1 INTRODUÇÃO

A educação pode ser vista como um processo de exploração, de descoberta e de construção de conhecimento. A realidade virtual possibilita uma aprendizagem através de viagens a lugares nunca visitados, seja pela impossibilidade física ou pela distância geográfica. As tecnologias de Realidade Virtual encontram-se atualmente em evolução. Neste contexto, há diversos segmentos tanto na arquitetura, ensino, medicina que estão utilizando a Realidade Virtual como ferramenta de auxilio ao trabalho.

 

2 REALIDADE VIRTUAL

Segundo Silvano (2000), o termo Realidade Virtual refere-se a uma experiência imersiva e interativa baseada em imagens gráficas 3D geradas em tempo-real por computador. A qualidade dessa experiência em RV é crucial, pois deve estimular ao máximo e de forma criativa e produtiva o usuário - a realidade precisa reagir de forma coerente aos movimentos do participante, tornando a experiência consistente. O principal objetivo desta nova tecnologia é fazer com que o participante desfrute de uma sensação de presença no mundo virtual, dando noção de imersão. Essa imersão pode ser total ou parcial, dependendo do nível de equipamento utilizado e o  ambiente alvo. Os sistemas de RV se diferenciam conforme os níveis de imersão e de interatividade proporcionado ao usuário. Os níveis são determinados pelos tipos de dispositivos de entrada e saída de dados do ambiente, da velocidade e capacidade do computador que o hospeda. Segundo Netto (2002), os sistemas de RV podem ser classificados como: RV de simulação, RV de projeção, Realidade Realçada ou Aumentada, Telepresença, Displays Visualmente Acoplados e RV de Mesa.

A RV de simulação corresponde ao tipo mais antigo, originado com os simuladores de vôo desenvolvidos pelos militares americanos apos a segunda Guerra Mundial. Um sistema de RV desse tipo imita o interior de um carro ou avião, colocando a pessoa numa cabine com controles. Nesta, apresenta monitores que projetam o ambiente virtual, e este reage aos comandos dos controles. Em RV de Projeção o usuário está fora do ambiente virtual, mas se comunica com ele, com os personagens ou objetos do ambiente virtual. Esse sistema, o Videoplace, capturava imagens do usuário e projetava-as em uma grande tela que representava o mundo virtual, e nesta os usuários podiam interagir uns com os outros ou com os objetos. A Realidade Realçada ou Aumentada utiliza dispositivos visuais transparentes presos a cabeça do usuário, e informações ou modelos virtuais são projetados sobre esses dispositivos. Neste tipo de RV, o ambiente virtual se mescla ao mundo real, pois como  os displays são transparentes o usuário não deixa de enxergar o mundo real. Estes displays transparentes são chamados de head-up-displays (HUDS). Em Telepresença são utilizadas câmeras de vídeo e microfones remotos para envolver e projetar o usuário profundamente no mundo virtual. Como exemplo tem-se o controle de robôs e exploração planetária, há também pesquisas para uso em aplicações médicas. Em intervenções cirúrgicas; médicos já utilizam câmeras de vídeo e cabos de fibra óptica para visualizar os corpos de seus pacientes. Através da RV ele podem literalmente entrar no paciente indo direto ao ponto de interesse e/ou vistoriar a operação feita por outros. Nos Displays Visualmente Acoplados as imagens são exibidas diretamente ao usuário, que deve estar olhando para um dispositivo que acompanha os movimentos de sua cabeça. Geralmente permite som estéreo, contem sensores especiais ligados a ele, para detecção dos movimentos da cabeça,  e esta informação é usada na realimentação da imagem exibida. Esta é a classe de sistemas geralmente mais associada à RV. A RV de Mesa é um subconjunto dos sistemas tradicionais de RV. Ao invés do uso de head-mounted displays (HMDs), são utilizados grandes monitores ou algum sistema de projeção para apresentação do ambiente virtual. Alguns sistemas permitem ao usuário ver imagens 3D no monitor através do uso de óculos obturadores de cristal líquido (LCD).

3 REALIDADE VIRTUAL NA EDUCAÇÃO

Segundo Silvano (2000), visitar um lugar onde sabemos que jamais iremos em vida real, seja qual for o motivo, talvez o espaço do lugar, ou muito pequeno para ser visto ou muito grande para ser examinado com atenção, ou muito caro, ou distante, ou talvez somente impossível por ser irreal, mover objetos leves, pesados, perigosos, trabalhar o surreal, aprender independentemente do tempo, tanto no futuro, presente ou décadas, séculos atrás, em épocas remotas, ate para o ensino de deficientes físicos é uma ferramenta excelente, pois quebra as barreiras da dificuldade locomotora do individuo; independentemente da situação, e especialmente nestas situações a Realidade Virtual se torna uma peça especial no aprendizado. A Realidade Virtual abre um leque infinito de possibilidades de estudo, de interação, participação, sem prender o expectador a um livro, fotos, filmes, uma sala de aula com caderno e lápis. Permitindo tudo isso, numa facilidade e velocidade tão grandes que seria impossível fazê-lo em uma vida toda.  A Realidade Virtual permite que se faça experiências com o conhecimento de forma interativa. Das outras tecnologias (TV, fotos, Multimídia) o maior diferencial é permitir que um  estudante aprenda sobre um assunto inserido no contexto deste assunto e assim receba, a cada ação que fizer, uma realimentação deste contexto. Segundo Marriot (2004), permitindo que se crie um ambiente de aprendizagem mais autêntico pela possibilidade da combinação, integrando audição e visão, como no mundo real, e a integração de várias habilidades numa única atividade. Também possibilita maior controle de aprendizado por parte dos alunos, que podem avançar no seu próprio ritmo, revendo aspectos, ou pulando os que julgaram irrelevantes.

Pode-se utilizar RV no ensino quando um ambiente virtual irá treinar/educar tão bem quanto um ambiente real, quando o ensino com o objeto real se tornaria perigoso ou inconveniente, ou mesmo impossível por delimitações físicas e de espaço, quando em ambiente real um erro pudesse ser desmotivador ao passo que se inserido num ambiente virtual a chance de retorno, de uma nova tentativa é mais atraente, quando há riscos de causar danos ao equipamento utilizado num ambiente real, quando o ensino utilizando ferramentas gráficas se torna mais atrativo e, portanto, de fácil compreensão, enfim, quando o aprendizado se torna mais interessante.

As aplicações são muitas e é difícil predizer em quais os ganhos e os benefícios da Realidade Virtual serão significativos. O certo é que não haverá um único padrão nas interfaces de Realidade Virtual. A tecnologia e as limitações de custos farão com que o tipo de aplicação defina o nível de sofisticação da tecnologia a ser aplicada. Com certeza, neste cenário, muitas aplicações, na busca de soluções para problemas específicos, acabarão por gerar novos usos e soluções para problemas de outras áreas.

3.1 Realidade Virtual no Ensino de Geometria

Educação pode ser pensada como um processo de exploração, de descoberta, de observação e de construção da nossa visão do conhecimento. Segundo Pasqualotti (2001), apesar de, nos últimos anos, ter ocorrido uma disseminação do uso do computador em escolas do ensino fundamental e médio, poucos são os centros de ensino no país a
possuírem recursos computacionais. Entretanto, que o ensino moderno não pode se limitar apenas ao uso do computador para dar aula; é necessária a disseminação da filosofia computacional nos centros de ensino, para que a informática possa auxiliar no processo de ensino-aprendizagem e enriquecimento dos conhecimentos dos alunos, bem como no auxílio e aperfeiçoamento dos professores e pesquisadores. Isso é muito importante ainda mais se forem levados em conta os dados sobre a situação escolar no Brasil, que apontam números preocupantes. Segundo Pasqualotti (2001), ao estudar uma figura através de um AV (Ambiente Virtual), enfocam-se sua posição, forma e tamanho, o que desperta grande atrativo, pois permite aos usuários compreenderem a sua estrutura de espaço pela auto-exploração. Segundo Brandão (1998) a idéia de imersão e de envolvimento por parte do usuário, desperta grande interesse dos pesquisadores em educação, que visam uma resposta rápida de escolas e centros de educação, pois tanto imersão quanto envolvimento introduzem a motivação necessária para a aprendizagem de geometria. Os grandes motivos pelos quais se pretende promover desenvolvimento no ensino com recursos de informática: aumentar a motivação despertando mais interesse pelo ensino, reduzir assimetrias de qualidade de média de ensino e de aprendizado, reduzir assimetrias na qualidade de ensino, apóias sistemas de educação à distância, individualização do aprendizado, promoção de auto-estimo do sujeito, apresentar tópicos educativos de modo atrativo, criativo e integrado. 

Serão abordadas duas áreas da geometria, a geometria espacial e a geometria analítica, a Geometria Espacial é um ramo da geometria que estuda a medida do espaço ocupado por um sólido bem como sua estrutura. Cálculo dos volumes e áreas de um cubo, prisma, pirâmide, cone, cilindro, esfera e de um paralelepípedo. A Geometria Analítica é também chamada geometria de coordenadas é o estudo da geometria através dos princípios da álgebra. Em geral, é usado o sistema de coordenadas cartesianas para manipular equações para planos, retas, curvas e círculos, geralmente em duas dimensões, mas por vezes também em três ou mais dimensões.

A geometria se preocupa com os aspectos do espaço, que possuem grande atrativo estético e podem ser elementos surpresa. Além disso, a geometria apresenta-se como uma ciência dedutiva. Partindo de um número de idéias elementares e baseando-se em algumas regras de manipulação matemática e lógica, constrói uma trama de deduções de complexidade crescente. O uso da geometria não salienta somente o aspecto espacial e visual do assunto, mas a metodologia pela qual a hipótese conduzirá à conclusão, por isso ela será usado no campo de treinamento para o pensamento lógico-matemático.

4 CONCLUSÃO

O uso das teorias de geometria em um sistema de RV resultará numa economia de reflexões. Pois, as imagens geométricas sugeridas levarão a resultados e a estudos adicionais, dotando os envolvidos no processo de um instrumento poderoso de raciocínio indutivo ou criativo.