Visualização de dados em realidade aumentada

Abstract

A Realidade Aumentada (RA) consiste na combinação, em tempo real, de gráficos gerados em computador com imagens do mundo real, sendo uma tecnologia que tem vindo a atingir grandes desenvolvimentos na última década, em grande parte graças à expansão da indústria de aparelhos móveis, tais como telemóveis, smartphones, mini-PCs e mais recentemente tablets. Estes revelam grande potencial e utilidade para o desenvolvimento de aplicações de RA devido ao bom compromisso que apresentam entre a portabilidade e o bom desempenho e riqueza de recursos. Em particular, componentes como a câmara de alta resolução, sensores como acelerómetros, bússola e giroscópios, sistema de geolocalização e conectividade em rede, contribuem para proporcionar aos programadores uma plataforma de hardware ideal ao desenvolvimento de aplicações RA. É apresentado neste documento um projeto de expansão de uma biblioteca para o sistema operativo Android, designado RUBI Glare, que permite visualizar dados científicos em RA, e com base na qual foi desenvolvida uma aplicação para tablets que apresenta níveis de radiação solar sobre os edifícios que compõem a FCUL. Os dados são projetados em tempo real com diferentes modos de visualização, como superfícies ou glifos, e com a possibilidade de serem exibidas até duas variáveis em simultâneo, bem como transições animadas que facilitam comparações entre dados relacionados. São expostos com detalhe os desafios e opções tomadas no desenvolvimento do projeto e as funcionalidades implementadas, bem como os algoritmos de geração de gráficos desenvolvidos. São ainda apresentados os resultados dos testes realizados com utilizadores para avaliação da usabilidade da aplicação e utilidade da biblioteca, e para recolha de sugestões de melhoramento.

Augmented Reality (AR) refers to the real-time combination of computer-generated graphics and real world images, and is a technology which has reached a high level of development within the last decade, mostly thanks to the expanding industry of mobile devices, such as cell phones, smart phones, mini-PCs and, more recently, tablets. The latter reveal a great potential for the development of augmented reality applications due to their good compromise between portability and good performance and resource plentifulness. Particularly, components such as a high resolution camera, sensors such as accelerometer, compass and gyroscope, geo-location systems and network connectivity, all together contribute to deliver programmers an ideal hardware platform for the development of AR applications. This document describes a project that comprised the extension of an Android library, called RUBI Glare, which allows visualization of scientific data in AR and served as the basis for the development of a tablet application that presents solar radiation levels over the buildings encompassing FCUL. This data is projected in real time with different visualization modes, such as surfaces or glyphs, and with the possibility of displaying up to two variables simultaneously. It also includes animated transitions that facilitate the comparison of related datasets. The document exposes in detail the challenges faced, decisions made in the project’s development and functionalities implemented, as well as the algorithms for generating of graphics. The results from user testing for measuring usability, evaluating the library’s usefulness and gathering improvement suggestions are also shown.