof.
Dr. Flávio Cezar Amate, pelas opiniões valiosas e preciosas sugestões contribuindo para o
enriquecimento desse trabalho.
A todos os professores do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica da
Universidade de Mogi das Cruzes, pelo apoio e por estarem sempre dispostos a ajudar
contribuindo de forma significativa.
Aos amigos Alessandro, Helinhu, Gabi, Andréia, Jaqueline Botelho, Ivan, Junior, Bi,
Felipe, Meire, Jack e Nana, pelo convívio sempre agradável, risadas e principalmente pela
ajuda.
Aos funcionários e amigos Rico, Fabi, Jéssica e Teresinha, pelo apoio, pelas conversas
e muitas risadas.
À FAEP e a CAPES pelo apoio financeiro.
A todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para a concretização deste trabalho.
Muito obrigado a todos!
“Há grandes homens que fazem com que todos se
sintam pequenos. Mas o verdadeiro grande homem é
aquele que faz com que todos se sintam grandes”.
Gilbert Keith Chesterton
RESUMO
De acordo com estatísticas oficiais, existem no Brasil 24,5 milhões de pessoas que apresentam
algum tipo de deficiência, sendo que destas 22,9% têm limitações motoras. Entre elas crianças
que muitas vezes não conseguem participar dos jogos e brincadeiras normais para sua faixa
etária. Entretanto, os jogos contribuem para a formação de atitudes sociais: respeito mútuo,
cooperação, obediência às regras, senso de responsabilidade, senso de justiça, iniciativa
pessoal e grupal. Os jogos comerciais atualmente disponíveis, tanto para lazer como para
aprendizagem, não apresentam software e dispositivos flexíveis o suficiente para atender as
necessidades dos usuários com deficiência motora severa, levando-se em conta a
acessibilidade e a usabilidade. Portanto, para proporcionar alternativas de atividades a
crianças com limitações motoras, foram desenvolvidos para este trabalho, periféricos de
acesso e um jogo 3D computadorizado que não exige as ações de arrastar, clicar ou acionar
várias teclas ao mesmo tempo, características dos programas existentes no mercado. Foi
utilizada para modelagem dos personagens e cenários, a ferramenta Blender, por ser um
software livre com recursos de animação, renderização e pós-produção. O jogo 3D,
ambientado na floresta amazônica, apresenta animais e plantas características da região, com
roteiro baseado em acontecimentos recentes. Foram desenvolvidos também 3 periféricos
adaptados para permitir o acesso da criança com limitações motoras leves e severas ao jogo
computadorizado. O primeiro é formado por botões grandes destinados a pessoas que têm
dificuldade de apertar teclas com o dedo. O segundo é um joystick adaptado para pessoas com
perda parcial do movimento ou tremores. O terceiro é uma webcam que através de
processamento de imagens permite o acesso de pessoas com limitações motoras severas. Para
analisar a acessibilidade proporcionada pelos periféricos, foi desenvolvido um jogo-teste que
tem como cenário um caminho composto por retas e curvas. Foram realizados testes com 20
voluntários sem comprometimento motor (grupo A) com os três periféricos e o teclado padrão
visando a comparação do desempenho. Foram analisados o tempo de utilização, a
acessibilidade e a precisão dos movimentos dos voluntários. O jogo 3D foi testado pelos 20
voluntários do grupo A e por 10 voluntários com limitações motoras de membros superiores
(grupo B) para avaliar a usabilidade, que tem como fator importante a satisfação do jogador.
Verificou se que o tempo médio de utilização dos três periféricos é significativamente
superior ao do teclado (30,54% maior com os botões, 39,19% maior com o joystick adaptado
e 72,8% maior com a webcam), mas foi também mostrado que esta demora na finalização não
influenciou o interesse dos usuários. Todos os voluntários conseguiram acessar e finalizar o
jogo 3D e os terapeutas ocupacionais observaram uma média alta de satisfação (nota 9). O
jogo computadorizado acoplado a periféricos de fácil utilização mesmo para pessoas com
limitações motoras severas poderá oferecer opção de lazer e aprendizagem para aqueles que
não tinham essa possibilidade.
Palavras-chave: tecnologia assistiva, periféricos adaptados, jogo computadorizado,
acessibilidade, usabilidade.
ABSTRACT
According to official statistics, in Brazil, there are 24.5 million people who have some type of
disability, and of these 22.9% present motor limitations. Among them, children often can not
participate in the games and play normal for their age group. However, the games contribute
to the formation of social attitudes: mutual respect, cooperation, obedience to rules, sense of
responsibility, sense of justice, personal and group initiative. The commercial games currently
available, for both leisure and learning, do not have flexible devices and software enough to
attend the needs of users with severe motor limitation, taking into account accessibility and
usability. Therefore, to provide alternative activities for children with mobility limitations
were developed for this study, peripheral access and a 3D computer game that does not
require the actions of drag, click, or set up several keys at the same time, characteristics of
existing programs in market. For modeling the characters and scenarios was used the software
tool Blender, because it is free software with features animation, rendering and post-
production. The 3D game’s setting the Amazon rainforest, animals and plants presents
characteristics of the region, with a script based on recent events. Three adapted peripherals
were developed to allow access of children with mild and severe motor impairment to the
computerized game. The first consists of the large buttons for the people who have difficulty
to press keys with their finger. The second is a joystick adapted for people with partial loss of
movement or tremors. The third is a webcam that through image processing allows the access
of people with severe motor limitations. To examine the accessibility provided by peripherals,
was designed a game-test which is set in a path composed of straight lines and curves. Tests
were conducted with 20 volunteers with no motor impairment (Group A) with three
peripherals and standard keyboard in order to compare the performance. The time of use,
accessibility and accuracy of voluntary movements were analyzed. The 3D game was tested
by 20 volunteers of group A and 10 volunteers with motor limitations of the upper limbs
(group B) to assess the usability, which is an important factor to player’s satisfaction. Found
that the average time use of three devices is significantly higher than the keyboard (30.54%
higher with buttons, 39.19% higher with adapted joystick and 72.8% higher with webcam),
but it was also shown this delay to finish did not influence user’s interest. All volunteers were
able to access and finish the 3D game and occupational therapists observed a high average of
satisfaction (score 9). The computer game peripherals attached to easy to use even for people
with severe motor limitations will may offer option for leisure and learning for those who do
not have possibility.
Keywords: Assistive technology, adapted peripherals, computerized game, accessibility,
usability.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Guia para avaliação de um dispositivo de entrada para ambientes virtuais
(Lannen et al., 2000). ............................................................................................ 23
Tabela 2: Características físicas das crianças e distância necessária d periférico. .................. 67
Tabela 3: Dados dos voluntários do grupo B. ......................................................................... 74
Tabela 4: Tempos gastos pelos voluntários do grupo A1 utilizando o teclado e a webcam
no jogo-teste. ......................................................................................................... 75
Tabela 5: Tempos gastos pelos voluntários do grupo A2 utilizando o teclado e a webcam
no jogo-teste. ......................................................................................................... 75
Tabela 6: Tempos dos voluntários do grupo A1 acessando o jogo 3D com 4 periféricos. ..... 77
Tabela 7: Tempos dos voluntários do grupo A2 acessando o jogo 3D com 4 periféricos. ..... 78
Tabela 8: Tempos da utilização do jogo 3D com a webcam. .................................................. 82
Tabela 9: Respostas dos profissionais. .................................................................................... 83
Tabela 10: Distâncias e área de atuação. ................................................................................. 85
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Escala de “carinhas”. ............................................................................................... 21
Figura 2: Estrutura de uma interface gráfica divertida. ........................................................... 22
Figura 3: Capacete com ponteira. ............................................................................................ 24
Figura 4: Pulseira de pesos. ..................................................................................................... 24
Figura 5: Facilitador de punho polegar. .................................................................................. 24
Figura 6: Máscara de teclado. ................................................................................................. 25
Figura 7: Teclado adaptado. .................................................................................................... 25
Figura 8: Teclado infantil Comfy. ........................................................................................... 26
Figura 9: Teclado colorido. ..................................................................................................... 26
Figura 10: Mouse adaptado. a) Switch Mouse e b) Roller Mouse ........................................... 27
Figura 11: Mouse adaptado. a) USB Switch Click, b) USB Miniclick e c) Plug Mouse........ 27
Figura 12: Monitor com tela de toque. .................................................................................... 28
Figura 13: Motrix. a) Tela inicial do Motrix e b) Janela de configuração do Motrix. ............ 28
Figura 14: Jogos específicos para teste. a) Jogo “Aliens” e b) Programa de digitação. ......... 29
Figura 15: Câmera-Mouse sendo utilizado por uma criança com deficiência motora para
acessar um jogo. .................................................................................................... 30
Figura 16: Ilustração da operação da interface de entrada. ..................................................... 31
Figura 17: Forte Anping. a) Cena do Forte Anping e b) Respondendo uma pergunta. .......... 31
Figura 18: Rastreamento dos dedos. ....................................................................................... 32
Figura 19: Lousa interativa. .................................................................................................... 33
Figura 20: Rastreamento da cabeça. ........................................................................................ 33
Figura 21: Realidade espacial aumentada. a) Simulação de paralaxe e b) Jornal dobrável. ... 34
Figura 22: Interface do jogo de memória tátil. ........................................................................ 36
Figura 23: Controle vibratório da Ligitech WingMan. ............................................................ 36
Figura 24: Modelo tátil. ........................................................................................................... 37
Figura 25: Criança jogando com o joystick vibro-tátil. ........................................................... 37
Figura 26: Seleção do quadrante, linha e número. .................................................................. 38
Figura 27: Escolha da linha. .................................................................................................... 39
Figura 28: Escolha da coluna e do número. ............................................................................ 39
Figura 29: Uma criança utilizando o jogo Sudoku. ................................................................. 39
Figura 30: Exemplo de algumas primitivas básicas pré-definidas no Blender. ...................... 41
Figura 31: Exemplo subdivisão. a) primitiva plana e b) subdivisão na primitiva plana. ........ 43
Figura 32: Exemplo da ferramenta de extrusão aplicada em um círculo. ............................... 43
Figura 33: Utilizando Vertex Paint. ........................................................................................ 44
Figura 34: Face selecionada do modelo. ................................................................................. 45
Figura 35: Textura aplicada no modelo................................................................................... 45
Figura 36: Blocos lógicos da Game Engine. ........................................................................... 47
Figura 37: Imagens guias para modelar. ................................................................................. 52
Figura 38: Modelando o personagem. a) visão frontal e b) visão lateral. ............................... 52
Figura 39: Textura do rosto do personagem............................................................................ 53
Figura 40: Textura editada da roupa e acessórios do personagem. ......................................... 54
Figura 41: Personagem com textura. ....................................................................................... 54
Figura 42: Esqueleto inserido no personagem. ....................................................................... 55
Figura 43: Janela do editor de ações do Blender. .................................................................... 55
Figura 44: Modelagem do terreno. a) primitiva plana, b) divisão fracionada e c )
texturizado. ............................................................................................................ 56
Figura 45: Montanhas e céu implementados no cenário. ........................................................ 56
Figura 46: Planos cruzados. a) visão frontal e b) visão superior. ............................................ 57
Figura 47: Árvore em modo aramado. a) visão superior e b) visão frontal. ........................... 57
Figura 48: Árvore com textura. ............................................................................................... 58
Figura 49: Árvores modeladas para a biblioteca. .................................................................... 58
Figura 50: Seqüência de modelagem do cogumelo. ................................................................ 59
Figura 51: Plantas modeladas para compor o cenário do jogo. ............................................... 59
Figura 52: Itens utilizados no jogo. ......................................................................................... 59
Figura 53: Modelo do tigre em modo de edição. a) visão lateral e b) visão superior. ............ 60
Figura 54: Modelo do tigre em modo UV Face. ..................................................................... 60
Figura 55: Animais modelados para a biblioteca. ................................................................... 61
Figura 56: Blueprints do avião. ............................................................................................... 61
Figura 57: Modelagem do avião. A) fuselagem, b) fuselagem com as asas e o leme e c)
hastes de fixação. ................................................................................................... 62
Figura 58: Modelagem da hélice. a) hexágono, b) extrusão de vértices e c) hélice
modelada. ............................................................................................................... 62
Figura 59: Modelagem da roda. a) visão lateral com o cursor, b) spin com rotação de 360°
e c) spin realizado. ................................................................................................. 62
Figura 60: Modelo do avião texturizado. ................................................................................ 63
Figura 61: Tela do menu do jogo. ........................................................................................... 63
Figura 62: Tela de instruções do jogo. .................................................................................... 64
Figura 63: Tela do jogo da floresta. ........................................................................................ 64
Figura 64: Objeto solicitado pelo bicho. ................................................................................. 65
Figura 65: Onça recusando objeto e solicitando novamente. .................................................. 65
Figura 66: Animais ajudando Beto. a) Arara ajudando Beto a atravessar um buraco. b)
Tamanduá ajudando Beto a passar pelo formigueiro. ........................................... 66
Figura 67: Objetos e modelo humano construídos no Blender. .............................................. 66
Figura 68: Dispositivo com botões para pessoas que têm dificuldade de apertar teclas com
o dedo. ................................................................................................................... 68
Figura 69: Joystick adaptado para pessoas com perda parcial do movimento (parestesias). .. 68
Figura 70: Teclado com a porta DB 15. .................................................................................. 69
Figura 71: Exemplos de posicionamento. a) dos quadrados e b) da webcam. ........................ 70
Figura 72: Software no modo de edição. ................................................................................. 71
Figura 73: Software no modo de execução. ............................................................................ 71
Figura 74:
Jogo-teste (caminho). ............................................................................................. 73
Figura 75: Tempos dos voluntários do grupo A1 utilizando os quatros periféricos
apresentados na ordem de utilização. .................................................................... 77
Figura 76: Tempos dos voluntários do grupo A2 utilizando os quatros periféricos para
completar o jogo 3D. ............................................................................................. 78
Figura 77: Respostas ao formulário para acessibilidade e usabilidade para os grupos A1 e
A2. ......................................................................................................................... 81
Figura 78: Voluntário com paralisia cerebral acessando o jogo 3D. ...................................... 82
Figura 79: Um dos voluntários que queriam continuar jogando. ............................................ 83
Figura 80: Simulação dos movimentos da criança C2 para acionar o periférico dos botões
(visão superior). ..................................................................................................... 84
Figura 81: Simulação dos movimentos da criança C2 para acionar o periférico dos botões
(visão lateral). ........................................................................................................ 84
Figura 82: Posicionamento da webcam. .................................................................................. 85
Figura 83: Área de atuação em função dos movimentos possíveis. a) sem limitação de
membros superiores; b) com limitação (criança C1). ............................................ 85
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
E.V.A. Borracha de EVA (Etileno Vinil Acetato)
LED Diodo Emissor de Luz
RGB Sistema de cores formado por Vermelho (Red), Verde (Green) e Azul (Blue)
RPG Role-playing game
CID-10 Classificação Internacional de Doenças - Décima Revisão
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ........................................................................... 16
1.1 OBJETIVO ............................................................................................. 18
1.2 ORGANIZAÇÃO DA TESE ................................................................ 18
2 CONTEXTUALIZAÇÃO ........................................................... 19
2.1 USABILIDADE ...................................................................................... 19
2.1.1 Usabilidade e diversão durante a primeira utilização e após
algum treino ....................................................................................................... 19
2.1.2 Interfaces mais divertidas ................................................................ 21
2.2 ACESSIBILIDADE ............................................................................... 22
2.2.1 Avaliação dos dispositivos padrões de acesso ao computador ...... 22
2.2.2 Periféricos .......................................................................................... 23
2.3 WEBCAM COMO DISPOSITIVO DE ACESSO ............................... 29
2.4 NINTENDO WII
®
.................................................................................. 32
2.5 JOGOS COMPUTADORIZADOS COM FINS TERAPÊUTICOS 34
2.5.1 Jogo de computador como auxílio às pessoas com deficiência
auditiva ...... ........................................................................................................ 35
2.5.2 Jogo de computador como auxílio às pessoas com deficiência
visual .......... ........................................................................................................ 35
2.5.3 Jogo de computador como auxílio às pessoas com deficiência
motora ................................................................................................................ 37
2.6 ALÉM DO ENTRETENIMENTO ....................................................... 39
3 FERRAMENTAS PARA IMPLEMENTAÇÃO DO JOGO .... 41
3.1 BLENDER 3D ........................................................................................ 41
3.1.1 Modelagem 3D ................................................................................... 41
3.1.2 Textura ............................................................................................... 43
3.1.3 Animação ........................................................................................... 45
3.1.4 Interação (game engine) ................................................................... 46
3.1.5 Som ..................................................................................................... 48
3.1.6 Python ................................................................................................. 48
3.2 GIMP ....................................................................................................... 48
4 MATERIAIS E MÉTODOS – IMPLEMENTAÇÃO DO JOGO E DOS
PERIFÉRICOS PROPOSTOS
................................................................. 50
4.1 ROTEIRO DO JOGO 3D ..................................................................... 50
4.2 USABILIDADE ...................................................................................... 50
4.3 MODELAGEM ...................................................................................... 51
4.3.1 Modelagem do personagem .............................................................. 51
4.3.2 Modelagem do cenário floresta ........................................................ 55
4.3.3 Modelagem dos animais e objetos ................................................... 60
4.3.4 Biblioteca de modelos ....................................................................... 63
4.4 O JOGO .................................................................................................. 63
4.5 MODELO VIRTUAL ............................................................................ 66
4.6 DISPOSITIVOS DE ACESSO ............................................................. 67
4.6.1 Acessibilidade para usuários com limitações motoras leves ......... 67
4.6.2 Acessibilidade para crianças com limitações motoras severas ..... 69
4.7 TESTES E AVALIAÇÃO ..................................................................... 71
4.7.1 Sujeitos da pesquisa .......................................................................... 71
4.7.2 Avaliação da acessibilidade – Jogo-teste ......................................... 72
4.7.3 Avaliação do jogo 3D ........................................................................ 73
5 RESULTADOS ............................................................................ 75
5.1 AVALIAÇÃO DA ACESSIBILIDADE DA WEBCAM ..................... 75
5.2 AVALIAÇÃO DO JOGO 3D COM OS PERIFÉRICOS .................. 76
5.3 JOGO 3D COM OS VOLUNTÁRIOS COM LIMITAÇÕES
MOTORAS ........................................................................................................ 81
5.4 APLICAÇÕES DA MODELAGEM – MODELO VIRTUAL .......... 84
5.4.1 Simulações dos movimentos ............................................................. 84
6 DISCUSSÃO ................................................................................ 86
7 CONCLUSÃO ............................................................................. 88
7.1 CONCLUSÃO FINAL .......................................................................... 88
7.2 TRABALHOS FUTUROS .................................................................... 89
REFERÊNCIAS ............................................................................... 90
APÊNDICES .................................................................................... 94
16
1 INTRODUÇÃO
Para as crianças com deficiências motoras, a participação nas atividades do dia a dia, e
em particular no brincar, garante que o cérebro e o corpo permaneçam estimulados e ativos. O
brincar é a primeira atividade produtiva da criança. Sua competência futura está construída
pela simulação dos papéis que ela terá como estudante, pai/mãe, médico, policial, motorista e
outros. A criança através do jogo aprende a agir, sua curiosidade é estimulada, ela adquire
iniciativa e autoconfiança (VYGOTSKY, 1989).
Entretanto, as condições físicas quando limitam as atividades de exploração e de
manipulação, que são requisitos básicos no brincar, podem impedir a criança especial de
desenvolver habilidades e atitudes para descobrir o mundo a sua volta. Segundo Geissmann
(2002), essa criança além de estar limitada dentro do seu corpo, é privada de desenvolver uma
relação saudável consigo mesma, com a família e a sociedade, sendo, portanto confrontada
não só com suas limitações, mas também com limitações nas interações interpessoais e
principalmente na busca de seu prazer (FERLAND, 2006).
É difícil encontrar uma criança que ao entrar em contato com um computador não
fique fascinada. Na prática de jogos computadorizados divertidos e envolventes, ela fica
ansiosa até que possa jogar novamente (BARR et al., 2007). O computador pode ser uma
ferramenta muito útil para favorecer o desenvolvimento global das crianças gravemente
comprometidas em seu aspecto motor, tendo um papel relevante como instrumento de
estímulo e comunicação. O computador também é uma ferramenta potencialmente
terapêutica, pois em sua essência traz função, prazer, descobertas e autonomia. Além disso, os
ambientes virtuais podem ser utilizados como ferramenta para a neuroreabilitação (PRANGE
et al., 2008).
Entretanto, a acessibilidade e usabilidade são indispensáveis para aproveitar os
benefícios da informática. A usabilidade é efetivamente ligada à eficiência e à satisfação do
usuário (BARENDREGT et al., 2006). A acessibilidade significa não apenas alcançar um
recurso, mas utilizá-lo de forma satisfatória (VIRVOU et al., 2006). Portanto, para que
pessoas com limitações físicas usufruam os benefícios que a informática pode proporcionar e
assim melhorem sua qualidade de vida são necessários periféricos adaptados. No caso das
crianças com limitações motoras, quando a acessibilidade é proporcionada o computador pode
ser um importante fator facilitador e motivador, através de brincadeiras e jogos que ampliam
sua visão além do âmbito familiar.
17
Entretanto atualmente os movimentos e ações dos personagens nos jogos
computadorizados são acionados por seqüências ou combinações de comandos, sem contar
que na maioria dos jogos, esses comandos precisam ser executados rapidamente para garantir
a ação dentro da cena. Também há jogos de estratégia ou RPG onde o personagem executa
diversos movimentos através de um sistema de menus e submenus complexos. Esses
comandos são realizados através do teclado padrão ou joysticks. No teclado a proximidade das
teclas pode impedir que a criança com limitações motoras acione com precisão uma tecla
específica ou então execute de maneira correta as seqüências determinadas. Os joysticks
padrões também são inadequados porque é preciso segurá-los firmemente com as duas mãos,
do contrário pode não ser possível manipular os direcionais ou acionar os botões com a
habilidade e precisão necessárias.
Na literatura especializada são encontrados trabalhos que utilizam a webcam como
periférico de acesso ao computador. Betke et al. (2002) substituíram o mouse por uma
webcam para acessar o computador e jogos 2D, mas o dispositivo desenvolvido não permite a
navegação em ambientes 3D. Portanto, como os ambientes tridimensionais aumentam o
realismo e o nível de imersão do jogador na história, Sun e Cheng (2009) desenvolveram um
sistema com uma webcam que permite o acesso a ambientes 3D, porém não levam em
consideração os movimentos limitados de crianças especiais. O videogame Nintendo Wii foi
utilizado por Lee (2008) para interagir com o computador, porém a navegação nos ambientes
3D é feita através dos botões do console, dificultando assim o acesso de crianças com
limitações motoras.
Não foi apresentado até agora um sistema que através de uma webcam permita o
acesso de crianças com limitações motoras severas de membros superiores a um jogo
computadorizado em ambiente 3D, proporcionando acessibilidade e usabilidade. Portanto,
neste trabalho, foram desenvolvidos três periféricos que substituem as teclas que controlam a
movimentação dos personagens pelo ambiente, por um periférico de botões, um joystick e
uma webcam. Os periféricos foram projetados por modelagem computadorizada que permite
adaptações em função do grau de comprometimento motor do usuário. Os periféricos e o jogo
deverão proporcionar diversão com qualidade, semelhante àquela dada para a criança sem
dificuldades de movimento.
18
1.1 OBJETIVO
Projetar, desenvolver e testar periféricos e jogo 3D computadorizado para
proporcionar a indivíduos com limitações motoras de membros superiores tanto leves como
severas, acessibilidade e usabilidade.
1.2 ORGANIZAÇÃO DA TESE
A tese é composta de sete capítulos além desta introdução.
Capítulo 2: pesquisas recentes referentes a periféricos, usabilidade, acessibilidade e
aos jogos computadorizados, com fins terapêuticos.
Capítulo 3: ferramentas para implementação do jogo.
Capítulo 4: metodologia utilizada para o desenvolvimento do jogo e dos periféricos de
acesso para os voluntários com limitações motoras.
Capítulo 5: resultados obtidos.
Capítulo 6: discussões.
Capítulo 7: conclusões e trabalhos futuros.
19
2 CONTEXTUALIZAÇÃO
2.1 USABILIDADE
Usabilidade pode ser definida como uma combinação de características da interface do
software relacionada com o usuário, por exemplo: bom desempenho na realização de tarefas,
facilidade de aprendizado, baixa taxa de erros, satisfação subjetiva e retenção do aprendizado.
A usabilidade é vista como um dos maiores critérios para assegurar a qualidade do trabalho
(BARENDREGT et al., 2003).
De acordo com MacFarlane et al. (2005), a usabilidade é um fator importante para
estabelecer se o software irá facilitar a realização das tarefas. A percepção do usuário sobre a
dificuldade de utilização do sistema pode influenciar sua habilidade de absorver o que é
oferecido, causando frustração ou enfado quando muito fácil.
Ainda segundo MacFarlane et al. (2005) e Barendregt et al. (2003), a usabilidade está
ligada à efetividade (precisão e perfeição exigidas para alcançar e fixar nos objetivos),
eficiência (recursos gastos para completar os objetivos) e satisfação do usuário (a atitude).
2.1.1 Usabilidade e diversão durante a primeira utilização e após algum
treino
Barendregt et al. (2006) descreveram os tipos de problemas detectados e as atitudes
das crianças quando utilizam pela primeira vez um jogo e após elas terem praticado. Segundo
o autor, jogos computadorizados devem ser divertidos sempre e não somente na primeira vez,
e as crianças depois de estarem familiarizadas com um jogo, conseguem ter diferentes idéias
dos problemas que precisam ser arrumados desse jogo. Segundo o autor a taxonomia (ciência
da identificação) distingue quatro problemas principais: problema de funcionalidade,
problema de usabilidade, problema de interação e ineficiência. Problema de funcionalidade é
quando ocorre um desacordo entre as tarefas e o programa. Problema de interação é quando
existe uma incompatibilidade entre os indivíduos que usam o produto, por exemplo na
organização. Para jogos de computador voltados para as crianças, somente os problemas com
usabilidade e ineficiência são relevantes. O problema de usabilidade ocorre quando existe um
desacordo entre o usuário e o programa do computador. A ineficiência ocorre quando o
usuário é bem sucedido ao atingir um objetivo que poderia ter sido alcançado mais facilmente
se o sistema tivesse deixado esse modo claro.
20
Segundo Barendregt et al. (2006) existem duas dimensões na taxonomia para
problemas de usabilidade. A primeira seria as metas que devem estar definidas para que então
os planos possam ser monitorados e executados, e finalmente o resultado deve ser avaliado
com base nas respostas para saber se as metas foram atingidas. A segunda dimensão
compreende quatro níveis de ação: base de conhecimento, intelectual, padrões de ação
flexível e sensório-motor. Na base de conhecimento só é definido um tipo de problema:
Falta de conhecimento: ocorre quando o usuário é incapaz de executar uma tarefa
porque o programa não deixa claro o uso correto dos comandos, funções das teclas
ou regras.
No nível intelectual são definidos três tipos de problemas:
Erro de pensamento: ocorre quando o programa faz com que o usuário desenvolva
metas e planos inadequados ou tome decisões erradas.
Falha da memória: ocorre quando o usuário esquece uma certa parte do plano e não
completa o jogo mesmo quando os planos e metas foram originalmente
especificados corretamente.
Erro de julgamento: ocorre quando o usuário não consegue entender ou interpretar o
feedback do jogo após uma ação.
No nível de padrões de ação flexível três problemas também podem ser identificados:
Costume: quando o usuário realiza uma ação correta em uma situação errada.
Omissão: ocorre quando uma pessoa não completa uma tarefa bem conhecida, por
exemplo, por estar focada em outro objetivo.
Reconhecimento: quando um feedback bem conhecido não é notado ou confundido
com outro.
No nível sensório-motor existem somente os problemas relacionados a habilidade
motora necessária para utilizar um produto, como acidentalmente acionar um botão errado por
ser muito pequeno ou muito perto de outro.
Problemas de diversão ocorrem quando aspectos do jogo o tornam menos motivador,
mesmo que eles não tenham problemas de usabilidade, como por exemplo, a música pode ser
muito assustadora ou os personagens podem ser muito infantis. Outros problemas na diversão
podem estar:
Nos desafios: que podem ser muito grandes ou muito fáceis;
Na fantasia: que não satisfaz a criança;
21
Na curiosidade: quando a criança fica retida num sub-jogo por muito tempo antes de
estar habilitada a atingir o objetivo, conseguir uma recompensa ou mover-se para
uma nova parte do jogo;
No controle: quando o jogo assume o controle, por exemplo, a introdução ou algum
feedback que não pode ser interrompido ainda que a criança já saiba seu conteúdo e
queira continuar jogando.
Os autores testaram 25 crianças com idade entre 5 e 7 anos durante o primeiro uso de
dois jogos de computador do tipo aventura Milo e Magical Stones e depois de terem
praticado. Cada criança isolada em uma sala jogou três vezes enquanto estava sendo filmada.
A tela mostra de um lado o rosto da criança e do outro a tela do jogo. Foram utilizadas
medidas de eficiência, efetividade e satisfação. A eficiência foi medida pelo número de tarefas
terminadas com êxito, a efetividade pelo número de tarefas terminadas com êxito dividido
pelo de tarefas visitadas e a satisfação pela escala de “carinhas” (Figura 1) como mostrado em
Read et al. (2002). A eficiência, efetividade e satisfação aumentaram à medida que os
problemas de conhecimento foram diminuindo com a prática. Por outro lado os problemas de
controle aumentaram após o treino, mas não alterando a satisfação no jogo. Barendregt et al.
(2003) mostraram também que o conjunto de problemas identificados durante a primeira
utilização pode ser radicalmente diferente do conjunto de problemas identificados depois de
alguma prática.
Figura 1: Escala de “carinhas”.
Fonte: Read et al. (2002)
2.1.2 Interfaces mais divertidas
De acordo com Shneiderman (2004), diversão está ligada a desafios mentais como
resolver problemas, tocar música e descobrir alguma coisa nova. As crianças são incisivas nas
suas declarações quando se referem as suas expectativas de diversão ao utilizar um software.
Três aspectos contribuem para diversão em um jogo: prover as funções corretas para que o
usuário possa realizar seus objetivos, oferecer usabilidade e confiabilidade para prever
frustrações e ocupar o usuário com características divertidas. Quando a funcionalidade e a
usabilidade foram atendidas, podem ser usados cores, animações ou sons que encantam e
22
Diverte ao
fazer
Não Diverte
ao fazer
Metáforas
atraentes
Conteúdo
convincente
Gráficos
atraentes
Animações
atraentes
Som
satisfatório
Funcionalidade de
tarefas apropriadas
Usabilidade e
confiabilidade
Características
divertidas
divertem os usuários, sem entretanto utilizar cores fortes, animações de distração, e sons
perturbadores.
Shneiderman (2004) também cita os pontos importantes para tornar um jogo divertido:
metáforas atraentes (permitir que o usuário esqueça da interface e concentre-se na sua tarefa);
conteúdo convincente (qualidade, impacto da imagem e gráficos excelentes); gráficos
atraentes (qualidades estéticas, por exemplo: cores); animações atraentes (permitir um
feedback informativo para o usuário sobre suas ações) e sons satisfatórios (feedback efetivo)
(Figura 2).
Figura 2: Estrutura de uma interface gráfica divertida.
Fonte: Shneiderman (2004)
2.2 ACESSIBILIDADE
2.2.1 Avaliação dos dispositivos padrões de acesso ao computador
A metodologia proposta por Lannen et al. (2000) visa criar um guia para avaliação
(Tabela 1) da usabilidade do joystick para tarefas de navegação e do mouse para tarefas de
interação dentro do ambiente virtual por pessoas com dificuldades na aprendizagem. Os
parâmetros que devem ser utilizados para a avaliação são:
- Emprego errado do dispositivo: movimento relacionado à tarefa não realizado ou teclas
acionadas erroneamente;
- Auxílio requerido: instrução falada ou auxílio físico;
- Habilidade física: força suficiente ou capaz de segurar corretamente;
23
- Local do trabalho: alcançabilidade;
- Atenção: na tarefa ou no dispositivo;
- Comentários ou reações do usuário: positivo ou negativo.
Tabela 1: Guia para avaliação de um dispositivo de entrada para ambientes virtuais (Lannen et al., 2000).
- As operações do dispositivo devem ser compreensíveis;
- Clareza funcional para conseguir tarefas de navegação e interação com o dispositivo;
- Dispositivo não muito sensível aos movimentos (para prevenir desorientações);
- Somente ter um dispositivo de entrada para tarefas de navegação e interação;
- Possibilitar somente o acionamento das teclas que são requeridas;
- Assegurar que a base do dispositivo permaneça parada durante a operação;
- O projeto do dispositivo deve ser ergonômico;
- Considerar as habilidades físicas do grupo de usuário;
- Verificar se o dispositivo dá retorno;
- Verificar se o dispositivo é transparente, isto é, não distrai a atenção do ambiente
virtual;
- A estação de trabalho deve ser ajustável, acessível e proporcionar a imersão do
usuário;
- Ser apropriado a ambientes virtuais.
2.2.2 Periféricos
De acordo com Damasceno e Galvão Filho (2002), os recursos utilizados para acesso
ao computador podem ser divididos em três grupos: adaptações físicas ou órteses, adaptações
de hardware e software especiais de acessibilidade.
2.2.2.1 Adaptações físicas ou órteses
São aparelhos ou adaptações fixadas no corpo que quando utilizados facilitam a
interação da pessoa com o computador. Entre as várias adaptações físicas pode-se citar:
Capacete com ponteira: utilizada por pessoas com comprometimento de membros
superiores e composto por uma haste fixada na cabeça para facilitar a digitação (Figura 3).
24
Figura 3: Capacete com ponteira.
Fonte: Intervox (2007)
Pulseira de pesos: utilizada por pessoas que apresentam movimentos involuntários de
pequena amplitude em membros superiores; reduz a amplitude do movimento, tornando
mais rápida e eficiente a digitação (Figura 4).
Figura 4: Pulseira de pesos.
Fonte: Intervox (2007)
Facilitador de Punho e Polegar: utilizado por alunos, principalmente com paralisia cerebral,
proporcionando estabilização de punho e abdução de polegar (Figura 5).
Figura 5: Facilitador de punho e polegar.
Fonte: Damasceno e Galvão Filho (2002)
25
2.2.2.2 Adaptações de “hardware”
São aparelhos ou adaptações nos componentes físicos do computador ou nos
periféricos. Entre as várias adaptações de hardware pode-se citar:
Máscara de teclado (colméia): é composto de uma placa de acrílico ou plástico transparente
fixado a uma pequena distância do teclado, contendo perfurações em cima de cada tecla.
Tem como função evitar pressionar involuntariamente, mais de uma tecla ao mesmo tempo
(Figura 6). A colméia da empresa Lúmen está com preço médio de R$ 270,00 e a colméia
da IOT com preço médio de R$ 80,00.
Figura 6: Máscara de teclado.
Fonte: Damasceno e Galvão Filho (2002)
Teclado Adaptado: é composto por 7 lâminas (Figura 7) que são adaptadas ao teclado
tradicional. Além de possuir funções de uso do mouse para pessoas com dificuldades
motoras, permitem navegar na Internet e acionar duas teclas simultaneamente (Teclado
Intellikeys USP). Com preço médio de R$ 2.160,00.
Figura 7: Teclado adaptado.
Fonte: Intervox (2007)
26
Teclado infantil Comfy do Positivo, direcionado a crianças de 2 a 6 anos tem como
principal objetivo auxiliar o desenvolvimento da coordenação motora e da imaginação. O
teclado é formado por grandes botões com figuras coloridas e um telefone. (Figura 8)
(NOVO MILÊNIO, 2007).
Figura 8: Teclado infantil Comfy.
Fonte: Novo Milênio (2007)
Teclado colorido (Figura 9) para facilitar a visualização e organização. Com cores
diferentes separando cada seção, inclusive separando as vogais das consoantes. Criado para
ajudar as crianças que estão aprendendo a escrever (Kidskey - QWERTY). Com preço médio
de US$ 194,95.
Figura 9: Teclado colorido.
Fonte: Digitaldrops (2007)
Mouse adaptado: existem vários modelos de mouse adaptado, para substituir a ação do
mouse convencional. Os modelos variam de acordo com a quantidade de acionadores e
27
ações disponíveis, como duplo clique e “arrastar”. Switch Mouse com preço médio de
R$594,00 (Figura 10a) e Roller Mouse com preço médio de R$ 594,00 (Figura 10b) da
Terra Eletrônica. Botões grandes são utilizados em conjunto com o mouse normal para
substituir o botão esquerdo do mouse, como: USB Switch Click da Amdi (Figura 11a) com
preço médio de US$ 109,00, o USB Miniclick da Amdi (Figura 11b) com preço médio de
US$ 99,00 e o Plug Mouse da Click Tecnologia Assistiva (Figura 11c) com preço médio de
R$ 82,00.
a) b)
Figura 10: Mouse adaptado. a) Switch Mouse e b) Roller Mouse
Fonte: Intervox (2007)
a) b) c)
Figura 11: Mouse adaptado. a) USB Switch Click, b) USB Miniclick e c) Plug Mouse
Fonte: Inclusão Digital (2007)
Monitor com tela de toque: utilizando o dedo a pessoa pode tocar botões na tela (Figura
12), para acionar o computador podendo selecionar, mover objetos, utilizar menus e
escrever com teclados virtuais (Touch Window – Don Johnston). Com preço médio de U$
335,00 para telas 12 polegadas e 15 polegadas e U$ 365,00 para tela de 17 polegadas.
28
Figura 12: Monitor com tela de toque.
Fonte: Clik (2007)
2.2.2.3 Programas especiais de acessibilidade
Existem sintetizadores de voz que permitem acessar programas e aplicativos através de
comandos de voz em inglês, tais como Jaws da Laratec que tem como preço médio R$
4.770,00, mas o usuário necessita ter conhecimentos básicos de inglês. O Motrix (Figura 13) é
um software gratuito nacional que também controla o teclado e o mouse (INTERVOX, 2007).
a)
b)
Figura 13: Motrix. a) Tela inicial do Motrix e b) Janela de configuração do Motrix.
Fonte: Intervox (2007).
Além de sintetizadores de voz voltados para digitação como o Intellitalk com preço de
R$ 650,00, ou para controle dos movimentos do mouse e de suas ações, como o Lazee Mouse
Pro da Lazee Tek, o qual é vendido somente nos Estados Unidos, existem também programas
que possibilitam o controle dos movimentos do mouse e suas ações através da análise dos
movimentos de uma parte do corpo, geralmente o rosto (CRÉA Sistemes Informatics), com
preço médio de US$ 109,01 ou através de um joystick (Joy Mouse), com preço médio de US$
29,95, além de teclados virtuais com preditor de palavras para facilitar a digitação (Smart Key
29
da AHF, com preço médio de US$ 109,02), controlado por movimento ocular (Eye Slaved
Pointing System da Iscan Inc), com sistema de varredura acionado pela barra de espaço (Kit
Saci II, gratuito) ou por sopro ou som (Mouse Virtual, gratuito) e com sistema de varredura
acionado por joystick (Teclado Comunique, gratuito).
2.3 WEBCAM COMO DISPOSITIVO DE ACESSO
Betke et al. (2002) desenvolveram um sistema para acesso ao computador por pessoas
com limitações motoras severas através da utilização de uma webcam. Com esse dispositivo,
o usuário desloca o cursor do mouse no monitor, movimentando-se apenas a cabeça. O
software, Câmera-Mouse, captura a imagem da webcam e detecta as características da face e
seus respectivos movimentos. Para escolher a estrutura facial a ser rastreada pelo sistema,
basta um clique com o mouse na imagem, sendo exibido na tela um quadrado delimitando a
região selecionada. O sistema procura nas próximas imagens da webcam a similaridade do
padrão. Para escolha da região, deve-se levar em conta características favoráveis ao
rastreamento, como localização e facilidade de movimentação pelo usuário. Outros
parâmetros que devem ser observados são o contraste e o brilho que não devem mudar muito
com o movimento da cabeça.
Para analisar a efetividade da Câmera-Mouse, Betke et al. (2002) realizaram dois
testes com 20 voluntários normais que utilizaram o mouse convencional e a Câmera Mouse
em dois jogos específicos de videogame: “Aliens” (Figura 14a) e “Placa de Soletração”,
programa de digitação (Figura 14b).
a)
b)
Figura 14: Jogos específicos para teste. a) Jogo “Aliens” e b) Programa de digitação.
Fonte: Betke et al. (2002)
Como resultado desse teste, quando os voluntários jogaram “Aliens” utilizando o
mouse convencional obtiveram média de 0,40s e 0,66s com a Câmera-Mouse e utilizando o
30
jogo “Placa de Soletração” obtiveram 11,90 segundos para o mouse convencional e 25,24
segundos para a Câmera-Mouse. A ordem de utilização dos dispositivos de acesso para cada
voluntário foi feita de forma randômica. Foi observada também a utilização do sistema por 12
indivíduos com deficiência motora (Figura 15), causada por paralisia cerebral ou trauma
cerebral, e os autores concluíram que o sistema possibilita o acesso desses indivíduos e que o
sistema foi facilmente adaptado, pois não necessita utilizar nenhum acessório e conseguiu
acompanhar o movimento de muitas partes do corpo.
Figura 15: Câmera-Mouse sendo utilizado por uma criança com deficiência motora para acessar um jogo.
Fonte: Betke et al. (2002)
O sistema permitiu o acesso ao computador sem precisar de acessórios presos ao corpo
para ser executado, sendo assim facilmente adaptável às necessidades especiais de pessoas
com várias deficiências.
Outro sistema desenvolvido que utiliza a webcam como acesso, foi proposto por Sun e
Cheng (2009), que utilizaram uma webcam para acessar um ambiente virtual 3D. Foi utilizado
o método de diferença do fundo para distinguir os objetos e o movimento realizado para
computar o movimento do usuário através dos frames (quadros). Este método registra o plano
de fundo parado e então analisa a diferença entre o fundo e o que está a frente dele. O sistema
desenvolvido oferece cenas com objetos 3D, dados educacionais, fotos imagens e vídeos.
Para desenvolvimento do ambiente virtual foi utilizada a ferramenta Virtools Dev, que
pode processar os comportamentos (ação do objeto no ambiente) de um objeto 3D. Para a
construção do ambiente foi necessário importar a cena e o personagem para o Virtools Dev e
determinar o módulo de comportamento do personagem (atrás, frente, esquerda, direita). O
ambiente está dividido em quatro cenas: periferia, sala de exposição, torre e um túnel baseado
no Forte Anping.
Como a ferramenta Virtools Dev não oferece suporte a nenhuma webcam, foi utilizado
o software Microsoft Visual C++ para a construção do programa de detecção de movimento.
31
A imagem da webcam foi dividida em nove campos (Figura 16), que são marcados com uma
linha vermelha para auxiliar a operação do usuário, e cada campo representa um comando
diferente quando o sistema requer uma resposta do usuário.
Figura 16: Ilustração da operação da interface de entrada.
Fonte: Sun e Cheng (2009)
O sistema está dividido em três modos: pesquisa, conteúdo digital e responder
perguntas. No modo de pesquisa, o usuário pode utilizar a webcam ou teclado convencional
para controlar o personagem. Se o sistema não detectar movimento o personagem não se
move, caso o usuário for para a posição do quinto campo ou oitavo, o personagem vai para
frente ou para trás respectivamente. Caso for do primeiro ou terceiro campo vai para direita
ou esquerda, respectivamente.
No modo conteúdo digital mostra, randomicamente, eventos históricos sobre o Forte
Anping (Figura 17a), onde o usuário poderá aprender conhecimentos históricos sobre o forte.
Após terminar a leitura, é apresentada questão de múltipla escolha de acordo com os
conhecimentos históricos do forte. No modelo de responder perguntas (Figura 17b), para o
usuário responder uma pergunta ele deve, por exemplo, escolher o campo um para escolher a
primeira opção e permanecer por 4 segundos para que o sistema reconheça a opção escolhida.
a)
b)
Figura 17: Forte Anping. a) Cena do Forte Anping e b) Respondendo uma pergunta.
Fonte: Sun e Cheng (2009)
Para os testes foram selecionados 30 estudantes da graduação para utilizar o sistema
virtual 3D, onde cada estudante permaneceu por 30 minutos. Foi utilizada a análise de
32
regressão para testar dez hipóteses: (1) a facilidade de uso está relacionada a utilidade; (2) a
facilidade de uso está relacionada a atitude; (3) a utilidade está relacionada a atitude; (4) a
atitude está relacionada ao uso do sistema; (5) a brincadeira está relacionada a facilidade de
uso; (6) a diversão está relacionada a utilidade; (7) a diversão está relacionada a atitude; (8) o
estilo da interface está relacionado a facilidade de uso; (9) o estilo da interface está
relacionado a utilidade; (10) e o estilo da interface está relacionado a atitude. Primeiramente
foi analisada a correlação entre estas variáveis do estudo. Os resultados da análise da
regressão mostraram que algumas hipóteses 1, 3, 4, 7 e 8 foram suportadas. Os resultados
mostraram que a interface de entrada com a webcam e o ambiente virtual 3D pode encorajar
mais os usuários quando eles precisam aprender e entender um conteúdo histórico.
2.4 NINTENDO WII
®
Lee (2008) apresentou aplicações que só utilizam o controle do Nintendo Wii
®
, sem a
necessidade da utilização do console do videogame. O controle do Nintendo Wii
®
ou Wiimote
é um dispositivo portátil que se assemelha com o controle de uma televisão, mas além de
botões, contêm um acelerômetro de 3 eixos, uma câmera infravermelha com alta resolução e
alta velocidade, um alto falante, um motor de vibração e conectividade sem fio por bluetooth.
Com a utilização do sistema do controle do Wii foi possível o desenvolvimento de
algumas aplicações, como:
Rastreamento de objetos ou dedos (Figura 18): como a câmera remota do Wii é
sensível a fontes de luz infravermelha, os objetos a serem rastreados devem emitir
uma quantidade significativa de luz para serem descobertos, podendo, por exemplo,
utilizar marcadores com etiquetas reflexivas.
Figura 18: Rastreamento dos dedos.
Fonte: Lee (2008)
33
Lousa ou mesa interativa (Figura 19): para esse modo de interação é necessário a
movimentação de um sensor infravermelho sobre uma superfície plana, como por
exemplo, um projetor em uma parede. Com os dados da câmera infravermelha do
Wii pode-se computar qual a localização do sensor na imagem projetada, com isso
pode-se criar interações com a imagem, bastando utilizar quatro pontos de
calibração, um em cada canto da imagem (processo típico para um sistema de tela de
toque).
Figura 19: Lousa interativa.
Fonte: Lee (2008)
Rastreamento da cabeça (Figura 20): são utilizados dois sensores de infravermelho
para criar a mesma capacidade de rastreamento da barra de sensor (coordenadas x, y;
rotação, e estimativa da distância).
Figura 20: Rastreamento da cabeça.
Fonte: Lee (2008)
Realidade espacial ampliada (Figura 21): pode-se ampliar o aparecimento de objetos
físicos utilizando uma luz projetada em superfície que estejam próximas. Para
objetos fixos pode-se alinhar manualmente a imagem projetada sobre as
características físicas da superfície, porém para projetar imagens sobre objetos que se
34
movem é necessária uma latência muito baixa, rastreamento de alta resolução para
assegurar a qualidade de registros suficientes para compilar a ilusão.
a)
b)
Figura 21: Realidade espacial aumentada. a) Simulação de paralaxe e b) Jornal dobrável.
Fonte: Lee (2008)
Lee (2008) ainda propõe a utilização do Wii para outros projetos, como rastreamento
de movimento 3D (com dois controles do Wii), rastreamento de objetos com identificação,
laser identificador e reconhecimento de gestos.
2.5 JOGOS COMPUTADORIZADOS COM FINS TERAPÊUTICOS
Subrahmanyam et al. (2001) e Can (2003) provaram que os jogos de computador se
transformaram em um novo tipo de lazer popular entre os atuais estudantes, embora esses
tenham geralmente atividades equilibradas divididas em videogames, Internet, telefone, rádio,
televisão e música.
Ao se estudar a possibilidade da utilização de um jogo computadorizado dentro de um
processo de ensino e aprendizagem, devem ser considerados não apenas o seu conteúdo, mas
também a maneira como o jogo o apresenta, relacionada é claro, à faixa etária que constituirá
o público alvo. Também é importante considerar os objetivos indiretos que o jogo pode
propiciar, tais como: memória (visual, auditiva); orientação temporal e espacial (em duas e
três dimensões); coordenação motora viso-manual (ampla e fina); percepção auditiva,
percepção visual (tamanho, cor, detalhes, forma, posição, lateralidade, complementação),
raciocínio lógico-matemático, expressão lingüística (oral e escrita), planejamento e
organização.
Quanto à aprendizagem, o efeito de jogos computadorizados no intelectual dos
estudantes, foi examinado por vários pesquisadores. As descobertas positivas foram
levantadas considerando o desenvolvimento de habilidades visuais (SUBRAHMANYAM et
al., 2001; CAN, 2003), de habilidades motoras (KAWASHIMA et al., 1991) e de habilidades
35
do uso do computador (SUBRAHMANYAM et al. 2001; PRENSKY, 2001; GORRIZ e
MEDINA, 2000). Prensky (2001) mostrou que os estudantes aprendem melhor quando estão
altamente ligados à atividade, o que é mais fácil quando se usam jogos de computador. A
motivação, que é essencial para aprender voluntariamente, é vista também como um produto
do jogo computadorizado.
2.5.1 Jogo de computador como auxílio às pessoas com deficiência auditiva
O método proposto por Schütz e Macedo (2003) utiliza um software educacional de
apoio às pessoas portadoras de deficiência auditiva ou surda, que procuram uma nova forma
de interagir com o professor associando a Língua Portuguesa escrita, o LIBRAS (Língua
Brasileira de Sinais) e o alfabeto manual, através de palavras, figuras, imagens e números. O
software, “Aprenda Brincando”, desenvolvido em Visual Basic 5 tomou como base os
parâmetros educacionais evidenciados por parte da professora da classe especial e os recursos
didático-pedagógicos disponibilizados na escola. Schütz e Macedo (2003) concluíram que o
software repercutiu favoravelmente no desenvolvimento sócio-lingüístico do aprendiz surdo.
Os alunos sentiram-se motivados a trabalhar com o programa e com o computador, mostrando
curiosidade pelas tarefas propostas.
2.5.2 Jogo de computador como auxílio às pessoas com deficiência visual
Raisamo et al. (2007) desenvolveram um jogo de memória, com alto contraste,
feedback visual e sugestões auditivas, para ser utilizado por crianças com deficiência visual,
sendo de baixo custo e com dispositivos táteis vibratórios. A interface do jogo consistia de 12
cartões azuis escuros em uma tela branca, como mostra a figura 22. O cursor era apresentado
como uma borda preta ao redor do cartão. Um cartão virado era marcado com a cor ciano.
Quando os pares eram encontrados suas representações visuais e de toque eram removidas do
jogo.
36
Figura 22: Interface do jogo de memória tátil.
Fonte: Raisamo et al. (2007)
O dispositivo de acesso foi baseado em um joystick vibro-tátil com diferentes
vibrações para cada par de cartões. As diferentes vibrações eram para serem lembradas, em
vez dos sons ou imagens realçadas que são comuns em jogos de memória para crianças cegas.
A usabilidade e a jogabilidade do jogo foram testadas com um grupo de sete crianças com
deficiência visual de 12 a 13 anos, mas com diferentes níveis de deficiência (três cegas e
quatro parcialmente cegas).
O cursor do jogo foi controlado com o direcional de quatro posições, controle “D”
(Figura 23) que representa claramente as direções físicas. Os cartões foram virados com o
botão “C” (Figura 23), o qual foi facilmente acessível com o polegar direito do jogador. O
joystick tem dois motores de vibração para produzir os efeitos táteis.
Figura 23: Controle vibratório da Ligitech WingMan.
Fonte: Raisamo et al. (2007)
Antes dos testes foram coletadas informações demográficas de cada criança com um
questionário respondido pelos pais. No começo de cada sessão o assistente do teste que era
uma professora da creche, conversou casualmente com a criança para reduzir a tensão que a
situação pode às vezes causar. Foi realizada uma entrevista informal para saber as habilidades,
37
experiências nas aplicações e dispositivos de adaptação. As crianças com visão parcial foram
avaliadas através de um feedback gráfico. A melhor distância e posição da tela foram
determinadas para cada criança com o assistente. Cada sessão teve duração de pelo menos 45
minutos, podendo ser estendida até 60 minutos.
O teste foi executado em uma sala de aula vazia, mas para assegurar que as crianças
tivessem um modelo mental correto do jogo, um modelo de jogo de memória tátil (Figura 24)
foi construído com caixas pequenas com coberturas, que foram coladas em uma superfície de
papelão. Depois cada criança foi introduzida ao joystick vibro-tátil (Figura 25). O
equipamento consistia de um computador, uma tela plana, um par de alto-falantes e um
joystick vibro-tátil.
Figura 24: Modelo tátil.
Fonte: Raisamo et al. (2007)
Figura 25: Criança jogando com o joystick vibro-tátil.
Fonte: Raisamo et al. (2007)
Utilizando o modelo tátil, as crianças cegas entenderam a noção da matriz da área de
jogo: sistema de linha e coluna na qual caixas palpáveis foram organizadas. A escolha do
dispositivo de interação foi um sucesso, pois não existiram dificuldades na operação dos push
buttons (botões = chaves de contato) e manipulação do joystick.
Constatou-se que o modelo tátil do jogo foi altamente importante no treinamento, visto
que claramente ajudou na conceitualização do espaço do jogo. A localização no jogo foi
realçada com as sugestões auditivas que foram bem lembradas pelas crianças. No geral, as
crianças conseguiram excelente pontuação no jogo e o resultado do jogo foi melhor do que o
esperado.
2.5.3 Jogo de computador como auxílio às pessoas com deficiência motora
Norte e Lobo (2008) desenvolveram um método para que pessoas com limitações
motoras possam acessar um jogo computadorizado através de dois dispositivos: um botão ou
38
tecla e um sistema de reconhecimento por voz. Segundo os autores, um número reduzido de
trabalhos visa tornar todos os jogos universalmente acessíveis para todos, considerando as
incapacidades. De acordo com eles, alguns requisitos são necessários para criar acessibilidade
em jogos. São eles:
1. Prover várias características para adaptar a diferentes requisitos dos usuários em termo
de tamanho, cor, contraste e número de itens dispostos na tela;
2. Suporte a uma larga faixa de dispositivos de entrada tais como: mouses, joysticks,
botões, trackballs, luvas, webcams, microfones;
3. Suporte a diferentes formas de saída incluindo textos, gráficos, sons e falas;
4. Prover atenção extra e concentração nas tarefas. Alguns projetos podem quebrar a
concentração com distrações sem importância, tais como animações, janelas de popup
(pequenas janelas que se abrem automaticamente na tela, normalmente, apresentando
anúncios publicitários) e efeitos sonoros excessivos.
O jogo de Sudoku é um jogo de lógica que possui 81 quadrados menores dispostos em
uma grade 9x9, subdividida em quadrantes 3x3. O quadro inicial do jogo consiste de alguns
números que já estão colocados e que não podem ser movidos. A regra é completar os
quadrantes vazios com números de 1 a 9, sendo que não deve haver repetições desses
números em cada linha, coluna e quadrante. A maioria das pessoas utiliza como meio
convencional de acesso o teclado ou o mouse, o que pode ser um problema para as pessoas
com limitações motoras.
Todas as características do jogo Sudoku Access podem ser configuradas pelo usuário
sem a ajuda de um assistente. O funcionamento do dispositivo de botão ou tecla consiste no
método de varredura em uma velocidade configurada pelo usuário que está dividida em três
seleções: quadrantes, linhas e números (Figura 26). A cada acionamento vai sendo executada
uma das varreduras até que todos os quadrados sejam preenchidos.
Figura 26: Seleção do quadrante, linha e número.
Fonte: Norte e Lobo (2003)
39
O sistema por reconhecimento de voz consiste no usuário dizer o número (1-9) da
linha que deseja ir (Figura 27), depois ele deve dizer qual coluna (1-9) e por último dizer qual
número (1-9) (Figura 28), sendo que a cada etapa, o usuário deve dizer se o número foi
reconhecido corretamente, ou não dizendo “SIM” ou “NÃO”.
Figura 27: Escolha da linha.
Fonte: Norte e Lobo (2003)
Figura 28: Escolha da coluna e do número.
Fonte: Norte e Lobo (2003)
Os testes foram executados com três crianças de 13 a 15 anos (Figura 29), sendo que
uma delas não apresentava limitações motoras. Foi verificado que o acesso ao Sudoku
aumentou a performance, velocidade e acessibilidade ao jogar, e que o método de varredura
criou um grande atraso ao preencher os quadrados, porém esse tempo pode ser reduzido com
a prática e configuração da varredura. O sistema de reconhecimento por voz foi muito útil
para preencher os quadrados.
Figura 29: Uma criança utilizando o jogo Sudoku.
Fonte: Norte e Lobo (2003)
2.6 ALÉM DO ENTRETENIMENTO
Segundo Stapleton (2004), o computador e os videogames estão cada vez mais sendo
reconhecidos como meios poderosos para aprender. Os jogos recentemente, particularmente
40
os jogos digitais, tais como os videogames e os jogos de computador, fornecem ricos
contextos de aprendizagem para os jogadores.
Os jogos digitais atualmente são tipicamente longos, desafiadores e complexos. Os
jogadores necessitam desenvolver habilidades apropriadas a fim de jogar e estratégias para
ganhar. Ao analisar o que se faz para aprender um jogo comparado com o que tem que ser
feito na escola, jogar bem, requer o mesmo tipo de aprendizagem, compreensão e prática,
requerido por toda atividade educacional (NORMAN apud STAPLETON, 2004).
Segundo Stapleton (2004), construtivismo é uma teoria educacional em que os
aprendizes constroem ativamente o conhecimento com a interação baseada em seus
conhecimentos e experiências prévias, onde a idéia dos jogadores como aprendizes,
construindo ativamente o conhecimento com a interação, é o que existe dentro dos círculos da
educação como o construtivismo. Stapleton (2004) concluiu que os jogadores necessitam dar
forma a um caráter, ou construir algo durante o jogo. Os jogadores têm a habilidade de
projetar algo dentro de seu jogo, e isso conduz a um outro ponto. Como por exemplo, a
oportunidade de modificar o jogo existente, o que remete ao conceito de aprendizes como
desenvolvedores e pode estender-se além do contexto do jogo em outras áreas.
41
3 FERRAMENTAS PARA IMPLEMENTAÇÃO DO JOGO
3.1 BLENDER 3D
Blender é um software livre para modelagem 3D que atualmente está evoluindo muito
rapidamente, devido aos seus recursos de modelagem, animação, renderização e pós-produção
(BLENDER, 2006a; BLENDER, 2006b). O Blender tem um mecanismo (game engine), para
implementar jogos ou apresentações 3D, que permite produzir cenas e objetos interativos com
simulação da física e detecção de colisão, que podem ser executados mediante a movimentos
dos objetos, clique de mouse, toques no teclado, e interação com outros objetos e eventos da
mesma cena. Para este trabalho foi utilizada a versão 2.47 do Blender.
3.1.1 Modelagem 3D
A modelagem 3D pode ser feita através das técnicas por polígonos, por vértices, por
bordas ou por faces. Todas elas são realizadas a partir da implementação de uma malha
complexa de segmentos que dão forma ao objeto (FOLEY et al., 1996; SHIRLEY et al., 2005;
GOMES e VELHO, 1998). Uma malha básica é constituída de três estruturas: vértice (vertex),
aresta (edges) e face (face). Um vértice é um ponto ou uma posição única no espaço 3D, a
aresta é uma linha que conecta dois vértices e a face é utilizada para construir a superfície real
do objeto.
Uma forma simples para modelar um objeto no Blender é a combinação de objetos 3D
básicos. O Blender conta com um conjunto de primitivas básicas pré-definidas como plano,
círculo, cubo, esfera, cilindro, cone, tubo, etc (Figura 30), além de outras primitivas especiais
do tipo metas e curvas.
Figura 30: Exemplo de algumas primitivas básicas pré-definidas no Blender.
42
Existem também algumas operações especiais que podem ser aplicadas nesses sólidos,
como união ou subtração de dois objetos ou então o cálculo da interseção de ambos.
Para se construir um modelo no Blender existem diferentes modos de trabalho, são
eles:
Modo objeto (Object Mode): cada objeto pode sofrer alterações de translação, rotação
e escala afetando-o como um todo.
Modo de edição (Edit Mode): afeta só a geometria do objeto, modificando diretamente
suas formas, mas não suas propriedades globais.
Modo Sculpt (Sculpt Mode): a partir de diferentes pincéis, edita a forma do objeto do
modelo, ou seja, vértices, arestas e polígonos não podem ser adicionados ou excluídos
neste modo. Modo mais rápido que o modo de edição em malhas mais densas.
Vertex Paint: consiste em aplicar cores diretamente nas faces dos objetos, utilizando
um pincel como ferramenta para aplicação.
Texture Paint: consiste em aplicar texturas nas faces dos objetos, funciona tanto na
janela 3D quanto na janela UV/Editor de Imagens.
Weight Paint: utilizado para criar e modificar grupos de vértices, ou seja, um vértice
pode não só ser um membro de um ou mais grupos de vértices, mas também pode ter
um certo peso em cada grupo. O peso simboliza sua influência no resultado.
Quando um objeto é adicionado a uma cena, ele entra automaticamente em modo de
edição onde pode ser modificado diretamente através de seus vértices, suas faces e suas
arestas.
No modo de edição, o menu especial permite acessar rapidamente as funções mais
freqüentemente requeridas na modelagem, são elas:
Subdivide: realiza uma subdivisão em cada borda selecionada, criando-se um novo vértice
no centro da aresta, conseqüentemente a face é dividida também (Figura 31a e 31b);
Subdivide Multi: funcionamento semelhante ao subdivide, exceto que se pode escolher o
número de divisões a serem realizadas;
Subdivide Multi Fractal: subdivide também, mas novos vértices são colocados
randomicamente dentro de uma margem definida pelo usuário;
Merge: união dos vértices selecionados em um único vértice;
Remove Doubles: remove os vértices selecionados a partir de uma distância estabelecida
deixando apenas um (distância entre os vértices pode ser modificada);
Hide: esconde vértices selecionados;
43
Reveal: mostra vértices escondidos;
Select Swap: Todos os vértices selecionados tornam-se não selecionados e vice-versa;
Flip Normals: muda a direção normal das faces selecionadas.
a) b)
Figura 31: Exemplo subdivisão. a) primitiva plana e b) subdivisão na primitiva plana.
Outra ferramenta muito utilizada no Blender é a operação de extrusão, que consiste em
gerar novos vértices a partir de um conjunto de vértices selecionados, por exemplo,
implementar um tubo (Figura 32b) a partir de um octógono (Figura 32a), realizando um
prolongamento da estrutura do objeto (Figura 32a).
a) b)
Figura 32: Exemplo da ferramenta de extrusão aplicada em um círculo.
3.1.2 Textura
A textura é importante para alterar a aparência de uma superfície: cor, tipo de
superfície, transparência etc. No Blender existem três formas de aplicação de uma textura:
“aplicando um material”, UVMap e Vertex Paint.
A opção de “aplicar um material” permite utilizar múltiplas texturas entre outras
opções. O Vertex Paint consiste na aplicação de cores diretamente nas faces do objeto.
Entretanto pode-se colocar somente uma cor em cada face (Figura 33a) ou pintar cada vértice
44
de cores diferentes, por exemplo, azul, amarelo, verde e vermelho (Figura 33b), sendo que
ocorre a interpolação das cores no interior da face.
a) b)
Figura 33: Utilizando Vertex Paint.
O tipo de mapeamento de textura chamado UVMap consiste em utilizar imagens
criando um mapa de coordenadas, onde é informado ao Blender que mapa deverá ser aplicado
em cada face do modelo.
Para realizar esse tipo de mapeamento, o Blender disponibiliza algumas opções de
cálculo do mapeamento UV de maneira automática:
Cube: mapeamento no formato de cubo;
Cylinder: mapeamento no formato de cilindro, utilizando o centro das faces
selecionadas;
Sphere: mapeamento no formato de esfera, utilizando o centro das faces selecionadas;
Unwarp: mapeamento gerado a partir de um algoritmo que tenta abrir a malha de
maneira uniforme e sem distorções;
Project From View: mapeamento baseado na projeção das faces que estão na janela
3D View;
Reset: cada face selecionada recebe coordenadas em formato de quadrado.
Com isso se seleciona a face do modelo desejada na janela 3D View (Figura 34a) e a
coordenada UV da face fica na janela UV/Image Editor (Figura 34b). Com o mapa de
coordenadas, abre-se a imagem desejada e a textura é aplicada sobre o modelo, como mostra a
figura 35.
45
a) b)
Figura 34: Face selecionada do modelo.
Figura 35: Textura aplicada no modelo.
3.1.3 Animação
Existem várias técnicas para animação aplicadas ao desenvolvimento de conteúdo para
jogos. As animações utilizadas nesta pesquisa foram geradas com as técnicas de animação:
corpo rígido, deformação e skinning, e keyframe.
A técnica de animação de corpo rígido, como o próprio nome diz, tem como
fundamento a transformação de um corpo rígido (translação, escala e rotação do objeto) de
acordo com o tempo. Os objetos mudam suas localizações e orientações de alguma maneira
dependendo da interação entre eles ou em determinado instante.
46
A técnica de animação de deformação e skinning possibilitam um maior realismo na
animação de personagens e objetos deformáveis utilizando técnicas que modificam a estrutura
local dos corpos de forma a simular superfícies que contraem e esticam como resposta a
forças externas (esse tipo de animação é bastante relacionado com técnicas de modelagem e
animação físicas e costuma ser denominada skinning).
A técnica de animação por keyframes fundamenta-se na definição de uma série de
posições intermediárias a partir de um quadro inicial e um final enquanto a ferramenta
interpola os quadros restantes através de uma curva de animação denominada curva IPO
(curva de interpolação) considerando os parâmetros de escala, translação e rotação.
O método onde os objetos são controlados por funções de posição, velocidade e
aceleração, é chamado de cinemática. A cinemática direta é um sistema de animação top-
down, onde os movimentos dos objetos filhos são relativos àqueles do objeto pai. Por
exemplo, para que um personagem segure um objeto, inicialmente deve rotacionar o ombro, e
então seu antebraço, seguido de seu braço e, finalmente, sua mão. Esse método não é muito
indicado para animação de personagens humanos ou animais, pois esse movimento é muito
mecânico e nada natural. Já a cinemática inversa é um sistema de animação bottom-up, cujo
princípio é completamente oposto ao da cinemática direta, onde o movimento de um filho é
reportado aos outros filhos e ao objeto pai. Tem como vantagem um resultado mais natural
nas interpolações de movimento entre os keyframes.
Para a animação existe a ferramenta armadura (armature) que consiste em criar um
esqueleto de acordo com o objeto modelado e associar aos vértices (Make Parent) que
representam a parte desejada do personagem. Ou seja, cada alteração que houver na posição
ou rotação dos ossos do esqueleto será automaticamente alterado na malha do personagem,
causando assim o efeito de movimento.
3.1.4 Interação (game engine)
O Game Engine é um mecanismo de jogo especial que permite a interatividade do
usuário com cenas e objetos (teclado, mouse etc.), e com uma coleção de módulos para
propósitos de interatividade como física, gráfico, lógica, som e rede. Na game engine existe a
opção actor no menu lógica que, quando ativada, define um objeto como ator podendo ser um
personagem ou NPC (non-player character – personagem controlado pelo computador). Essa
opção pode ser configurada para trabalhar de dois modos, ghost e ou dynamic.
47
Existe também a opção rigid body que habilita o uso das leis da física pela game
engine. Essa possibilita, por exemplo, que uma esfera gire automaticamente quando ela tem
colisão com um outro objeto (caso o coeficiente de atrito entre os objetos não seja zero).
Na opção fantasma, o objeto não sofre interações com os parâmetros físicos do
cenário. Já com a opção dinâmico ativada, podem-se configurar as seguintes características
físicas do objeto:
Mass: Determina a massa do objeto;
Radius: Determina a área de colisão do objeto;
Damp: Configura o amortecimento que um objeto recebe do ar ou água;
RotDamp: o mesmo que o Damp, mas para rotações do objeto;
O sistema da Game Engine utiliza blocos lógicos (Figura 36) como modo de
visualização das configurações das interações dentro do jogo.
Figura 36: Blocos lógicos da Game Engine.
Existem três tipos de blocos lógicos: sensor, controller e actuator, sendo que cada um
tem um número diferente de sub-tipos. O sensor detecta alguma forma de entrada, podendo
ser: always, keyboard, mouse, collision, near, radar, property, random, ray, message ou
joystick. Como por exemplo: qualquer tecla pressionada (keyboard), um botão de joystick, ou
um evento constante (always).
O controller tem a função de ligar o sensor ao actuator, podendo ser do tipo lógico
(and, or, xor, nand, nor, xnor), ou um script em Python. Já o actuator executa realmente uma
ação dentro do jogo, podendo ser: motion, constrain, IPO, action, camera, sound, property,
edit object, scene, random, message, CD, game, visibility. Por exemplo, mover um objeto
dentro de uma cena (motion), executar uma animação (action ou IPO
) ou executar um efeito
sonoro (sound).
48
3.1.5 Som
O som é importante no jogo, pois permite ao jogador uma maior imersão ao ambiente,
proporciona mais realismo e conseqüentemente aumenta o prazer de jogar. Com a utilização
de músicas e efeitos sonoros pode-se auxiliar na mudança do ambiente do jogo, por exemplo,
aumentar o suspense.
Para a utilização de sons no jogo, o Blender só permite a utilização do formato de
arquivo para armazenamento de som do tipo wav, que é atualmente a base do áudio digital,
sendo largamente utilizado em efeitos sonoros. Existem vários tipos de ferramentas que
manipulam esse formato, permitindo a geração dos mais variados tipos de efeitos.
3.1.6 Python
Python é uma linguagem de programação poderosa e de fácil aprendizado. Ela possui
estruturas de dados de alto nível eficientes, bem como adota uma abordagem simples e efetiva
para a programação orientada a objetos sendo intuitiva, pois é muito próxima de um pseudo-
código (VAN ROSSUM e DRAKE, 2003).
O controle de bloco é feito apenas por tabulação (indentation), não existindo
delimitadores do tipo begin e end. Não requer pré-declaração, nem declaração de variáveis, e
os tipos das variáveis são determinados dinamicamente, tornando o Python ideal para
scripting e para o desenvolvimento rápido de aplicações em diversas áreas e na maioria das
plataformas.
O interpretador do Python é facilmente extensível através de módulos incorporando
novas funções e tipos de dados implementados em C ou C++ (ou qualquer outra linguagem
acessível a partir de C). Python também se adequa como linguagem de extensão para
customizar aplicações, como no Blender.
3.2 GIMP
O GIMP (GNU Image Manipulation Program) é um programa para criação e edição
de imagens de bitmap (padrão de representação de imagens formado por uma grade
geralmente retangular de pontos de cor ou pixels). O GIMP é muito utilizado para
processamento de imagens e seu uso inclui geração de gráficos e logotipos,
redimensionamento de fotos, alteração de cores, combinação de imagens, remoção de partes
indesejadas dessas e conversão de arquivos nos diferentes formatos de imagem digital.
49
Entre as inúmeras características do Gimp existem vários comandos e funções
avançadas como: mesclagem de efeitos, geração de objetos para a Internet, animações e
permissão para a inclusão de novos plugins. O programa é versátil e possibilita a comunicação
com outros ambientes gráficos universais com extensões tipo: .tif, .gif, .jpg, .bmp, .pcx e .ps,
entre outras. Apresenta ainda menus destacáveis, possibilitando a utilização de várias janelas
abertas, agilizando o trabalho do profissional.
50
4 MATERIAIS E MÉTODOS – IMPLEMENTAÇÃO DO
JOGO E DOS PERIFÉRICOS PROPOSTOS
4.1 ROTEIRO DO JOGO 3D
Entre as várias classes de jogos (aventura, simulação, ação, lógicos etc.) foi escolhido
para ambientar essa pesquisa o estilo aventura, onde o jogador deve ultrapassar obstáculos
que envolvam a solução de problemas, em um mundo a ser explorado.
No início do jogo é executada uma narração introdutória sobre o acidente de avião que
Beto sofreu deixando-o perdido numa floresta desconhecida. Para voltar para casa ele deve
achar o helicóptero dos bombeiros, mas para isso, deve enfrentar alguns desafios. No
caminho, Beto deve coletar objetos que serão necessários para ultrapassar os desafios. Caso
esqueça de algum item, ele deve voltar e coletá-lo. O primeiro desafio é uma árvore
atravessada no caminho. Beto só conseguirá passar se entregar o item banana ao macaco. A
segunda tarefa, um buraco pode ser pulado com a ajuda de uma águia que, caso receba o item
uva, voará levando Beto do outro lado. Em seguida, uma onça com fome deve ser alimentada
para deixar o menino passar. Logo após, um tamanduá ajudará Beto a passar por um
formigueiro se ele receber uma formiga. No último desafio, se Beto entregar uma maçã para a
tartaruga, ela o levará até o outro lado do rio onde está o helicóptero dos bombeiros.
4.2 USABILIDADE
Para o desenvolvimento do jogo computadorizado 3D foi levada em conta a
usabilidade, que é um fator importante que interfere na satisfação do jogador, pois ninguém
deseja utilizar um jogo frustrante ou difícil. De acordo com Carroll (2004), a diversão em um
jogo mostra que o conceito de usabilidade foi desenvolvido corretamente.
De acordo com Sim et al. (2004) e Laitinenn (2005), a usabilidade é importante para
tornar o jogo mais fácil e intuitivo sem, contudo, distrair o usuário de seu objetivo, com isso o
jogo 3D desenvolvido é composto por um caminho onde o usuário para terminar necessita
seguir a trilha e passar os desafios. Como os desafios (NOKIA, 2003) não podem ser muito
grandes ou muito fáceis, os desafios escolhidos no jogo são relativos ao tipo de alimento que
cada animal da floresta normalmente come. Caso o jogador não consiga compreender qual
alimento está sendo solicitado, o jogo continua.
51
Segundo Davis et al. (2005), o período inicial do jogo é crítico, pois é o momento em
que o jogador decidirá se vai continuar ou não, por isso o jogo inicia com Beto já na floresta
ao lado do avião que está pegando fogo além de sons de pássaros e outros bichos da floresta.
O jogo desenvolvido tem um menu simples. Para movimentar o personagem no cenário o
usuário tem como opções andar para frente e girar para direita ou esquerda. De acordo com
estudo realizado pela Nokia (2003) sobre a usabilidade de jogos de celular que também
podem ser estendidos para outras plataformas de jogo e por Barendregt et al. (2006), são
apresentadas algumas características para deixar os jogos mais agradáveis, que são:
• Sistema de menu simples e fácil (menus com vários níveis atrapalham e deixam os
jogadores perdidos);
• Simples de jogar;
• Sistema de controle dos personagens simples;
• Desafios não podem ser muito grandes ou muito fáceis;
• Economia do tempo do jogador, permitindo pular introduções e evitando reentradas
de dados;
• O mundo do jogo deve bater com o mundo real: deve ser consistente com os
fenômenos físicos, por exemplo, se o jogador pular ele prevê aonde vai cair.
4.3 MODELAGEM
4.3.1 Modelagem do personagem
Para criar o modelo tridimensional tanto do personagem do jogo quanto do modelo
para a simulação dos movimentos, foi utilizada a técnica blueprints. Essa técnica consiste em
seguir uma imagem de referência de fundo na qual são inseridas duas imagens bidimensionais
(visão frontal e lateral). Primeiramente a tela do Blender mostra a visão frontal e lateral do
modelo. Em seguida, posiciona-se as imagens uma de cada lado da tela, com a opção “plano
de fundo” (Figura 37).
52
Figura 37: Imagens guias para modelar.
Uma primitiva esférica foi usada para modelar a cabeça e quinze primitivas cilíndricas
para modelar o corpo: duas para as pernas, duas para os braços, uma para o tronco e dez para
formar os dedos. Foi aplicada a operação de união (merge) entre elas, para unir dois ou mais
vértices que apresentavam similaridades nas primitivas.
Foram utilizadas também para modelar o personagem (Figura 38) as ferramentas de
edição, tais como: extrusão, subdivisão e as operações de transformação geométrica: escala,
rotação e translação nos vértices.
a) b)
Figura 38: Modelando o personagem. a) visão frontal e b) visão lateral.
53
4.3.1.1 Mapeamento de textura do personagem
O mapeamento de textura corresponde à projeção de uma imagem bidimensional
digitalizada ou sintetizada sobre uma superfície tridimensional. A imagem forma uma matriz
quadrada. Sem o mapeamento de textura seria difícil distinguir as faces de um modelo
tridimensional nas demais posições. A referência deve ser preferencialmente uma imagem
quadrada com dimensões múltiplas de 64: 128x128 pixels ou 256x256 ou 512x512, etc, pois
essa é a limitação do OpenGL para a renderização da imagem pelo computador.
As faces foram definidas no mapa de textura de acordo com a projeção em um plano
perpendicular ao modelo ou a um conjunto de faces. Para o rosto do personagem, utilizou-se a
foto de um voluntário em duas posições: lateral e frontal. Em seguida uma parte da foto na
posição lateral foi sobreposta à visão frontal e, através do Gimp, foi obtida a figura 39.
Figura 39: Textura do rosto do personagem.
Para a construção do mapa de textura da roupa (Figura 40) e dos acessórios do
personagem foram utilizadas imagens coletadas na Internet e editadas no Gimp.
54
Figura 40: Textura editada da roupa e acessórios do personagem.
Após a modelagem e construção dos mapas de texturas foi efetuado o mapeamento do
corpo do personagem, como mostra a figura 41.
Figura 41: Personagem com textura.
4.3.1.2 Esqueleto e animação
Para animação do personagem primeiramente foi utilizado o objeto armadura ou
esqueleto (armature), que é formado por vários ossos (bones) interligados ou não. Foram
inseridos ossos nas regiões do modelo onde se deseja movimento, aplicando as operações de
rotação, escala e translação (Figura 42). Em seguida, cada osso foi nomeado e definido o seu
parentesco em relação ao outro. Para efetuar a animação da malha foi necessário também criar
grupos de vértices com o mesmo nome do osso correspondente da região.
55
Figura 42: Esqueleto inserido no personagem.
Para a animação, foi utilizada a técnica de cinemática inversa (Inverse Kinematics)
onde não apenas os movimentos do osso "pai" são transmitidos aos filhos (cinemática direta),
mas também os movimentos do último filho da cadeia podem ser transmitidos para o osso pai.
Para gerar a animação no esqueleto foram utilizadas a janela do editor de ações (Action
Editor) e a ferramenta Insert Key definindo quadros chaves em função do tempo, sendo que
quadros intermediários foram interpolados pelo Blender (Figura 43).
Figura 43: Janela do editor de ações do Blender.
4.3.2 Modelagem do cenário floresta
A floresta foi constituída basicamente de árvores de diversos tipos, plantas, flores,
capim, céu e montanhas. Primeiramente foi utilizada a primitiva plana (Figura 44a) para a
modelagem do terreno. A ferramenta de edição subdivide fractal (divisão fracionada) foi
usada algumas vezes até a formação de uma malha irregular (Figura 44b). Logo em seguida
foi realizada a operação UVMap para a aplicação da textura (Figura 44c).
56
a) b) c)
Figura 44: Modelagem do terreno. a) primitiva plana, b) divisão fracionada e c ) texturizado.
Para simulação do céu foi utilizado um hemisfério que envolve todo o cenário e
conforme sua rotação pode-se visualizar o movimento das nuvens. Um script em Python que
utiliza a propriedade dRot do atuador Motion, rotaciona o hemisfério no eixo vertical Z numa
velocidade pré-determinada. Um outro hemisfério foi implementado para a colocação de
montanhas ao redor do cenário (Figura 45).
Figura 45: Montanhas e céu implementados no cenário.
Para as árvores foram utilizadas primitivas cilíndricas com cinco ou seis faces
(dependendo do tipo da árvore) como tronco principal e galhos. Na base superior de cada
cilindro foi aplicada a operação de escala nos vértices para reduzir seu diâmetro, sendo que
em alguns galhos foi utilizada a ferramenta subdivide e a operação de translação para criar o
efeito de curvatura.
Em seguida, para a modelagem das folhas das copas das árvores foram inseridas duas
primitivas planas, porém com a operação de rotação de 90° nos vértices no eixo vertical Z no
modo de edição, fazendo com que elas se cruzassem perpendicularmente (Figura 46).
57
a) b)
Figura 46: Planos cruzados. a) visão frontal e b) visão superior.
Esses planos foram copiados algumas vezes e transladados nos eixos X, Y e Z para
criar o formato da copa da árvore (Figura 47a e 47b).
a) b)
Figura 47: Árvore em modo aramado. a) visão superior e b) visão frontal.
Logo após os planos das folhas serem texturizados, foi utilizada a técnica twoside no
modo UV Face, que ativa o mapa de textura nos dois lados da face. Para tornar o cenário da
floresta menos homogêneo, foram modeladas outras árvores diferentes. Na figura 48 pode-se
ver o modelo de uma árvore com textura. Para o funcionamento correto dessa técnica é
importante utilizar textura com imagens que possuem canal alpha, sendo transparente nas
regiões extremas.
58
Figura 48: Árvore com textura.
A figura 49 mostra os diversos tipos de árvores modeladas para a floresta do jogo
desenvolvido.
Figura 49: Árvores modeladas para a biblioteca.
Para integrar o cenário da floresta, foram modeladas também plantas, moitas, pedras e
flores. A figura 50 mostra a seqüência de modelagem geométrica de um cogumelo. Para criar
esse modelo foi utilizada inicialmente uma primitiva cilíndrica de seis vértices, gerando o
caule do cogumelo, e foi aplicada a operação de escala para diminuir seu diâmetro e aumentar
sua altura (Figura 50a). Para o chapéu do cogumelo foi aplicada num hexágono, duas vezes a
ferramenta de extrusão juntamente com a operação escala e translação para modelar os
vértices do chapéu (Figura 50b). A ferramenta de união (merge) uniu os vértices superiores do
chapéu e os vértices superiores do caule aos vértices da base do chapéu (Figura 50c). Depois
59
de modelar e texturizar o cogumelo, foram realizadas duas cópias e operações de escala,
rotação e translação para finalizar o modelo (Figura 50d).
a) b) c) d)
Figura 50: Seqüência de modelagem do cogumelo.
Para melhorar o ambiente, foram modeladas algumas plantas e flores (Figura 51), que
foram colocadas em todo o cenário.
Figura 51: Plantas modeladas para compor o cenário do jogo.
Foram modelados também os itens que são coletados na floresta para serem utilizados
nos desafios (Figura 52).
Figura 52: Itens utilizados no jogo.
60
4.3.3 Modelagem dos animais e objetos
A modelagem do tigre é descrita a seguir para exemplificar o processo de modelagem
dos animais, pois o procedimento é o mesmo para todos, diferindo somente pelas
características morfológicas de cada um e pela textura aplicada.
Para modelar o tigre (Figura 53), foi utilizada a técnica de duas imagens
bidimensionais (visão frontal e lateral), duas primitivas esféricas, uma para o corpo e outra
para a cabeça e seis primitivas cilíndricas para as pernas, rabo e pescoço.
a)
b)
Figura 53: Modelo do tigre em modo de edição. a) visão lateral e b) visão superior.
Após utilizar a ferramenta de edição extrusão e as operações de escala, rotação e
translação nos vértices, foi aplicada a operação de união (merge) entre as primitivas e o
mapeamento de textura acessando o modo UV Face. Foi definido no menu UV Calculation o
mapeamento por janela (from windows), fornecendo uma visão 2D na imagem de textura das
faces do modelo 3D (Figura 54).
Figura 54: Modelo do tigre em modo UV Face.
61
A figura 55 mostra os animais modelados (jacaré, lobo, gato, papagaio, gaivota,
tartaruga, águia, coruja, camelos, cavalo, zebra, peixes, pingüim, onça, leão, tigre, cobra,
arara, tamanduá e tubarão) que foram inseridos na biblioteca de modelos.
Figura 55: Animais modelados para a biblioteca.
A mesma técnica de blueprints (Figura 56) foi utilizada para modelagem do avião
(Figura 57) e de seus componentes: hélice (Figura 58) e roda (Figura 59). Após a modelagem
foi realizada a texturização do avião (Figura 60).
Figura 56: Blueprints do avião.
62
a) b) c)
Figura 57: Modelagem do avião. A) fuselagem, b) fuselagem com as asas e o leme e c) hastes de fixação.
a) b) c)
Figura 58: Modelagem da hélice. a) hexágono, b) extrusão de vértices e c) hélice modelada.
a) b) c)
Figura 59: Modelagem da roda. a) visão lateral com o cursor, b) spin com rotação de 360° e c) spin realizado.
63
Figura 60: Modelo do avião texturizado.
4.3.4 Biblioteca de modelos
Para otimizar o desenvolvimento do jogo, as etapas de modelagem e animação foram
divididas entre diversas pessoas do laboratório. Neste trabalho foram modelados objetos
(árvores, plantas e frutas), animais e o personagem principal, sendo que todos foram inseridos
na biblioteca para uso comum.
4.4 O JOGO
O jogo desenvolvido intitulado de “As aventuras de Beto” é iniciado por uma tela
(Figura 61), onde são apresentados o nome do jogo e as opções disponíveis.
Figura 61: Tela do menu do jogo.
64
A função de cada botão no jogo para o periférico de botões é mostrada na tela de
instruções (Figura 62).
Figura 62: Tela de instruções do jogo.
Como cenário foi escolhida uma floresta onde foram colocados animais da fauna
brasileira. A figura 63 mostra Beto na floresta desconhecida. Também foram inseridos sons de
pássaros.
Figura 63: Tela do jogo da floresta.
Para sair da floresta, Beto deve contar com a ajuda dos animais encontrados no
caminho. Esses animais pedem alguns alimentos que gostam de comer. A palavra com o
alimento solicitado é posicionada no centro da tela e o jogador deve utilizar as setas para
selecionar o objeto que o animal está desejando (Figura 64). Quando o macaco recebe a
banana, ele executa uma animação “pulando”. A animação é acompanhada do som do macaco
65
satisfeito. O macaco puxa o tronco da árvore por um cipó, permitindo assim que o
personagem continue seu caminho.
Figura 64: Objeto solicitado pelo bicho.
Caso a criança selecione o objeto errado, é executada uma animação do bicho
recusando-o juntamente com o som de reclamação e solicitação de uma nova tentativa (Figura
65).
Figura 65: Onça recusando objeto e solicitando novamente.
Se o jogador acertar o objeto pedido, o animal agradece e executa uma animação
ajudando Beto a atravessar a barreira imposta. Por exemplo, a arara o leva para o outro lado
do buraco (Figura 66a) ou o tamanduá suga as formigas que estão no chão (Figura 66b).
66
Figura 66: Animais ajudando Beto. a) Arara ajudando Beto a atravessar um buraco. b) Tamanduá ajudando
Beto a passar pelo formigueiro.
4.5 MODELO VIRTUAL
O modelo virtual foi utilizado para simular os movimentos de crianças com limitações
motoras e adequar os periféricos em função das suas características morfométricas e grau de
deficiência, prevendo movimentos e situações capazes de acionar os periféricos sem
desestimular a criança que não tem sucesso.
A modelagem 3D incluiu os padrões de limitações e características antropométricas.
Foi possível também a simulação das ações que devem ser executadas nos periféricos e,
conseqüentemente visualizar se houve algum tipo de erro na concepção deles. Todos os
objetos (mesa, computador, monitor, cadeira de rodas, dispositivo com botões, joystick
adaptado e webcam), cenário, modelo humano (Figura 67) e simulações (postura padrão e
movimentos dos braços e/ou dedos com seus limites) foram desenvolvidas utilizando a
ferramenta gráfica Blender, a mesma utilizada para o desenvolvimento do jogo 3D.
Figura 67: Objetos e modelo humano construídos no Blender.
67
Para validar a simulação verificou-se se com ela foi possível projetar os periféricos de
tal maneira que eles sejam adequados às particularidades físicas do usuário. Foram
selecionadas 2 crianças da clínica de fisioterapia da Universidade de Mogi das Cruzes, com
idade de 9 e 14 anos. A primeira criança (C1), com paralisia cerebral, apresenta braço junto ao
tronco, porém com movimentos parciais do punho e dedos (padrão de adução e rotação
interna de úmero; flexão e pronação de antebraço com movimentos preservados de flexão e
extensão das metacarpofalangeanas; flexão, extensão, desvio radial e ulnar de punho). A
segunda criança (C2), com Distrofia Muscular de Duchenne, apresenta movimento do
cotovelo preservado com mão em garra (padrão flexor de punho e das metacarpofalangenas
com movimentos preservados do complexo do ombro e do cotovelo).
Para verificar a acessibilidade do periférico de botões, foram considerados além das
características físicas de cada criança (Tabela 2), a distância necessária entre ela e o periférico
para acioná-lo corretamente (incluindo previsão da cadeira de rodas).
Tabela 2: Características físicas das crianças.
Criança DCO (m) DOQ (m) DQT (m) DOO (m) DQQ (m) DCQ (m)
C1 0,19 0,31 0,35 0,24 0,24 0,50
C2 0,19 0,33 0,42 0,26 0,24 0,52
DCO: distância da cabeça ao ombro DOO: distância do ombro D ao ombro E
DOQ: distância do ombro ao quadril DQQ: distância do quadril D ao quadril E
DQT: distância do quadril ao tornozelo DCQ: distância da cabeça ao quadril
4.6 DISPOSITIVOS DE ACESSO
4.6.1 Acessibilidade para usuários com limitações motoras leves
4.6.1.1 Botões
Para que usuários com limitações motoras leves possam acionar um jogo no
computador, foi implementado um dispositivo adaptado com botões (Figura 68). O
dispositivo é composto por 6 caixas de plástico de 6 cm x 5 cm, fixadas com velcro em uma
superfície de madeira. No interior das caixas foram colocados 6 push button para formar os
interruptores. O dispositivo foi planejado para possibilitar acessibilidade sendo possível
modificar a posição de cada push button em função das necessidades do usuário. Para torná-
68
las mais atrativas, as caixas foram cobertas por uma estrutura em espuma revestida de E.V.A.
colorido.
Figura 68: Dispositivo com botões para pessoas que têm dificuldade de apertar teclas com o dedo.
4.6.1.2 “Joystick” adaptado
Para usuário com dificuldades leves e tremores foi também desenvolvido um joystick
adaptado. Para executar os comandos do jogo foram retirados os potenciômetros do joystick
padrão e fixou-se na base do manche, quatro mini botões do tipo push button para fornecer os
comandos de direções: frente, esquerda, direita e trás (Figura 69).
Figura 69: Joystick adaptado para pessoas com perda parcial do movimento (parestesias).
4.6.1.3 Entrada no computador
Para utilizar o dispositivo com botões ou o joystick adaptado, foi inserida uma porta
DB 15 em um teclado de computador (Figura 70). As conexões internas foram modificadas
69
para que esses periféricos agem em paralelo com as teclas “seta para direita”, “seta para
esquerda”, “seta para cima”, “seta para baixo”, “Q” e “Enter”, que são as teclas utilizadas no
jogo para realizar os comandos de virar para a direita, virar para esquerda, andar para frente,
andar para trás respectivamente assim como, tecla do menu e de seleção. Por exemplo, se o
jogador acionar um comando a partir de qualquer um dos dispositivos, o jogo
automaticamente reconhece que uma tecla foi pressionada e executa a movimentação pré-
determinada para o personagem.
Figura 70: Teclado com a porta DB 15.
4.6.2 Acessibilidade para crianças com limitações motoras severas
Para garantir a acessibilidade de usuários com limitações motoras severas foi
idealizado um dispositivo com uma webcam que requer movimentos mínimos para comandar
as ações do jogo. Para que o jogo interprete os movimentos realizados pelo usuário em frente
a webcam, foi desenvolvido em linguagem Python um software para captação da imagem. Foi
utilizada também a biblioteca Pygame desenvolvida para Python que estende o SDL
(Biblioteca Multimídia Multiplataforma) com uma série de módulos para criação de jogos,
além do módulo PIL (Python Imaging Library) que fornece a funcionalidade de
processamento de imagem e suporta vários formatos de arquivo, o módulo VideoCapture para
acessar dispositivos de vídeo e o PGU que é um conjunto de módulos úteis para a escrita de
jogos com Pygame.
Para detectar esses movimentos, uma rotina faz a comparação pixel-a-pixel, analisando
as diferenças das componentes RGB entre os pixels do quadro anterior e do atual, na mesma
posição espacial. Se constatada a mudança em um pixel, os vizinhos são analisados para
verificar se neles também houve variação.
70
A janela do software é composta pela imagem da webcam no canto superior esquerdo
da tela e um checkbox na parte inferior da janela. Foram colocados na tela três quadrados
(40x40 pixels), sem preenchimento, que são utilizados para movimentar o personagem no
jogo: andar para frente, virar para a direta e para a esquerda. Para facilitar o desempenho do
usuário é possível deslocar esses quadrados. Eles podem ser colocados de forma que fiquem
em uma área mínima de 3 cm
2
, permitindo, por exemplo, o acesso através da movimentação
dos dedos. Pode-se aumentar a distância entre eles para garantir que ao executar o movimento
o usuário acione um quadrado de cada vez e não acione dois ou mais simultaneamente.
Antes de cada teste foi realizada uma calibração específica da webcam com cada
voluntário. A calibração consiste em solicitar ao voluntário que acione os três quadrados
dispostos na janela da webcam, um de cada vez. Os quadrados são movimentados na janela de
acordo com o tipo e amplitude de movimento preservado (sem esforço) que o voluntário tem,
podendo ter várias disposições na janela (Figura 71a). A distância também foi observada
(Figura 71b), caso o voluntário tenha uma ampla amplitude de movimento razoável, afasta-se
a webcam para aumentar a área de visualização, caso o voluntário tenha pouca amplitude
aproxima-se a webcam para diminuir a área de visualização e focar nos movimentos
preservados.
a) b)
Figura 71: Exemplos de posicionamento. a) dos quadrados e b) da webcam.
Para mover um dos quadrados basta clicar nele e o arrastar para a posição desejada.
Para facilitar a visualização, cada quadrado ativado é preenchido na cor vermelha no modo de
edição (Figura 72).
71
Figura 72: Software no modo de edição.
Depois de escolhidas as posições, deve-se acionar o checkbox para que os quadrados
não se desloquem mais. Neste caso, eles ficam com as bordas na cor verde, indicando que o
software está em execução (Figura 73). O checkbox é utilizado para ativar ou desativar a
rotina de comparação entre os frames da webcam.
Figura 73: Software no modo de execução.
A cada movimento realizado pelo usuário, o software analisa as diferenças entre os
frames e localiza as mudanças. Se as diferenças não ocorrerem em um quadrado verde, elas
são ignoradas. Caso contrário, o software identifica a ação, ou seja, qual tecla deve ser
acionada através da API do Windows.
4.7 TESTES E AVALIAÇÃO
4.7.1 Sujeitos da pesquisa
Para avaliar o jogo-teste e o jogo 3D foram selecionados 20 voluntários, alunos do
programa de pós-graduação da universidade de Mogi das Cruzes que não apresentavam
72
limitações motoras (grupo A). Esse critério foi adotado para que o tipo e o grau do
comprometimento do usuário final não interferisse nos resultados. Os voluntários, com faixa
etária entre 23 e 45 anos (média de 32 anos e desvio padrão de 8,6), de ambos os sexos, foram
divididos em dois grupos: o grupo A1 composto por pessoas que não tem experiência em
jogos e o grupo A2 que tem essa experiência.
Para comprovar que a distribuição dos dados é normal para os testes com o jogo-teste
e o jogo 3D com os grupos A1 e A2 foi aplicado o teste D’Agostinho e para verificar se há
diferença significativa entre os grupos foi aplicado também o teste estatístico ANOVA: um
critério, confirmando ou não a hipótese inicial que as médias de tempos dos periféricos nos
grupos são iguais e que as médias das colisões são iguais. Foi utilizado como pós-teste o
Tukey, para definir quais dos periféricos são diferentes do restante da amostra. Para análise
estatística dos dados foi utilizado o programa BioEstat 5.0.
Para comprovar a acessibilidade do periférico, também foram selecionados 10
voluntários (grupo B) de ambos os sexos, com idade superior a 17 anos, com limitações
motoras em membros superiores devido a tetraparesia espástica e/ou distrofias musculares,
mas que apresentem movimentos de cotovelo, punho ou extremidade suficientes para atuar
voluntariamente pelo menos numa área mínima de 3 cm². Foram adotados como critérios de
exclusão: cognitivo não preservados, tetraplégicos com ausência total de movimentos de
membros superiores. Parecer favorável do comitê de ética da Universidade de Mogi das
Cruzes (CAAE – 0140.0.237.000-09).
Para comparação entre os grupos A1, A2 e B quando utilizando a webcam para acessar
o jogo 3D foi aplicado o teste ANOVA: um critério para verificar se há diferença significativa
entre os grupos.
4.7.2 Avaliação da acessibilidade – Jogo-teste
Para analisar se os periféricos permitem ao usuário acionar todas as ações
disponibilizadas no jogo (acessibilidade), foi desenvolvido um jogo-teste (Figura 74), que tem
como cenário um caminho composto de retas e curvas. O voluntário tem como meta chegar
no fim do caminho com o mínimo de colisões. Para tanto os comandos permitem: andar para
frente, virar para esquerda ou para direita. O programa registra a quantidade de colisões nas
paredes do caminho e o tempo que o voluntário levou do início até o final do percurso. Os 20
voluntários do grupo A utilizaram o jogo-teste com a webcam e o teclado.
73
Figura 74: Jogo-teste (caminho).
4.7.3 Avaliação do jogo 3D
Os voluntários do grupo A testaram a acessibilidade e a usabilidade do jogo 3D
utilizando os 3 periféricos adaptados (botões, joystick e webcam). Após apresentação do
enredo do jogo e de seus objetivos, cada voluntário jogou quatro vezes, cada vez com um
periférico diferente (os três periféricos adaptados e o teclado padrão). A ordem de utilização
dos periféricos foi escolhida aleatoriamente. Nenhum dos voluntários conhecia o jogo e não
foi permitido nenhum pré-teste de utilização. Após cada teste foi solicitado que cada
voluntário preenchesse um questionário (APÊNDICE A) opinando sobre a acessibilidade e
usabilidade.
Os 10 voluntários com limitações motoras (grupo B) também testaram a acessibilidade
e a usabilidade do jogo 3D, porém utilizando somente a webcam como periférico de acesso.
Nenhum dos voluntários conhecia o jogo e não foram permitidos nenhum pré-teste de
utilização com a webcam. Os testes, com o grupo B foram realizados numa sala da unidade
clínica da AVAPE (Associação para Valorização e Promoção de Excepcionais), que continha
mobiliários adaptados, sem interferências auditivas e/ou visuais, bem como ausência de
estímulos externos. Os dados específicos do grupo B estão na tabela 3.
74
Tabela 3: Dados dos voluntários do grupo B.
Voluntários Sexo Idade
Altura
(cm)
Diagnóstico (CID - 10)
V1 Feminino 17 162
Paralisia cerebral quadriplégica espástica
(G80) e retardo mental leve (F70)
V2 Masculino 19 174
Monoplegia do membro superior (G83.2)
Queimadura
V3 Masculino 17 176
Neuropatia intercostal (G58.0) e transtornos do
plexo braquial (G54.0)
V4 Feminino 21 155
Monoplegia do membro superior (G83.2) e
retardo mental não especificado (F79)
V5 Masculino 32 176
Monoplegia do membro superior (G83.2) e
retardo mental leve (F70)
V6 Feminino 23 145
Mão e pé em garra e mão e pé tortos
adquiridos (M21.5) e retardo mental leve (F70)
V7 Feminino 27 161
Paralisia cerebral hemiplégica espástica
(G80.2)
V8 Masculino 54 179
Paralisia cerebral quadriplégica espástica
(G80)
V9 Masculino 36 168
Paralisia cerebral quadriplégica espástica
(G80) e retardo mental leve (F70)
V10 Masculino 26 171
Paralisia cerebral quadriplégica espástica
(G80) e retardo mental moderado (F71)
Média - 27 167 -
Desvio
Padrão
- 11 11 -
Antes de cada teste foi verificado junto ao terapeuta quais movimentos preservados de
membros superiores poderiam ser utilizados para os testes. Depois cada voluntário foi
orientado quanto à postura adequada para sua permanência frente ao computador, ou seja,
sentado com angulação de 90° de quadril e joelhos. Quando necessário foram utilizados
apoios laterais para maior estabilidade, e mantendo uma distância média de 50 cm com a
webcam. O laudo de cada voluntário foi fornecido pelos próprios profissionais da AVAPE.
Foi realizada uma calibração específica da webcam para cada um. Constatada a acessibilidade
da webcam foi realizada a explanação sobre o jogo 3D e proposto ao voluntário que o
acessasse (cabe salientar que foi oferecida a opção de jogar ou não). Durante a realização dos
testes houve a colaboração e presença do terapeuta ocupacional, que já acompanhava a
evolução dos quadros clínicos dos voluntários. Após cada teste foi solicitado ao profissional
que avaliasse a acessibilidade da webcam e a satisfação de cada voluntário com o jogo 3D
(questionário no apêndice B).
75
5 RESULTADOS
5.1 AVALIAÇÃO DA ACESSIBILIDADE DA WEBCAM
Os 20 voluntários sem limitações motoras realizaram o jogo-teste do labirinto
utilizando o teclado padrão e a webcam. Os tempos, colisões, médias e desvio padrão dos 10
voluntários do grupo A1 e dos 10 voluntários do grupo A2 são apresentados nas tabela 4 e 5
respectivamente.
Tabela 4: Tempos gastos pelos voluntários do grupo A1 utilizando o teclado e a webcam no jogo-teste.
Voluntários que Não
Jogam (VNJ)
Teclado Webcam
Tempo em
minutos
Colisões
Tempo em
minutos
Colisões
VNJ1 02:52
42 04:58 97
VNJ2 02:16
28 04:37 107
VNJ3 02:35
19 03:54 86
VNJ4 01:56
53 03:17 107
VNJ5 02:55
28 04:22 126
VNJ6 02:32
41 04:23 91
VNJ7 02:46
70 05:15 129
VNJ8 02:23
21 04:26 98
VNJ9 02:13
66 04:53 93
VNJ10 02:23
38 03:33 121
Médias
02:29
41 04:19
106
Desvio Padrão (DV) 00:19 18 00:35 15
Tabela 5: Tempos gastos pelos voluntários do grupo A2 utilizando o teclado e a webcam no jogo-teste.
Voluntários que
Jogam (VJ)
Teclado Webcam
Tempo em
minutos
Colisões
Tempo em
minutos
Colisões
VJ1
01:55 20 03:11 84
VJ2
01:55 9 03:53 85
VJ3
01:55 23 03:34 110
VJ4
01:58 19 05:53 100
VJ5
01:56 5 05:28 127
VJ6
01:46 22 03:38 106
VJ7
02:59 6 06;32 121
VJ8
01:53 12 04:14 118
VJ9
02:05 7 05:09 143
VJ10
02:32 10 06:50 73
Médias 02:05 13
04:50
107
Desvio Padrão (DV)
00:23 7 01:19 22
76
Aplicando-se o teste D'Agostino foi constatado que as amostras dos grupos A1 e A2
apresentam distribuição de dados normal. O teste ANOVA: um critério e o pós-teste o Tukey
aplicados nas médias dos tempos no jogo-teste com os grupos A1 e A2, apresentaram
diferença significativa entre os periféricos (F = 34,88, p < 0,0001). A comparação entre as
médias dos tempos dos periféricos mostrou que o grupo A1 utilizando o teclado é
significativamente diferente quando os grupos A1 e A2 utilizaram a webcam. Entretanto o
grupo A1 e A2 não apresentaram diferença significativa quando utilizaram o mesmo
periférico.
O teste ANOVA: um critério e o pós-teste o Tukey aplicados nas médias das colisões
no jogo-teste com os grupos A1 e A2, apresentaram diferença significativa entre os
periféricos (F = 82,86, p < 0,0001). A comparação entre as médias das colisões mostrou que
não houve diferença significativa somente entre os grupos A1 e A2 quando utilizaram a
webcam.
O tempo gasto para completar o teste utilizando o teclado foi 18,88% maior para os
voluntários do grupo A1 em relação ao grupo A2 e as colisões foram 215,38% mais
freqüentes. Com o uso da webcam os voluntários do grupo A2 demoraram 11,97% mais que o
grupo A1 e tiveram 0,94% colisões a mais.
Para usuários com pouca habilidade no manejo do teclado as colisões com a webcam
foram 158,53% mais freqüentes do que com o teclado. Os voluntários do grupo A2 tiveram a
contagem de 107 de colisões, que foi parecido com o grupo A1.
Pode-se observar que os voluntários do grupo A2 foram 18,88% mais rápido e com
movimentos 215,38% mais precisos utilizando esse periférico, como já estão bem
acostumados com o manejo do teclado, que os voluntários do grupo A1. Quando utilizaram a
webcam, os grupos A1 e A2 apresentaram similaridade na média de colisões, porém o grupo
A1 foi 11,97% mais rápido do que o grupo A2, mostrando que se adaptou melhor com a
webcam.
5.2 AVALIAÇÃO DO JOGO 3D COM OS PERIFÉRICOS
O jogo 3D desenvolvido para esta pesquisa foi utilizado pelos 20 voluntários sem
limitações motoras com teclado padrão, periférico com botões, joystick adaptado e webcam.
Na tabela 6 e na figura 75 são apresentados os tempos de utilização com cada periférico para
os voluntários do grupo A1.
77
Tabela 6: Tempos dos voluntários do grupo A1 acessando o jogo 3D com 4 periféricos.
Voluntários que Não
Jogam (VNJ)
Tempo de utilização (minutos)
Teclado Botões Joystick Webcam
VNJ1
03:06 04:51 04:10 05:00
VNJ2
03:47 03:44 03:36 04:54
VNJ3
06:13 04:13 05:14 07:43
VNJ4
03:15 05:06 04:07 06:07
VNJ5
04:15 04:48 06:22 06:55
VNJ6
03:00 04:31 03:19 05:24
VNJ7
06:35 05:28 05:12 08:06
VNJ8
03:31 03:23 03:59 05:01
VNJ9
03:31 05:33 04:57 06:45
VNJ10
02:36 05:01 04:55 05:25
Médias
03:59 04:40 04:35 06:04
Desvio Padrão (DV)
01:21 00:43 00:55 01:11
Dos voluntários do grupo A1, 60% conseguiram melhor tempo utilizando o teclado
como periférico de acesso ao jogo.
00:00
01:12
02:24
03:36
04:48
06:00
07:12
08:24
09:36
V
N
J
1
VNJ2
V
N
J
3
VNJ4
V
N
J
5
VNJ6
V
N
J
7
VNJ8
V
N
J
9
VNJ
1
0
Voluntários
Tempo (minutos)
Teclado
Botões
Joystick
Webcam
Figura 75: Tempos dos voluntários do grupo A1 utilizando os quatros periféricos apresentados na ordem de
utilização.
Aplicando-se o teste D'Agostino no grupo A1 foi constatado que as amostras
apresentam distribuição de dados normal. O teste ANOVA: um critério e o pós-teste o Tukey
aplicados nas médias dos tempos dos periféricos no jogo 3D apresentaram diferença
significativa entre os periféricos (F = 6,98, p = 0,0011). A comparação entre as médias dos
tempos dos periféricos mostrou que a webcam é significativamente diferente quando
comparada com teclado padrão, periférico de botões e o joystick. Entretanto o teclado padrão,
periférico de botões e o joystick não apresentaram diferença significativa entre eles.
78
O tempo gasto para finalizar o jogo foi 15% menor quando os voluntários do grupo A1
utilizaram o teclado em relação ao maior tempo quando utilizaram os botões. Observando a
figura 73, foi constatado que 90% dos voluntários do grupo A1 apresentaram um desempenho
melhor com pelo menos um periférico após a primeira tentativa.
Os tempos dos 10 voluntários do grupo A2 utilizando os quatros periféricos são
apresentados na tabela 7 e figura 76.
Tabela 7: Tempos dos voluntários do grupo A2 acessando o jogo 3D com 4 periféricos.
Voluntários que
Jogam (VJ)
Tempo de utilização (minutos)
Teclado Botões Joystick Webcam
VJ1
03:11 05:45 05:39 07:33
VJ2
03:43 03:53 03:13 05:45
VJ3
02:56 03:12 04:37 06:10
VJ4
03:43 04:49 06:31 06:00
VJ5
03:04 05:09 04:29 05:46
VJ6
02:34 02:40 03:03 03:54
VJ7
02:21 02:46 03:48 04;18
VJ8
02:47 03:21 03:33 04:41
VJ9
02:40 04:51 03:48 04:22
VJ10
04:04 04:02 04:28 05:05
Médias
03:07 04:03 04:16 05:22
Desvio Padrão (DV)
00:34 01:04 01:05 01:06
Dos voluntários do grupo A2, 80% conseguiram o melhor tempo utilizando o teclado
para acessar o jogo.
00:00
01:12
02:24
03:36
04:48
06:00
07:12
08:24
VJ1
VJ2
VJ3
VJ4
VJ5
VJ6
VJ
7
VJ8
VJ9
VJ1
0
Voluntários
Tempo (minutos)
Teclado
Botões
Joystick
Webcam
Figura 76: Tempos dos voluntários do grupo A2 utilizando os quatros periféricos para completar o jogo 3D.
79
Aplicando-se o teste D'Agostino no grupo A2 foi constatado que as amostras
apresentam distribuição de dados normal. O teste ANOVA: um critério e o pós-teste o Tukey
aplicados nas médias dos tempos dos periféricos no jogo 3D apresentaram diferença
significativa entre os periféricos (F = 8,92, p = 0,0003). A comparação entre as médias dos
tempos dos periféricos mostrou que a webcam é significativamente diferente quando
comparada com teclado padrão e o periférico de botões, e que o joystick é significativamente
diferente do teclado padrão. Entretanto alguns periféricos não apresentam diferença
significativa entre eles: teclado padrão e periférico de botões; periférico de botões e joystick; e
joystick e webcam.
Os tempos médios de utilização do jogo para os voluntários do grupo A1 foram: 3:59
minutos para o teclado padrão, 4:40 minutos para o periférico com botões, 4:35 minutos para
o joystick adaptado e 6:04 minutos com a webcam. Já os tempos médios dos voluntários do
grupo A2 foram: 3:07 minutos para o teclado padrão, 4:03 minutos para o periférico com
botões, 4:16 minutos para o joystick adaptado e 5:22 minutos com a webcam.
Os voluntários, após jogarem quatro vezes, preencheram um questionário com
perguntas referentes a jogabilidade, usabilidade, satisfação e acessibilidade.
A figura 77 apresenta os gráficos para comparação das respostas dos voluntários do
grupo A1 e do grupo A2 com relação a: (1) qualidade da história do jogo, (2) diversão do
jogo, (3) dificuldade do jogo e acessibilidade do teclado (4), dos botões (5), joystick (6) e
webcam (7).
A1 A2
(1) Qualidade da história
0
1
2
3
4
5
6
7
Muito Boa Boa Regular Fraca Muito Fraca
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Muito Boa Boa Regular Fraca Muito Fraca
80
(2) Diversão do jogo
0
1
2
3
4
5
6
Extremamente Muito Divertido Pouco Nem um pouco
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Extremamente Muito Divertido Pouco Nem um
pouco
(3) Dificuldade do jogo
0
1
2
3
4
5
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
0
1
2
3
4
5
6
7
Muito fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
(4) Acessibilidade do teclado
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
0
1
2
3
4
5
6
7
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
(5) Acessibilidade dos
botões
0
1
2
3
4
5
6
7
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
0
1
2
3
4
5
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
81
(6) Acessibilidade do joystick
0
1
2
3
4
5
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
0
1
2
3
4
5
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
(7) Acessibilidade da webcam
0
1
2
3
4
5
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
0
1
2
3
4
5
Muito Fácil Fácil Normal Difícil Muito Difícil
Figura 77: Respostas ao formulário para acessibilidade e usabilidade para os grupos A1 e A2.
Analisando as respostas do questionário pode-se ver que a maioria avaliou
positivamente todos os quesitos. A diferença mais significativa foi no quesito diversão sendo
que 50% das pessoas que não costumam jogar consideraram o jogo “divertido” enquanto 70%
que costumam jogar consideraram “extremamente divertido”. Essa diferença pode ser
explicada porque o grupo A não gosta mesmo desse tipo de atividade.
Em relação à acessibilidade, as respostas mostram que nenhum periférico foi
incompatível com os objetivos do trabalho, sendo a preferência guiada por características
pessoais.
5.3 JOGO 3D COM OS VOLUNTÁRIOS COM LIMITAÇÕES
MOTORAS
Os tempos desses voluntários com limitações motoras utilizando a webcam para
acessar o jogo 3D são apresentados na tabela 8.
82
Tabela 8: Tempos da utilização do jogo 3D com a webcam.
Voluntários
Webcam
Tempo em minutos
V1 05:24
V2 04:46
V3 05:14
V4 08:39
V5 10:03
V6 04:36
V7 05:24
V8 06:16
V9 08:54
V10 07:42
Média 06:42
Desvio Padrão (DV) 01:58
Devido ao movimento mais lento e a presença de tremores os voluntários V4, V5 e V9
completaram o jogo 3D com um tempo superior ao restante dos voluntários. Aplicando-se o
teste ANOVA: um critério para comparação dos tempos do grupo B utilizando a webcam com
os tempos dos grupos A1 e A2 também utilizando a webcam, foi observado que não houve
diferença significativa entre os grupos (F = 2,12, p < 0,1378) comprovando que a deficiência
não interferiu no desempenho dos voluntários ao utilizar a webcam como periférico de acesso
a um jogo 3D.
A figura 78 mostra um voluntário acessando o jogo 3D através da webcam
movimentando a mão na mesa que foi a forma mais adequada para ele.
Figura 78: Voluntário com paralisia cerebral acessando o jogo 3D.
83
A tabela 9 apresenta as respostas dos profissionais com relação a acessibilidade da
webcam e satisfação dos voluntários com o jogo 3D.
Tabela 9: Respostas dos profissionais.
Voluntários
Webcam
Jogo 3D
Acessibilidade Satisfação (0 – 10)
V1 Sim 10
V2 Sim 9
V3 Sim 8
V4 Sim 10
V5 Sim 7
V6 Sim 10
V7 Sim 10
V8 Sim 9
V9 Sim 9
V10 Sim 8
Média - 9
Desvio Padrão (DV) - 1,05
De acordo com as respostas dos profissionais, o jogo foi satisfatório, obtendo uma
média 9 de satisfação. Pôde-se perceber também o interesse dos voluntários com o jogo de
computador e a webcam. Todos os voluntários foram à sala de testes empolgados pela
oportunidade de utilizar o computador. Antes de realizar o teste, quatro voluntários
perguntaram como iriam acessar o jogo 3D (pois sabem de suas limitações e como é difícil),
após o teste cinco voluntários queriam saber se poderiam jogar novamente e três
demonstraram interesse em ter o jogo e a webcam em casa. Oito voluntários (Figura 79)
perguntaram se os testes seriam realizados por mais dias, mostrando interesse em continuar
acessando o jogo 3D. Com a webcam foi possível aproveitar de maneira eficiente os
movimentos remanescentes dos voluntários.
Figura 79: Um dos voluntários que queriam continuar jogando.
84
5.4 APLICAÇÕES DA MODELAGEM – MODELO VIRTUAL
5.4.1 Simulações dos movimentos
Foram simulados os movimentos específicos com seus possíveis graus de
deslocamento do braço, antebraço e rotação do ombro (Figura 80 e 81).
Figura 80: Simulação dos movimentos da criança C2 para acionar o periférico dos botões (visão superior).
Figura 81: Simulação dos movimentos da criança C2 para acionar o periférico dos botões (visão lateral).
Para o teste da webcam, foi considerada a área de atuação de acordo com os
movimentos que a criança executa sem esforço para acionar os comandos (Figura 82), assim
como seus dados morfométricos (Tabela 10). Com essas informações o programa calcula a
distância (D) entre a webcam e a criança e a altura (A) da webcam em função dos limites dos
movimentos (Figura 83a e 83b).
85
Tabela 10: Distâncias e área de atuação.
Criança
Área de atuação
(cm²)
DCB
(cm)
DCW
(cm)
A
(cm)
C1 10 - 25 25
C2 30 10 45 45
DCB: Distância entre a criança e o periférico com botões.
DCW: Distância entre a criança e a webcam.
A: Altura da webcam.
Figura 82: Posicionamento da webcam.
a) b)
Figura 83: Área de atuação em função dos movimentos possíveis. a) sem limitação de membros superiores; b)
com limitação (criança C1).
Cada criança foi posicionada em frente ao computador com os parâmetros obtidos a
partir da modelagem. Um fisioterapeuta acompanhou o teste e constatou que elas conseguiram
acionar todos os comandos previstos para acionar o jogo-teste.
86
6 DISCUSSÃO
O sistema de controle dos personagens e do menu do jogo 3D foi considerado por
todos os voluntários dos grupos A1 e A2 como simples e de fácil utilização, possibilitando
executar todas as ações do jogo independentemente do periférico utilizado. Todos os
voluntários dos grupos A1, A2 e B conseguiram acionar todas as ações previstas no jogo 3D
com a webcam.
Na literatura especializada foram apresentados periféricos para acessar o computador
através do console do Nintendo Wii (LEE, 2008), porém esse sistema não permite o acesso de
pessoas com limitações motoras. Betke et al. (2002) desenvolveram um periférico baseado
numa webcam que visa o acesso dessas pessoas, porém não possibilita o acesso a jogos com
ambientes 3D como o trabalho desenvolvido por Sun e Cheng (2009), entretanto este não
proporciona o acesso de pessoas com limitações motoras. Com isso a pesquisa desenvolvida
possibilitou o acesso a um jogo 3D através da webcam por pessoas com limitações motoras
severas porque permitiu adaptações em função do grau de comprometimento motor do
usuário. O jogo e a webcam proporcionaram diversão com qualidade, semelhante àquela dada
para pessoas sem dificuldades de movimento, respeitando portanto o principio da
universalidade.
Comparando a webcam com o teclado padrão ao utilizar o jogo 3D, pode-se verificar
que o tempo de utilização foi 52,26% maior com a webcam para os voluntários do grupo A1.
Já para os voluntários do grupo A2 o tempo de utilização foi 72,8% maior com a webcam. O
tempo médio de utilização com a webcam é portanto significativamente superior ao do
teclado. Esse resultado era esperado, mas a demora na finalização não influenciou no interesse
dos usuários. A análise do questionário respondido pelos 20 voluntários do grupo A, mostrou
que 70% consideraram boa a qualidade da história, e 70% consideraram o jogo extremamente
divertido ou muito divertido.
Com a modelagem para simulação dos movimentos dos usuários visualizou-se as
ações que devem ser executadas nos periféricos sendo assim possível observar se houve
algum tipo de erro na concepção deles. A modelagem é muito utilizada em projetos
mecânicos, servindo como um guia para a confecção de dispositivos, indicando a ordem de
produção e montagem das peças, suas dimensões e o material a ser utilizado. Os softwares
comerciais disponíveis no mercado não permitem criar modelos virtuais de humanos com
87
qualidade suficiente para permitir uma análise consistente da funcionalidade dos periféricos
como foi conseguido neste trabalho.
88
7 CONCLUSÃO
7.1 CONCLUSÃO FINAL
Uma das características da infância com certeza é a atividade de brincar e é através
dessa atividade que a criança constrói sua aprendizagem acerca do mundo em que vive, da
cultura e do meio em que está inserida. Sabe-se que o brincar é essencial à criança, sendo esse
muito apreciado por promover o prazer imediato e, na maioria das vezes, a realização de
fantasias e desejos. Também é um meio privilegiado que lhe permite experimentar, explorar,
manusear, entrando em contato não só com seu mundo interno, mas também possibilitando
interagir com o mundo a sua volta, permitindo a identificação e conscientização de suas
dificuldades e limitações.
Os jogos permitem à criança explorar e manusear não só aspectos do seu mundo, mas
também interagir com o mundo externo, ou seja, ser parte ativa do mundo em que vive e está
inserida. Além disso, os jogos têm o papel de promoção do lazer, de educação e de
reconhecimento pela criança de sua capacidade em relação aos seus aspectos cognitivos.
A partir dos resultados obtidos, pode-se intuir que um jogo computadorizado acoplado
a periféricos simples e de fácil manuseio pode promover a auto-estima e levar a pessoa com
limitações físicas a experimentar o sucesso, promovendo seu desenvolvimento cognitivo
desenvolvendo sua criatividade e sua autonomia. O jogo permitiu à criança “especial”, a
compreensão de diferentes conceitos, facilitando sua integração com o mundo, mas
respeitando seus próprios ritmos, estimulando portanto, seu desenvolvimento físico,
acadêmico, emocional e social.
Diante do ambiente apresentado pelo protótipo do jogo desenvolvido, pode-se concluir
que este pode ser um recurso motivador e interessante para adquirir conhecimentos e auxiliar
a aprendizagem de diversos conteúdos. O jogo computacional pode ser adaptado para atender
as necessidades das crianças, dos terapeutas e dos professores, assim se adequando a cada
meio e, aos poucos, se tornando um novo instrumento de inclusão social e escolar.
Foi possível também constatar que, apesar do grande avanço tecnológico ocorrido nos
últimos anos com o invento do computador, da Internet e de outros recursos de multimídia,
ainda há uma lacuna a ser preenchida. Falta possibilitar o acesso de crianças com dificuldades
motoras a jogos computadorizados, por meio de software e ferramentas adequadas, de fácil
manuseio, acessíveis financeiramente e principalmente disponibilizado a qualquer pessoa.
Pais, familiares ou responsáveis devem ter a possibilidade de aquisição dos recursos
89
computacionais adaptados. Esses não podem ser somente ferramentas ou recursos terapêuticos
utilizados exclusivamente por profissionais habilitados e treinados.
7.2 TRABALHOS FUTUROS
Como trabalho futuros pretende-se melhorar a definição das áreas de atuação da
câmera através da detecção dos movimentos dos usuários com limitações motoras severas.
Para isso poderá ser utilizada a análise cinemática dos movimentos preservados do usuário
através da videogrametria, que consiste em registrar e analisar uma seqüência de imagens
desses movimentos. Por processamento de imagens podem ser determinadas a posição e a
orientação dos segmentos corporais em função do tempo e identificados os limites de atuação
dos movimentos preservados. Com isso podem ser analisadas as áreas onde existem
movimentos funcionais para adequar a webcam a cada usuário com limitações motoras
severas e assim desenvolver um periférico que atende a maioria delas, seguindo os critérios de
desenho universal.
90
REFERÊNCIAS
BARENDREGT, W., BEKKER, M. M., BOUWHUIS, D. G., BAAUW, E. Identifying
usability and fun problems in a computer game during first use and after some practice.
International Journal of Human-Computer Studies, v. 64, p. 830-846, 2006.
BARENDREGT, W; BEKKER, M.; SPEERSTRA, M. Empirical evaluation of usability and
fun in computer games for children. Human-Computer Interaction – INTERACT’03, p.
705-708, 2003.
BARR, P.; NOBLE, J.; BIDDLE, R. Video game values: Human-computer interaction and
games. Interacting with Computers, v. 19, p. 180-195, 2007.
BETKE, M. Gips, J. Fleming, P. “The camera mouse: Visual tracking of body features to
provide computer access for people with severe disabilities” IEEE Transactions on
Rehabilitation Engineering, v.10, n. 1, 2002
BLENDER. Disponível em: <http://www.blender.org>. Acesso em: abr. 2006a.
BLENDER. Disponível em: <http://www.blender.com.br>. Acesso em: abr. 2006b.
CAN, G. Perceptions of prospective computer teachers toward the use of computer
games with educational features in education. The Department of computer education and
instructional technology. Turquia, 2003.
CARROLL, J. M. Beyond Fun. Interactions, 2004.
CLIK. Tecnologia Assistiva. Disponível em: <http://www.clik.com.br/clik_01.html>. Acesso
em: out. 2007.
DAMASCENO, L. L.; GALVÃO FILHO, T. A. As Novas Tecnologias como Tecnologia
Assistiva: Utilizando os Recursos de Acessibilidade na Educação Especial. III Congresso
Ibero-Americano de Informática na Educação Especial, 2002.
DAVIS, J. P.; STEURY, K.; PAGULAYAN, R. A survey method for assessing perceptions of
a game: The consumer playtest in game design. The international journal of computer
game research, v. 5, n. 1, 2005.
91
DEUTSCH, J.E.; BORBELY, M.; FILLER, J.; HUHN, K.; GUARRERA-BOWLBY, P. Use
of a low-cost, commercially available gaming console (Wii) for rehabilitation of an adolescent
with cerebral palsy. Physical Therapy, v. 88, p. 1196-1207, 2008.
DIGITALDROPS. Teclado colorido. Disponível em:
<http://www.digitaldrops.com.br/drops/2006/11/teclado_colorido.html>. Acesso em: 10 nov.
2007.
FERLAND, F. O modelo lúdico: o brincar, a criança com deficiência física e a terapia
ocupacional. 3. ed. São Paulo: Roca, 2006.
FOLEY, J.; VAN DAM, A.; FEINER, S.; HUGHES, J. Computer Graphics: Principles and
Practice, Second Edition. Addison-Wesley, 1996.
GEISSMANN, P. A criança e sua psicose. 2. ed. Casa do psicólogo, 2002.
GOMES, J.; VELHO, L. Computação Gráfica. Volume 1. Instituto de Matemática Pura e
Aplicada – IMPA, 1998.
GORRIZ, C. M.; MEDINA, C. Engaging Girls with computers through software games.
Communications of the ACM. p. 42-49, 2000.
INCLUSÃO DIGITAL. Produtos nacionais e importados. Disponível em:
<http://br.geocities.com/to_inclusaodigital/Produtos.xls>. Acesso em: 10 nov. 2007.
INTERVOX. Paralisia Cerebral - Tecnologia e Acessibilidade. Disponível em:
<http://intervox.nce.ufrj.br/microfenix/adap.htm>. Acesso em: out. 2006.
KAWASHIMA, T.; SATAKE, H.; UEKI, S.; TAJIMA, C.; MATSUNAMI, K. Development
of skill of children in the performance of the family computer game “Super Mario Brothers”.
Journal of Human Ergology, p. 199-215, 1991.
LAITINEN, S. Better Games Through Usability Evaluation and Testing. Gamasutra, 2005.
LANNEN, T. L.; BROWN, D. J.; POWELL, H. M. Access to virtual learning environments
for people with learning difficulties. Proc. 3rd Intl Conf. Disability, Virtual Reality &
Assoc. Tech. Alghero, Itália, p. 273-279, 2000.
92
LEE, J.C. Hacking the Nintendo Wii Remote. IEEE Pervasive Computing, v. 7, n. 3, p. 39-
45, jul./set. 2008.
MACFARLANE, S.; SIM, G.; HORTON, M. Asssessing usability and fun in educational
software. Proceeding of the 2005 conference on Interaction design and children, p. 103-
109, 2005.
NOKIA. Nokia Series 40 J2ME
TM
Game Usability Guidelines and Implementation Model.
Forum Nokia, 2003.
NORTE, S.; LOBO, F. Sudoku access: A Sudoku game for people with motor disabilities.
Proceedings of the 10th international ACM SIGACCESS conference on Computers and
accessibility, p. 161-168, 2008.
NOVO MILÊNIO. Teclado infantil Comfy. Disponível em:
<http://www.novomilenio.inf.br/ano05/0511a003.htm>. Acesso em: 10 nov. 2007.
PRANGE, G.; KRABBEN, T.; MOLIER, B. VAN DER KOOIJ, H. JANNINK, M. A low-
tech virtual reality application for training of upper extremity motor function in
neurorehabilitation. Virtual Rehabilitation, p. 8-12, 2008.
PRENSKY, M. Fun, Play and Games: What Makes Games Engaging. Digital Game-Based
Learning, 2001.
RAISAMO, R.; PATOMÄKI, S.; HASU, M.; PASTO, V. Design and evaluation of a tactile
memory game for visually impaired children. Interacting with Computers, v. 19, p. 196-
205, 2007.
READ, J.C.; MACFARLANE, S.J.; CASEY, C. Endurability, engagement and expectations:
measuring children’s fun. In: Proceedings of the Interaction Design and Children
Workshop 2002. Shaker Publishing, Maastricht, The Netherlands, p. 189-198, 2002.
SCHÜTZ, E.M.; MACEDO, P.R. Software na educação: aprenda brincando. Uma experiência
com alunos de classe especial. II Fórum de Informática aplicada a Pessoas Portadoras de
Necessidades Especiais, CBComp, p. 1625-1634, 2003.
SHIRLEY, P.; ASHIKHMIN, M.; GLEICHER, M.; MARSCHNER, S.R.; REINHARD, E.;
SUNG, K.; THOMPSON, W.B.; WILLEMSEN, P. Fundamentals of Computer Graphics,
2nd ed. A K Peters, 2005.
93
SHNEIDERMAN, B. Designing for fun: How to make user interfaces more fun. ACM
Interactions, v. 11, n. 5, p. 48-50, 2004.
SIM, G.; HORTON, M.; STRONG, S. Interfaces for online assessment: friend or foe? 7th
HCI Educators Workshop, Preston, p. 36-40, 2004.
SUBRAHMANYAMA, K; GREENFIELDB, P.; KRAUTC, R; GROSSB, E. The impact of
computer use on children's and adolescents' development. Applied Developmental
Psychology, v. 22, p. 7-30, 2001.
SUN, H.; CHENG, W. The input-interface of Webcam applied in 3D virtual reality systems.
Computers and Education, v. 53, p. 1231-1240, 2009.
STAPLETON, A. Beyond Entertainment: Games as Learning Technologies. AIMIA Game-
Based Learning Seminar, Melbourne, 2004.
VAN ROSSUM, G.; DRAKE, F.L. An Introduction to Python. PythonLabs. Network
Theory, 2003.
VIRVOU, M.; KATSIONIS, G. On the usability and likeability of virtual reality games for
education: The case of VR-ENGAGE. Computers and Education, v. 50, p. 154-178, 2008.
VYGOTSKY, L. S. O papel do brinquedo no desenvolvimento. In: A formação social da
mente. São Paulo: Martins Fontes, p.106-118, 1989.
94
APÊNDICE A – Questionário para avaliação da acessibilidade e
usabilidade do jogo 3D pelos voluntários do grupo A
95
Nome do Voluntário
Costuma jogar?
( ) Sim ( ) Não
Em caso afirmativo, qual o gênero mais gosta?
1 – Você considera a história do jogo:
( ) Muito boa ( ) Boa ( ) Regular ( ) Fraca ( ) Muito fraca
2 – O dispositivo permitiu acessibilidade?
Teclado Botões
Joystick Webcam
Muito fácil ( ) ( ) ( ) ( )
Fácil ( ) ( ) ( ) ( )
Normal ( ) ( ) ( ) ( )
Difícil ( ) ( ) ( ) ( )
Muito difícil ( ) ( ) ( ) ( )
3 – O jogo é divertido?
( ) Nem um pouco
divertido
( ) Pouco
divertido
( ) Divertido ( ) Muito
divertido
( ) Extremamente
divertido
4 – Em relação à dificuldade você considera o jogo:
( ) Muito difícil ( ) Difícil ( ) Normal ( ) Fácil ( ) Muito fácil
5 – Quantas ações do jogo você não conseguiu acionar utilizando:
Quantidade
Teclado ( )
Botões ( )
Joystick
( )
Webcam
( )
96
APÊNDICE B – Questionário para avaliação da acessibilidade e
da satisfação do jogo 3D pelos terapeutas ocupacionais
97
Nome do Voluntário:
Nome do terapeuta:
1 – O voluntário conseguiu acionar os comandos do jogo 3D?
( ) Sim ( ) Não
2 – O voluntário gostou do jogo?
( ) Sim ( ) Não
3 – Quais foram os comentários do voluntário?
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
