Three-dimensional cursor controlled by Wii Remote for virtual reality environment to Physics teaching

Orientador: Wu Shin-TingDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Como complemento aos laboratórios de Física do curso de graduação de Engenharia, este trabalho propôs-se ao desenvolvimento de um ambiente contextualizado que simula um laboratório virtual de Mecânica Clássica com uma interface tridimensional interativa similar ao usado em videogames. O controle Wii Remote foi escolhido como manipulador dos objetos desse ambiente por ser relativamente barato, além de possuir recursos que permitem obter a movimentação da mão do seu usuário no espaço. O Wii Remote se mostrou válido como controlador de um cursor 3D perante os testes de usabilidade realizados por um grupo de 27 alunos. O ambiente virtual desenvolvido representa um objeto de aprendizagem para auxiliar aos alunos com dificuldade em Física, mas sem perder o caráter lúdico do uso do controle de videogame. O professor pode criar cenas que reproduzam os experimentos realizados presencialmente no laboratório, mas introduzir variações em alguns parâmetros para que os alunos possam interagir com mais situações. Para realizar as simulações físicas foi utilizada a engine ODE, enquanto a renderização das cenas foi executada pela OpenGL. Questionários que foram aplicados aos alunos antes e depois de utilizarem o ambiente virtual contextualizado para o ensino de Física e seus resultados mostraram que o ambiente pode ser utilizado de maneira complementar, à aula tradicional, principalmente nas situações em que a aprendizagem acontece por repetição de tarefasAbstract: As a complement to Physics laboratories in Engineering course, this work aimed to developping a environment that simulates a Classical Mechanics virtual laboratory using an interactive three-dimensional interface, similar to video games. The virtual environment helps students with difficult in Physics by using video game control. For the techaer, the possibility to create scenes that reproduce the experiments conducted in the laboratory, varying some parameters so that students can interact with most situations, could bring good oportunities to improve the classes. For the physical simulation was used the ODE engine and the OpenGL to scenes rendering and for interface to motion tracking object was Wii Remote control chosen, due to be relatively cheap and it allow to get the user hand movement in space.Tests with 27 students proved that Wii Remote is a valid 3D cursor controller and the environment can be used in a complementary way, the traditional classroom, especially in situations where learning happens by repeating tasksMestradoEngenharia de ComputaçãoMestre em Engenharia Elétric