As aplicações de visualização arquitetónica atuais baseadas em ambientes virtuais (AV) 3D suportam principalmente a animação e navegação automáticas. Apesar da popularidade crescente de ambientes virtuais, ainda falta muito para estes substituírem os sistemas de desktop CAD na modelação de cenas 3D. As expressões idiomáticas tradicionais em AV ainda estão umbilicalmente ligados à metáfora do desktop que pretendem substituir, baseadas que estão na familiar síntese de Windows + ícones + Menus + Apontador (WIMP) metáforas. As linguagens de comando subjacentes a muitos desses sistemas também não acomodam bem a forma como as pessoas aprendem a conceber, raciocinar sobre e manipular formas tridimensionais. Outro obstáculo importante, encontra-se em poderoso recursos que a modelação de sistemas baseados em geometria construtiva paramétrica e formulações de primitivas que são contrárias às perceções humanas e intuições quer de espaço quer de modelos físicos.
Para abordar este problema impõe-se desenvolver novas técnicas de interação multimodal baseadas em gestos manuais, mais adequados para tarefas de modelação que dispositivos 3D tradicionais e que tornam mais atraente o uso de técnicas de realidade mista. Estas técnicas, combinadas com modelação procedimental, permitem abordar quer a falta de expressividade quer de naturalidade das operações CAD convencionais. Para tal queremos criar uma nova moldura de desenho que combine visualização estereoscópica com modelação, simulação e conteúdo reativo. Desta forma obter-se-á uma interação mais natural, com uma experiência mais próxima das maquetas físicas, além de permitirmos que o conteúdo seja editado e utilizado para validar o projeto. Para atingir esta meta investimos esforços no reconhecimento de gestos bi-manuais usando sensores 3D adquirindo informação de postura corporal através de seguimento ótico. A estas técnicas de interação combinam-se primitivas de modelação baseadas técnicas procedimentais utilizando gramáticas de forma. Estas operações permitem modificações incrementais que exploram com vantagens a manipulação 3D direta de forma mais rica.
Criar formas de interação mais naturais em tarefas de modelação é uma área amplamente investigada no grupo VIMMI, graças ao seu envolvimento em projetos nacionais e europeus com a indústria automóvel, de moldes e arquitetura. Temos trabalho em técnicas de interação inovadoras, incluindo interfaces multimodais e modelação baseada em esboços. Investigação anterior permitiu-nos propor novos operadores para diferentes representações geométricas em CAD ou em superfícies implícitas. Combinando esta experiência com a dos investigadores da Faculdade de Arquitetura adquirimos conhecimentos em técnicas procedimentais em cenários de modelação arquitetónica. Realizámos também um extenso trabalho para tornar ambientes interativos virtuais e imersivos mais naturais de usar e conscientes do domínio do utilizador, competências e atividades. A nossa atividade originou uma série de simpósios Internacionais em Interfaces e Modelação Baseada em Esboços assim como artigos em conferência e revistas IEEE Realidade Virtual e Eurographics.
Para validar as técnicas de interação e modelação iremos avaliar os resultados deste projeto com arquitetos, e tirar partido da modelação procedimental para descrever cenas arquitetónicas. A partir da análise de tarefas com estes utilizadores iremos identificar as atividades de modelação que podem tirar proveito de realidade mista. Além disso, veremos que metáforas de interação melhor se adequam ao domínio arquitetónico. Vamos também analisar dados de modelos CAD para serem utilizados na geração de ambientes virtuais. Igualmente, queremos explorar técnicas que combinem visualização com simulação física e animação, de forma a melhorar a interação além da navegação básica e controle.
A modelação procedimental interativa baseada em gestos será pesquisada numa tarefa dedicada e integrada num demonstrador arquitectónico, que será avaliado por utilizadores reais. Tal permitir-nos-á analisar o desempenho dos ambientes de realidade mista na modelação, bem como a eficácia dos gestos 3D para interagir nesse ambiente, e como a modelação procedimental pode ser utilizada de forma incremental e interativa para proporcionar operadores de edição arquitetónicos mais poderosos, que as abordagens tradicionais baseadas em geometria construtiva sólida e extrusão. Ultrapassando as abstrações atuais das gramáticas de forma, através da interação, tornará possível modelar e rever cenas 3D complexas de edifícios de uma forma mais fácil, natural e incremental. Finalmente, este projeto terá um grande impacto para os arquitetos, ao fomentar o uso de realidade mista para modelação tornando-a num meio de escolha para analisar e discutir modelos virtuais, de forma mais eficiente, além do limitado uso atual que é aumentar a perceção dos conteúdos virtuais através de exploração e navegação simplificada.