Produção de ambientes de realidade virtual habitados por personagens virtuais

Trabalho de projecto de mestrado em Engenharia Informática (Sistemas de Informação), apresentado à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011Os cenários virtuais habitados por humanos virtuais têm sido utilizados numa grande variedade de áreas como o entretenimento, o treino militar e industrial, a educação, a psicoterapia e a medicina. Este tipo de cenários ´e concebido para oferecer experiências imersivas ao utilizador. A sensação de imersividade depende do tipo de equipamento usado durante a experiência, mas depende sobretudo da imaginação do próprio utilizador. Esta, é estimulada pelo grau de credibilidade que a experiência exibe. A Física explica fenómenos que tomam parte das nossas vidas, tais como a força da gravidade, a velocidade e a aceleração, por exemplo. A utilização de motores de física é uma abordagem comum para simular de forma credível este tipo de fenómenos. São componentes de software gratuitas, nas sua maioria, e que asseguram uma execução em tempo real. A grande vantagem da aplicação deste tipo de componentes é o nível de credibilidade obtido nas simulações, o que potencialmente aumenta a sensação de imersividade, enriquecendo a experiência do utilizador. Contudo, a produção de ambientes virtuais com estas características ´e um processo complicado, demorado e requer o domínio de diversas ferramentas. O nosso trabalho apresenta uma aplicação que recebe como input um conjunto de ficheiros de configuração e de conteúdo (modelos de cenário, modelos e animações de personagens) e gera um ambiente virtual habitado por personagens virtuais com capacidade de se deslocarem coerentemente no cenário, suportando algum nível de interação. Neste ambiente são simuladas as Leis da Física, graças `a integração de um motor de física. Identificamos algumas áreas concretas de utilização da aplicação proposta, mas existem certamente outras áreas com potencial interesse.Virtual scenarios inhabited by virtual humans have been used in a wide range of application areas like entertainment, industrial and military training, education, psychotherapy and medicine. Many of these environments are conceived to offer immersive experiences to the user. The sensation of immersion depends in the type of equipment used during an experience, but it depends especially in the users imagination, stimulated by the credibility degree the experience exhibits. Physics explains phenomena that take part in our lives, such as the force of gravity, speed and acceleration, for example. The use of physics engines is a common approach to credibly simulate these phenomena. They are, majorly, free software components that ensure a runtime execution. The greatest advantage from applying these type of components is the level of credibility attained in the simulations, which potentially increases the sensation of immersion, enriching the user’s experience. However, the production of virtual environments with such characteristics is a complicated and long process, and requires the expertise or mastery of several tools. Our work presents an application which receives as input a set of configuration and content files (scenario models, character models and animations) and generates a virtual environment inhabited by virtual characters, capable of moving coherently within the scenario, thus supporting some level of interaction. In these environments the Laws of Physics are simulated, thanks to the integration of a physics engine. We identified some application areas for our work, but, certainly, there are several others with potential interest