Exercícios: Realidade virtual, aumentada e mista

Explique por palavras suas o que é a realidade virtual e o que é a realidade aumentada, indicando a principal diferença entre ambas, e apresente um exemplo de utilização quotidiana de cada uma que não seja num videojogo.

A imagem mostra uma experiência educativa em que são utilizados vários dispositivos.

Explique para que serve cada um dos elementos assinalados (1, 2 e 3) e justifique se a experiência da imagem corresponde a realidade virtual, aumentada ou mista.

Ordene estas três experiências da menor para a maior sensação de imersão e explique o critério utilizado: ver um vídeo de 360 graus no ecrã do telemóvel, percorrer um museu com óculos de realidade virtual e comandos, e ver surgir um dinossauro sobre o manual com uma aplicação de realidade aumentada.

Uns óculos de realidade virtual possuem, entre outros componentes, pequenos ecrãs, lentes e sensores de movimento. Explique para que serve cada um desses três componentes e o que aconteceria se algum deles falhasse.

Um vídeo de 360 graus permite olhar em redor movimentando o telemóvel ou arrastando o dedo no ecrã. Explique em que se distingue essa experiência da realidade virtual com óculos e como pensa que se grava um vídeo de 360 graus.

Algumas apps de realidade aumentada necessitam de apontar para uma imagem específica (um marcador) para mostrar o conteúdo, enquanto outras colocam objetos diretamente sobre o chão ou uma mesa. Explique a diferença entre ambas e dê um exemplo de utilização de cada tipo.

Nas notícias surge com frequência a palavra «metaverso». Explique por palavras suas o que se costuma entender por metaverso e dê dois exemplos de atividades que as pessoas realizariam nele, indicando o que têm de virtual e o que têm de real.

Algumas pessoas sentem enjoos ao utilizar óculos de realidade virtual porque os olhos transmitem «estou a mover-me» e o corpo indica «estou parado». Explique a que se deve esse enjoo e que três recomendações daria para as primeiras sessões com óculos na sala de aula.

Proponha duas utilizações educativas concretas da realidade virtual, cada uma para uma disciplina diferente, e explique o que traz de novo cada uma em comparação com ver um vídeo ou uma fotografia do mesmo conteúdo.

Uma aplicação de realidade aumentada mostra o interior do coração a bater sobre a mesa da sala de aula quando se aponta com a câmara do telemóvel. Explique que elementos do mundo real e que elementos virtuais se combinam no ecrã e de que componentes do telemóvel se necessita para que funcione.

Um museu disponibiliza duas visitas à distância: uma com óculos de realidade virtual que recria o edifício completo e outra com realidade aumentada que projeta as obras nas paredes da sala de aula. Compare ambas as opções: equipamento necessário, vantagens, limitações e para que tipo de visita é mais conveniente cada uma.

Os estudantes de medicina treinam cirurgias em realidade virtual e os mecânicos ensaiam a montagem de peças antes de mexerem no motor real. Explique que vantagens tem praticar desta forma em vez de o fazer diretamente «ao vivo» e que limitações continua a ter a prática virtual.

Uma aplicação de realidade aumentada promete medir o quarto apontando com a câmara e colocar um armário virtual para ver como fica. Explica que sensores do telemóvel intervêm e por que motivo a medição pode ter alguns centímetros de erro.

A escola quer criar uma visita virtual para os alunos que vão chegar no próximo ano letivo. Concebe a visita: que cinco espaços mostrarias, o que poderia fazer o visitante em cada um (olhar, mover-se, tocar em objetos) e que tecnologia escolherias, RV ou RA, justificando a escolha.

A realidade virtual e a aumentada podem ajudar os alunos com diferentes necessidades: percorrer um edifício antes de o visitar, ver texto ampliado sobre o mundo real ou praticar situações sociais. Analisa duas possíveis ajudas e uma nova barreira que estas tecnologias podem criar, e como a evitarias.

Compara estas três formas de experimentar a realidade virtual: um visor de cartão com o telemóvel no interior, uns óculos autónomos de gama média e apenas o telemóvel a reproduzir um vídeo de 360 graus. Avalia o custo, a qualidade da experiência e a facilidade de utilização numa sala de aula com 30 alunos.

Concebe uma atividade de realidade mista para aprender geometria no teu ano de escolaridade: o que veriam os alunos, o que poderiam fazer com os comandos ou com as mãos, como participaria o professor e como verificariam se a atividade ajuda realmente a aprender.

Durante uma sessão de realidade virtual na oficina, um aluno tropeça numa mochila enquanto se desvia de um objeto virtual e uma aluna sofre enjoos aos 8 minutos de jogo devido a rotações bruscas. Como responsável técnico da sala: a) Justifica as causas técnicas e físicas de ambos os incidentes (perímetro do sistema guardião e desajuste sensorial por latência). b) Desenha o protocolo de segurança da sala: calcula a área livre mínima necessária por utilizador (considerando um raio de movimento de 1,2 m) e determina as orientações de descanso recomendadas para evitar a fadiga visual e a cinetose.

A direção da escola propõe suprimir uma saída de campo de recolha e classificação de amostras botânicas para a substituir por uma visita imersiva em RV e poupar custos de autocarro. Pedem-te um relatório técnico: a) Contesta a proposta justificando duas limitações técnicas e sensoriais insubstituíveis da RV para essa atividade concreta. b) Desenha uma situação de aprendizagem em Tecnologia ou Ciências onde a RV represente, de facto, uma vantagem técnica indiscutível face a uma saída real (por exemplo, por risco ou inacessibilidade) e justifica porquê.

Um «gémeo digital» é uma cópia virtual de um local real que se pode usar para fazer testes. Imagina um gémeo digital do pavilhão desportivo da escola para testar onde colocar as novas máquinas: explica que dados seriam necessários para o construir, que testes fariam com ele antes de mover o que quer que fosse e que poupança isso representaria.

Na semana cultural da escola vão instalar uma experiência imersiva de RV que simula atravessar uma passadiço entre dois edifícios a 100 m de altura. a) Justifica que fatores técnicos do visor (campo de visão ou FOV, áudio espacial 3D e taxa de atualização) enganam o cérebro para provocar uma sensação de vertigem tão realista. b) Desenha um protocolo técnico e de segurança para o posto: delimita o espaço físico necessário, define a função do colega assistente e descreve o procedimento de paragem de emergência imediata se o utilizador perder o equilíbrio.

Um fabricante de visores afirma: «com a nossa aplicação de RV aprende-se 50 % mais depressa do que com o método tradicional». Ao rever as letras pequenas, descobres que compararam 15 alunos a utilizar um jogo interativo em RV durante 30 minutos com 15 alunos a ler um texto em fotocópias a preto e branco sem imagens durante o mesmo tempo. a) Deteta dois enviesamentos ou falhas metodológicas neste estudo que invalidam a afirmação publicitária. b) Desenha uma experiência rigorosa (definindo grupo de controlo, variáveis que devem ser mantidas idênticas e método de avaliação) para verificar se a RV acelera realmente a aprendizagem face a outros recursos digitais interativos.

Numa aula de Tecnologia de 50 minutos com 30 alunos, dispões unicamente de 2 óculos de RV autónomos. Cada aluno deve realizar uma prática individual de 5 minutos: a) Demonstra com um cálculo se é possível que todos os alunos utilizem os óculos numa única sessão, sabendo que a mudança de turno, o ajuste e a desinfeção dos óculos requerem 1,5 minutos entre cada aluno. b) Desenha um sistema de organização por estações de trabalho para que os 28 alunos restantes trabalhem de forma produtiva enquanto aguardam a sua vez, calculando quantas sessões letivas completas serão necessárias no total.

Uma empresa de remodelações dispõe de visores opacos de Realidade Virtual (RV) e de óculos transparentes de Realidade Aumentada (RA) para dois profissionais: uma arquiteta que desenha e mostra o projeto aos clientes no seu atelier, e um canalizador que deve instalar canalizações dentro de uma obra real seguindo as plantas. a) Justifica tecnicamente que tecnologia (RV ou RA) deve utilizar cada profissional e que benefício operacional traz para a sua tarefa. b) Prevê que riscos de segurança no trabalho e que problemas práticos ocorreriam se o canalizador tentasse realizar o seu trabalho no andaime usando o visor de RV opaco.

Desafio do tema. Desenha uma proposta interativa para sensibilizar para a poupança energética no teu meio envolvente, aplicando ferramentas digitais abertas.

1. Dados e cálculo: Entra no site da REN (Redes Energéticas Nacionais) ou do IPMA e extrai dados reais de procura ou temperatura dos últimos $5$ dias. No LibreOffice Calc, organiza a tabela, calcula a média (lembra-te de usar vírgula decimal, ex. $19,5\text{ }^\circ\text{C}$) e gera um gráfico evolutivo claro.

2. Design e Realidade Aumentada: No Tinkercad, modela em 3D um dispositivo de controlo ou sensor inteligente para a casa. Ativa o modo de Realidade Aumentada (AR) com a respetiva aplicação para telemóvel gratuita, posiciona-o sobre um espaço real da tua casa e tira uma captura de ecrã.

3. Integração multimédia: Pagina um documento ou apresentação digital breve onde integres o gráfico de dados, a captura do protótipo em AR e um áudio ou vídeo explicativo de $30$ segundos gravado e editado por ti.

Será valorizado:

• Precisão nas fórmulas e clareza visual do gráfico na folha de cálculo.

• Criatividade na modelação 3D e correta visualização em Realidade Aumentada.

• Qualidade técnica na edição do recurso audiovisual integrado.

• Coerência e estrutura profissional do documento ou apresentação final.