Usando Cenários Para Identificar os Requisitos de

Design de Ambientes Virtuais

Apresentado por:

Márcio BuenoMárcio Bueno

Disciplina:

Realidade Virtual e Multimídia

Sumário

Motivação Introdução Visão Geral Requisitos de AV Modelagem de Cenário Análise de Requisitos Interpretando os Requisitos Ferramenta de Suporte: Primrose De Requisitos para Design Conclusões / Referências

Motivação

Projetar de Ambientes Virtuais (AV) é difícil, dada a característica de cada aplicação ser única.

A preocupação é normalmente simular o fenômeno do mundo real dentro das limitações de tecnologia de AV.

Requisitos precisam ser cuidadosamente considerados para a realização de tradeoff entre o que é requerido por um ambiente e o que pode realmente ser alcançado.

Motivação

Tipicamente, o processo usado para chegar no design é iterativo de prototipação e teste.

Contudo, o desenvolvedor não tem uma representação inicial de quais são os requisitos reais para um ambiente.

Introdução

Durante o processo de design de AV os desenvolvedores precisam realizar tradeoffs entre: Requisitos Ideais; Limitações Tecnológicas do AV.

O ponto chave para realizar estes tradeoffs com sucesso é manter os aspectos do ambiente que são críticos para os requisitos enquanto negligencia os que não são.

Introdução

A descoberta de que um AV satisfaz os requisitos é feita através de uma avaliação pós-implementação com os usuários finais.

Se o projetista não tem uma clara idéia do que estes requisitos são inicialmente, precisará de muitas ciclos de prototipação até que se chegue num design apropriado.

Pior ainda, utilizando apenas prototipação existe o risco de limitar o design de um AV com restrições do ambiente de implementação.

Visão Geral

A abordagem apresentada aqui suporta a modelagem de requisitos para um AV.

Isto é alcançado através da descrição de cenários utilizando diagramas de transição de estados.

Estes cenários são informalmente analisados e os fatores chaves que afetam os requisitos são capturados numa “árvores de requisitos”.

Visão Geral

Esta árvore de requisitos pode ser usada para projetar uma implementação e expor quaisquer tradoffs que precisem ser feitos.

O tradicional ciclo de prototipação pode então refinar estas decisões e suportar o teste com os usuários.

Requisitos de AV

Serão considerados quatro importantes requisitos que precisam ser examinados quando projetando um AV: Aparência do Objeto Decomposição do Objeto Comportamento do Objeto Comportamento do Usuário

Requisitos de AV Aparência do Objeto

A aparência de um objeto leva a implicações de performance tanto para o usuário quanto para o ambiente.

Devido a limitações tecnológicas, performance é reduzida à medida que a qualidade de renderização é aumentada.

Isto pode levar a uma restrição de usabilidade.

Requisitos de aparência precisam definir cuidadosamente o nível de renderização de cada objeto num AV.

Requisitos de AV Decomposição do Objeto

Um objeto do ambiente pode ser puramente estético, ou pode evoluir durante o tempo de vida do ambiente.

A maneira que um objeto precisa se comportar determina quais primitivas o objeto precisa ser decomposto.

Requisitos de AV Comportamento do Objeto

Se um objeto evolui durante o tempo de vida do ambiente, existem questões sobre como o objeto se comporta e os triggers que causam o comportamento.

O comportamento de um objeto pode ser realizado de várias maneiras. Por exemplo, podemos implementar como um evento discreto ou contínuo.

Requisitos de AV Comportamento do Usuário

AV são, por natureza, dirigidos por usuários. Um dos grandes desafios de design de AV é

prover o usuário com técnicas de interação que facilitem os requisitos da aplicação.

A diversidade de AV é tal que não existe padrões de-facto e técnicas de interação precisam ser moldadas cuidadosamente na visão dos requisitos.

Modelagem de Cenário

O uso de cenários é comum no design de sistemas interativos, pois eles forçam o projetista a considerar apropriadamente o design.

Embora o uso de cenários é uma prática aceitada para testar requisitos detalhados, também pode ser utilizado para entender requisitos informais e especificá-los inicialmente, quando são menos entendidos.

Modelagem de Cenário

O processo consiste em desenvolver cenários de tarefas do usuário para elicitar requisitos sobre o domínio em estudo.

Desenvolvimento de cenários é um exercício útil, pois ele expõe a faixa de possíveis interações e revela facilidades que podem ser necessárias.

Cenários provêm uma rica fonte de material para a construção de especificações de comportamento.

Modelagem de Cenário

Desenvolvendo cenários, podemos focar em comportamentos concretos de componentes do nosso AV, e ao mesmo tempo, podemos capturar requisitos “reais” necessários para o design.

Como cenários são descrições informais de eventos, muitas representações podem ser utilizadas para modelá-los. Neste contexto, será utilizado diagramas de transição de estados.

Modelagem de Cenário

O usuário estásentado nasua mesa

O usuário estáde pé na

janela

A janelaestá aberta

O usuário andapara a janela

O usuárioabre a janela

Análise de Requisitos

Depois de modelar cenários, eles são analisados para determinar como o seu conteúdo influencia os quatro tipos de requisitos de um AV discutidos.

Este processo é informal, mas o resultado da análise, os requisitos do AV, são estruturados usando a “árvore de requisitos” (AR).

Antes da análise, existem dois nós na AR: o ambiente (raiz) e o usuário que é um ramo da raiz.

Análise de Requisitos

O relacionamento entre um nó pai e um filho na AR deve ser lido como “consiste de”.

Assim, inicialmente um ambiente consiste de um usuário.

Existem dois tipos de nós que podem ser adicionados à AR durante a análise dos cenários: Nós Objetos – que descrevem objetos físicos no AV Nós Comportamentais – que descrevem o

comportamento de um objeto ou interação do usuário.

Análise de Requisitos

Para cada objeto adicionado à AR é necessário definir o seu papel no AV: Background - não são críticos para o cenário Contextual - são parte do cenário, mas não o

foco. Task - são centrais para o cenário.

Durante o processo de analisar um cenário, pode acontecer de um objeto ser inicialmente ser descrito como uma abstração, e a medida que o cenário desenvolve, seja evoluída para outra.

Análise de Requisitos

O processo de analise dos cenários, para construir a AR, inicia no começo de cada cenário e, para cada estado e transição, considera-se como estas descrições influenciam os requisitos.

Análise de Requisitos

Interpretando os Requisitos

Mesmo para um simples cenário a AR é uma rica descrição dos requisitos em um AV.

O processo de transferir o conhecimento a partir dos cenários para a AR remove a ordem estipulada nos cenários individuais, e coleta as informãções pertinentes ao fenômeno comum (i.e., o comportamento do usuário).

Isto significa que um ambiente suportando os requisitos da AR, enquanto facilita os cenários, não é restringido por eles.

Interpretando os Requisitos

Em termos da Aparência do Objeto, a AR define a importância relativa de cada objeto no AV (background, contextual ou task).

A decomposição do objeto está bem definida na AR.

Apesar do comportamento dos objetos e do usuário serem menos concretamente definidos do que os outros aspectos do AV, a AR dá uma indicação clara de que objetos devem suportar que comportamentos e quais devem ser suportados pela interação do usuário.

Ferramenta de Suporte: Primrose

De Requisitos para Design

Usando o processo descrito, e a ferramenta Primrose, os quatro tipos de requisitos podem ser determinados.

O próximo passo é fazer o design do sistema para acomodar estes requisitos.

Isto pode ser realizado da maneira tradicional, onde a aparência dos objetos e suas decomposições são modeladas usando ferramentas 3D como 3DStudio, e os comportamentos são adicionados usando códigos de implementação.

De Requisitos para Design

Por exemplo, enquanto a aparência de uma janela pode ser comparada a fotografia de uma janela, não temos a mesma facilidade em relacionar comportamento de abrir uma janela com os requisitos.

Uma abordagem alternativa é fazer o design do comportamento usando também abstrações orientadas a requisitos.

De Requisitos para Design

O formalismo Flownets foi projetado para este propósito e se baseia na filosofia que o comportamento de um AV deve ser modelado como um híbrido de componentes contínuos e discretos.

Flownets suportam a descrição do comportamento tanto do usuário, quanto dos objetos.

De Requisitos para Design

Uma vez usando uma ferramenta 3D e o comportamento do AV ter sido projetado usando Flownetes, é necessário prototipar o design.

Apesar do processo cuidadoso de descrever os requisitos, e fazer o desining do AV para satisfazer os requisitos, é provável que tenha iterações no processo de prototipação.

De Requisitos para Design

O Marigold toolset suporta o processo de rapidamente mover de modelos 3D e designs Flownet para um implementação.

O módulo de geração de código do Marigold cria código Maverick/C, entretanto o Marigold é independente de qualquer implementação específica.

Marigold também suporta verificações limitadas da especificação Flownet.

Ex. Flownet

Ex. Flownet

Conclusões

Motiva a necessidade de design orientado a requisitos de AV.

Através da construção de cenários, os requisitos são capturados e armazenados de uma forma coerente e útil na estrutura de AR.

Requisitos podem ser utilizados para guiar o processo de design utilizando o Marigold toolset.

Referências

James S. Willans, Michael D. Harrison and Shamus P. Smith, Using scenarios to identify the design requirements of virtual environments, Technical report YCS 333, University of York, 2001.

James S. Willans and Michael D. Harrison, A toolset supported approach for designing and testing virtual environment interaction techniques, International Journal of Human-Computer Studies, 55(2), pp. 145-165, 2001.

Referências

Shamus Smith and David Duke, "Virtual environments as hybrid systems", Proceedings of Eurographics UK 17th Annual Conference: EG-UK99, Cambridge, UK : Eurographics UK Chapter.