Uma Arquitetura de Suporte a Interações 3D ... - DCA - Unicamp

52 Atributos elementares para manipulação direta
3.2.2 Posicionamento
O uso de manipulação direta em cenas 3D se difundiu na década de 1980 [Hand, 1997]. Além
da seleção dos objetos de interesse numa cena, poder posicionar de forma precisa o cursor sobre um
ponto específico em uma cena 3D é também fundamental. O posicionamento de um cursor pode ser
livre ou restrito. No posicionamento livre o cursor controlado navega livremente pela cena sem levar
em consideração os modelos geométricos, i.e., o conteúdo da cena não interfere na movimentação
do cursor. Em geral, essa tarefa se resume na realização de um mapeamento entre a movimentação
do dispositivo apontador e a movimentação do cursor no espaço 3D de interesse. Entre as técnicas
encontradas na literatura podemos mencionar a proposta de Nielson and Dan R. Olsen [1987] e Bier
[1987].
Na tarefa de posicionamento restrito, o cursor controlado pelo dispositivo apontador tem sua
movimentação restrita a elementos da cena tais como superfícies, linhas e pontos, de modo a au-
mentar o grau de precisão de posicionamento do cursor pelo usuário. Para tanto, funções adicionais
são incluídas para ajustes finos da posição do cursor de sorte que ele fique sempre nos locais pré-
programados. Por exemplo, Hudson [1990] se baseou em critérios semânticos, não geométricos, para
restringir o cursor a objetos de um ambiente de programação visual 2D. Gleicher [1995] introduziu
o conceito de restrição de cursor em imagens (image snapping) empregando métodos de detecção de
bordas para obter pontos de restrição que facilitassem tarefas de segmentação de imagens e traçado
de curvas a partir de imagens digitalizadas.
No entanto, a técnica mais tradicional para posicionamento restrito também é baseada no método
de ray picking. Ela é utilizada, por exemplo, em aplicativos de modelagem geométrica tais como o
Autodesk AutoCAD [Autodesk, 2007b], Autodesk 3ds Max [Autodesk, 2007a] e Autodesk Maya [Au-
todesk, 2007c]. Como vimos na seção 2.2, o algoritmo de ray picking se reduz à determinação de
atributos de geometria associados às interseções entre o raio de seleção e os modelos geométricos
em cada interação. Utilizando o método de ray picking, o posicionamento restrito a uma superfície
consiste em calcular as posições 3D de todas as interseções entre o raio de seleção e os modelos
geométricos. O cursor 3D é então deslocado para a interseção mais próxima do plano de projeção.
Em uma tarefa de posicionamento restrito segundo a influência de um campo de atração, o algoritmo
de ray picking pode ser modificado de modo a calcular o ponto visível da superfície que possua a
menor distância entre o raio de seleção e cada modelo. Se essa distância for menor do que a distância
determinada pelo campo de atração, o cursor pode ser deslocado para esse ponto, simulando assim o
efeito de atração desejado.
Bier [1987], em sua técnica de snap-dragging, introduziu a idéia de utilizar um widget 3D - o
skitter - de modo a auxiliar o usuário na realização de tarefas de construção através de uma metáfora
de régua e compasso. O skitter, também chamado de cursor tríade [Nielson and Dan R. Olsen,