Uma Abordagem Baseada em Componentes para a Construç ˜ao ...

Uma Abordagem Baseada em Componentes para a
Construção de Edifícios Virtuais
Glauber Vinícius Ferreira 1 , Emerson Cavalcante Loureiro 1 , Wallace Nogueira 2 ,
André Alécio Ferreira 2 , Hyggo Oliveira de Almeida 3∗ , Alejandro Cesar Frery 2
1 Departamento de Sistemas e Computação
Universidade Federal de Campina Grande
Av. Aprigrio Veloso, 882, Bodocongo – Campina Grande, PB, Brasil
2 Departamento de Tecnologia da Informação
Universidade Federal de Alagoas – Maceió, AL
3 Departamento de Engenharia Elétrica
Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande, PB
{glauber,emerson}@dsc.ufcg.edu.br, frery@tci.ufal.br
Abstract. The component based approach is used to maximize design and implementation
reuse on civil, electric and, more recently, on software engineering.
In such approach, reusable components are assembled to achieve an
efficient and robust construction. In this paper we propose the usage of the
component based approach to construct virtual buildings. More specifically, we
present a set of guidelines to construct virtual buildings based on component
approach concepts. In order to illustrate the application of these guidelines, a
case study related to a virtual construction of a historical building is shown.
Resumo. A abordagem de componentes tem sido utilizada para maximizar a
reutilização de projeto e implementação nas mais diversas engenharias, tais
como civil, elétrica e, mais recentemente, na engenharia de software. Segundo
tal abordagem, componentes reutilizáveis são agrupados em um processo de
montagem para alcançar uma construção mais eficiente e robusta. Neste artigo,
propõe-se a utilização da abordagem baseada em componentes para a
construção de edifícios virtuais. Mais especificamente, apresenta-se um conjunto
de diretrizes para a construção de edifícios virtuais com base na abordagem
de componentes. Para ilustrar a aplicação das diretrizes, apresenta-se um
estudo de caso relacionado à construção virtual de um edifício histórico.
1. Introdução
A construção de edifícios virtuais utilizando linguagens de descrição, tal como
VRML [International Organization for Standardization, 1998], é frequentemente feita de
forma ad hoc. A ausência de uma sistematização da construção desse tipo de objeto
diminui a possibilidade de reutilização de estruturas VRML, aumentando o tempo de desenvolvimento
de novos mundos virtuais.
Muitos investimentos nas engenharias civil [Merritt, 2003], elétrica [Horn, 1991]
e, mais recentemente, na engenharia de software [Heineman and Councill, 2001], têm
∗ Bolsista CNPq no Programa de Doutorado no Departamento de Engenharia Elétrica - COPELE/DE-
E/UFCG.

sido voltados para o desenvolvimento baseado em componentes reutilizáveis. Nestas engenharias,
a abordagem de componentes tem sido utilizada para maximizar a reutilização
de esforços bem como para reduzir os custos de implementação. Essa abordagem preconiza
a criação de componentes reutilizáveis para cada domínio de aplicação, e o seu
agrupamento em processos de montagem para, com isso, alcançar uma construção mais
eficiente e robusta de sistemas e processos [Szyperski, 2002].
Neste artigo, propõe-se a utilização da abordagem baseada em componentes para a
construção de mundos urbanos virtuais. Mais especificamente, apresenta-se um conjunto
de diretrizes para a construção de edifícios virtuais, com base nos conceitos do desenvolvimento
baseado em componentes, buscando maximizar a reutilização e minimizar o
tempo de desenvolvimento. Uma aplicação das diretrizes propostas referente à construção
virtual do edifício histórico da Associação Comercial de Maceió é apresentada.
O restante do artigo está organizado da seguinte forma: na Seção 2 apresentam-se
conceitos relacionados a componentes e modelagem virtual; na Seção 3 apresentam-se
as diretrizes propostas; na Seção 4 o estudo de caso referente ao prédio histórico da
Associação Comercial de Maceió é apresentado e, finalmente, na Seção 5 são apresentadas
as considerações finais do artigo.
2. Componentes e modelagem virtual
As diretrizes propostas neste artigo são baseadas na abordagem de componentes. Um
Componente para Modelagem Virtual (CMV) foi definido com base em componentes de
software, por se tratar de uma abordagem que herdou características de componentes de
hardware, eletrônicos e de construção civil.
De um modo geral, as abordagens de componentes seguem a arquitetura ilustrada
na Figura 1, cujos elementos são descritos a seguir enfatizando as semelhanças e
diferenças nas perspectivas de software e de modelagem virtual.
CONTRATOS
Componente e interface do componente
ARCABOUÇO
COMPONENTE
INTERFACE DO
COMPONENTE
Figura 1: Arquitetura de componentes
Perspectiva de software: um componente é uma implementação de software que pode
ser executada em um dispositivo lógico ou físico e pode ser reutilizado em diversas
aplicações dentro do seu domínio [Bachman, 2000]. A interface do componente
de software é representada pelas assinaturas dos métodos que implementam
a funcionalidade do componente. Por exemplo: a interface de um componente de
software determina que ele é capaz de executar o cálculo de integrais. Em geral,
o componente de software é disponibilizado como um pacote ou biblioteca.

Perspectiva de modelagem virtual: um CMV é um conjunto de nós VRML que implementam
a estrutura de um modelo virtual, podendo ser reutilizado em outras
modelagens nas quais seja considerado adequado. Tais nós devem ser agrupados
em um nó PROTO onde são definidos os campos que representam o estado
persistente do modelo virtual. No nó PROTO também deve ser definida a interface
do CMV através de eventos de entrada (eventIn) e eventos de saída (eventOut)
[International Organization for Standardization, 1998]. Os eventos definidos
na interface implementam a mudança de estado do modelo virtual. Por exemplo:
a interface de um CMV determina que pode ser alterada a sua textura ou
posição. O CMV deve ser disponibilizado como um arquivo VRML, i.e, com
extensão .wrl.
Arcabouço
O arcabouço de componentes é a infra-estrutura que possibilita a montagem dos componentes
tanto para a construção de aplicações de software quanto para a construção de
edifícios virtuais. Para garantir que os componentes se comportarão da maneira esperada
pelo arcabouço, são definidos os contratos. Os contratos representam as interfaces que o
componente é obrigado a implementar. Eles garantem que o desenvolvimento de componentes
independentes obedeça determinados padrões, fazendo com que o arcabouço seja
capaz de utilizá-los sem conhecer detalhes internos de implementação [Bachman, 2000].
Caso o arcabouço faça parte de uma estrutura maior (super-arcabouço), ele passará a ser
visto como um componente e sua interface deverá ser definida de acordo com os contratos
definidos pelo super-arcabouço.
Perspectiva de software: um arcabouço de software é uma infra-estrutura que implementa
e coordena a forma de interação entre os componentes, de acordo com
suas interfaces, em uma linguagem compatível com os componentes desenvolvidos
[Bachman, 2000]. Em geral, um arcabouço de software é disponibilizado
como uma API 1 .
Perspectiva de modelagem virtual: no contexto de modelagem virtual, um arcabouço é
um conjunto de nós VRML que implementam a forma como os CMVs são organizados
em uma determinada área do modelo virtual. Assim como os CMV´s, os
nós do arcabouço são agrupados em um nó PROTO onde são definidos seus campos,
sendo um deles necessariamente do tipo MFNode. O campo do tipo MFNode
representa a lista dos componentes organizados pelo arcabouço, caracterizandoo
como um grouping node [International Organization for Standardization, 1998].
O arcabouço também deve ser disponibilizado como um arquivo VRML.
Os conceitos da abordagem de componentes vêm sendo aplicados à área
de computação gráfica produzindo soluções tanto em nível geral [Haller, 2001]
quanto voltadas para domínios específicos [Seiler, 2001, Goldstein, 2000]. Uma
aplicação dos conceitos de componentes à computação gráfica 3D pode ser encontrada
em [Doerner and Grimm, 2001]. Nessa abordagem um componente 3D encapsula sua
geometria e seu comportamento, possuindo também mecanismos para o envio e recebimento
de eventos. A partir destas definições é estabelecida uma arquitetura para o
componente 3D, permitindo que qualquer um destes componentes possa ser acoplado ao
arcabouço responsável pela infra-estrutura de inicialização, comunicação e renderização.
Uma implementação desta abordagem foi realizada utilizando o modelo de componentes
JavaBeans [Sun Microsystems, 2004b] e a API Java3D [Sun Microsystems, 2004a].
No trabalho de Dachselt [Dachselt, 2001], todas as características do componente
3D são descritas através de um documento XML [W3C, 2004] que é utilizado por um
1 Application Programming Interface.

arcabouço responsável pelas operações gráficas. Estes documentos são compostos por
três partes, referentes aos aspectos de implementação, interface e integração do componente.
O uso de documentos XML para a descrição de componentes 3D também pode ser
encontrado em [Abawi and Reinhold, 2001]. Conceitos da abordagem de componentes
são também utilizados pelo arcabouço BOOGA [Amann et al., 1997] (Berne´s Object-
Oriented Graphics Architecture) como forma de suporte ao desenvolvimento rápido de
aplicações no contexto da computação gráfica 2D e 3D. Nesta abordagem cada componente
é tratado como uma operação (e.g., transformação de objetos do espaço 3D para o
2D) e constituído por duas interfaces, sendo uma de serviço (implementação da funcionalidade
do componente) e outra de gerenciamento (configuração e tratamento de erros).
Apesar de várias soluções terem sido analisadas, nenhuma delas tem seu foco
direcionado à sistematização da construção de edifícios virtuais. A ausência de planejamento
com relação à construção pode atrasar de forma significativa um projeto dentro
deste contexto. Neste trabalho apresenta-se uma abordagem baseada em componentes
para maximizar a reutilização e minimizar o tempo na construção de edifícios virtuais.
As diretrizes propostas e aplicadas ao edifício da Associação Comercial de Maceió representam
um guia eficaz para a modelagem virtual de edifícios, desde a análise do edifício
a ser modelado até a conclusão da construção virtual.
3. Diretrizes para a construção de edifícios virtuais
Uma vez apresentada a conceitualização referente a componentes para modelagem virtual
(CMVs), apresentam-se nesta seção as diretrizes para a construção de edifícios virtuais
ilustrando-as com a modelagem do condomínio residencial mostrado na Figura 2. A
seguir são apresentadas as diretrizes para a construção de edifícios virtuais utilizando
conceitos do desenvolvimento baseado em componentes.
Figura 2: Condomínio residencial
Diretriz 1 - Obter a planta baixa do edifício a ser virtualmente construído.
Obter a planta baixa dos edifícios ou, caso não haja plantas baixas disponíveis, especificá-las
com base em medições no local a ser representado. São aceitáveis plantas simplificadas
desde que seja descrita a estrutura interna do edifício e desde que as proporções
entre objetos sejam respeitadas. Na Figura 3 é apresentada uma planta baixa simplificada
do condomínio.
Diretriz 2 - Identificar os tipos de elementos do edifício que serão virtualmente construídos.
Identificar na planta obtida na diretriz anterior quais são os tipos de elementos de
construção delimitadores do espaço físico do edifício que devem ser modelados em realidade
virtual: salas, compartimentos, andares, lotes, terrenos etc. Objetos mais granulares

Prédio Prédio Prédio
Prédio
Prédio Prédio Prédio
2,50m
1,60m
1,60m
1,50m
2,50m
1,50m
2,50m
6,15m
6,15m
4,50m 2,50m
9,00m
4,50m
Condomínio Andar
2,70m
4,30m 2,70m
Figura 3: Planta baixa simplificada do condomínio residencial
que porventura estejam descritos na planta, tais como prateleiras ou móveis de alvenaria,
não são considerados na aplicação desta diretriz. Um tipo de elemento é determinado pela
sua estrutura, ou seja, dois prédios com quantidades diferentes de andares são dois tipos
diferentes de prédio. Os seguintes tipos de elementos podem ser enumerados no exemplo
do condomínio residencial: condomínio, prédio, andar, apartamento e sala. Por simplicidade,
mas sem perda de generalidade, neste exemplo todos os prédios possuem o mesmo
número de andares, que possuem o mesmo número de apartamentos, os quais possuem o
mesmo número de salas e, por isso, apenas um tipo foi definido para cada elemento.
Diretriz 3 - Definir a hierarquia de composição dos tipos de elementos identificados na
diretriz anterior.
Os tipos de elementos identificados anteriormente obedecem a alguma hierarquia de
composição. No exemplo do condomínio residencial, um condomínio é composto de
vários prédios, que por sua vez são compostos de um ou mais andares. Os andares são
compostos por apartamentos, os quais contêm salas. O resultado da aplicação desta
diretriz é uma estrutura hierárquica onde os ramos representam os tipos de elementos
compostos por outros tipos de elementos (condomínio, prédio, andar e apartamento) e
as folhas representam os tipos de elementos não-compostos (sala). Além disso, deve-se
descrever na hierarquia a quantidade de elementos para cada tipo. Na Figura 4 é apresentada
a hierarquia de tipos de elementos resultante da aplicação desta diretriz no exemplo
do condomínio.
Condomínio 1
Prédio 7
Andar 3
Apartamento 2
Sala 4
Figura 4: Hierarquia de composição dos tipos de elementos
2,50m
4,30m
Apartamento
Apartamento

Diretriz 4 - Construir um arcabouço para cada ramo da hierarquia.
Na hierarquia ilustrada na Figura 4, tem-se uma composição de tipos de elementos. Todos
os ramos da hierarquia são compostos por estruturas menores. Isto acontece desde a raiz
(condomínio) em relação aos seus “filhos” (prédios), até apartamento em relação às suas
folhas (salas). Para cada uma destas estruturas compostas, representadas pelos ramos,
deve-se ter uma maneira de agrupar os componentes “filhos”. Enfim, deve-se definir um
arcabouço para cada ramo, incluindo a raiz.
A principal funcionalidade provida por este arcabouço é o posicionamento dos
seus componentes em relação ao seu sistema de coordenadas. Visto que o posicionamento
é inerente a todos os edifícios virtuais, foram implementados dois protótipos
VRML (Building e Position) que facilitam a construção de arcabouços, provendo a
implementação do posicionamento dos seus elementos.
Na Figura 5 apresenta-se a estrutura de um arcabouço que utiliza os protótipos
Building e Position. Esta estrutura deve ser utilizada para a construção dos arcabouços
correspondentes aos ramos da hierarquia, sendo cada arcabouço disponibilizado em um
arquivo VRML. No exemplo do condomínio residencial, tem-se quatro arcabouços: condomínio,
prédio, andar e apartamento.
As linhas de 1 a 9 do código da Figura 5 determinam que o arcabouço sendo
construído herdará a implementação de posicionamento de componentes definida pelos
protótipos Building e Position 2 . As linhas de 11 a 34 determinam a criação
do protótipo correspondente ao arcabouço que está sendo construído. Sendo assim,
FRAMEWORK NAME (linha 11) deve ser substituído pelo nome do arcabouço. Da mesma
forma, COMPONENTS (linhas 14 e 20) deve ser substituído pelo nome dos componentes
que farão parte do arcabouço. No exemplo do condomínio virtual, o arcabouço
para condomínio tem FRAMEWORK NAME = Condominio e COMPONENTS = predios. Já
o arcabouço para prédio tem FRAMEWORK NAME = Predio e COMPONENTS = andares.
Este processo continua até o último ramo da hierarquia (apartamento), que possui
FRAMEWORK NAME = Apartamento e COMPONENTS = salas.
Como citado anteriormente, o arcabouço deve definir o posicionamento dos seus
componentes. Isto é feito através da inserção de nós Position no campo positions da estrutura,
como apresentado na linha 21 do código da Figura 5. Neste código, são definidas
as posições de dois componentes denominados “componente1” e “componente2”, cujas
posições são (0 0 0) e (10 0 0), respectivamente. As posições dos componentes devem ser
definidas com base na planta obtida na Diretriz 1.
Após a construção de todos os arcabouços, tem-se definido o posicionamento de
todos os componentes da hierarquia, restando apenas a construção dos CMVs.
Diretriz 5 - Construir um CMV para cada folha da hierarquia.
Após a construção dos arcabouços, deve-se implementar os CMVs correspondentes a
cada folha da hierarquia. Como dito anteriormente, os CMVs representam estruturas
de construção mais granulares, ou seja, que são compostas apenas por objetos virtuais
complementares (móveis, eletrodomésticos, estátuas etc., que serão abordados na Diretriz
7) e por objetos que fazem parte da sua estrutura (portas, janelas, paredes etc.). Além
destes objetos, estruturas mais complexas, tais como escadas, varandas e jardins, podem
ser construídas como CMV’s. No exemplo, deve ser criado um CMV para sala.
2 O arquivo VRML contendo o código dos protótipos Building e Position está disponível em www.
jaraguavirtual.ufal.br/prototipos/Building.wrl.

1 EXTERNPROTO Building [
2 field MFNode children
3 field MFNode positions
4 ]“http://www.jaraguavirtual.ufal.br/prototipos/Building.wrl#Building”
5
6 EXTERNPROTO Position [
7 exposedField SFString identifier
8 exposedField SFVec3f position
9 ]“ http://www.jaraguavirtual.ufal.br/prototipos/ Building.wrl#Position”
10
11 PROTO FRAMEWORK_NAME [
12 field SFString identifier “”
13 eventIn SFVec3f set_position
14
15 ]{
field MFNode COMPONENTS []
16 Transform {
17 translation IS set_position
18 children [
19 Building {
20 children IS COMPONENTS
21 positions [
22
Position{
23
identifier “componente1”
24
position 0 0 0
25
}
26
Position{
27
identifier “componente2”
28
position 10 0 0
29
}
30 ]
31 }
32 ]
33
34 }
}
Figura 5: Estrutura de arcabouço para os ramos da hierarquia
Para facilitar a construção de salas, com a adição de portas e janelas e a definição
de pontos de vista, foi construído um CMV que pode ser reutilizado em grande parte das
construções de edifícios virtuais. A principal motivação para a construção de tal CMV
é a dificuldade de criar salas através de nós IndexedFaceSet. Devido à grande quantidade
de salas existentes em edifícios virtuais e, conseqüentemente, o grande número de
pontos que precisam ser modelados, a tarefa de definir as coordenadas de todos os nós
IndexedFaceSet é bastante complexa e dispendiosa.
Na Figura 6 apresenta-se o código do CMV da sala definido através do protótipo
Room 3 , o qual contém um script que implementa a definição das coordenadas da sala automaticamente.
Tais coordenadas são criadas a partir dos valores dos campos width, length
e height. Desta forma, não é necessário identificar todas as coordenadas existentes no
edifício virtual, bastando apenas definir valores de largura, altura e comprimento de cada
sala. Também são definidos três campos para a especificação da aparência das salas, onde
podem ser utilizados materiais ou texturas: wallAppearance para as paredes, floorAppearance
para o piso e ceilingAppearance para o teto. Os objetos virtuais complementares,
definidos na Diretriz 7, são adicionados no campo children.
Pode-se também definir o posicionamento de objetos que fazem parte da estrutura
da sala, como portas e janelas. Esta definição é feita com a criação de nós Opening 3
agrupados no campo openings do nó Room. Para cada abertura existente na sala devem
ser definidos valores para altura, largura e espessura. O campo face (SFInt32) é utilizado
para definir em que “parede” da sala a abertura está posicionada: (1) anterior, (2) direita,
(3) posterior e (4) esquerda. A posição da abertura em cada face é definida através do
3 O arquivo VRML contendo o código dos protótipos Room e Opening está disponível em www.
jaraguavirtual.ufal.br/prototipos/Room.wrl.

campo distance (SFFloat), que deve ter um valor igual a distância entre a abertura e a
aresta esquerda da face em questão. O campo type (SFInt32) é utilizado para diferenciar
(2) portas, (1) janelas e (0) espaços não preenchidos. Cada porta ou janela definida
através do protótipo Opening possui uma animação para abertura e fechamento, com
o objetivo de aumentar a empatia do visitante e, com isso, o seu envolvimento com o
conteúdo [Frery et al., 2002].
Além da estrutura da sala, também é possível definir quatro pontos de vista através
do campo viewPoints, cujas coordenadas são calculadas automaticamente. Os pontos de
vista são direcionados dos vértices para o centro, representando as posições Sudoeste (0),
Sudeste (1), Nordeste (2) e Noroeste (3). Uma sala com os três pontos de vista habilitados
(Sudoeste, Sudeste e Noroeste, por exemplo) tem viewPoints = [0,1,3]. A descrição
do ponto de vista, que é exibida no visualizador VRML, é formada pela concatenação
do nome da sala, determinado pelo campo name, com a posição do ponto de vista; por
exemplo, “NomeSala - Sudoeste”.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
PROTO
Room [
field SFString identifier “”
field SFString name “”
field SFFloat width 0
field SFFloat length 0
field SFFloat height 0
field SFNode wallAppearance NULL
field SFNode floorAppearance NULL
field SFNode ceilingAppearance NULL
field MFNode openings []
field MFInt32 viewPoints []
field MFNode children []
eventIn SFVec3f
]{ ...
Script {...}
...
}
set_position
Figura 6: Definição do protótipo Room
Como dito anteriormente, o CMV pode ser reutilizado em diversas construções
virtuais, dada sua generalidade. Porém, caso seja necessária a definição de novos tipos
de salas, com diferentes atributos, novos CMVs devem ser criados. As únicas restrições
nesta operação são a definição de um campo do tipo SFString denominado identifier e
um evento de entrada do tipo SFVec3f denominado set position. Este evento deve
conter a implementação de definição do posicionamento do CMV.
Diretriz 6 - Montar o edifício virtual utilizando os arcabouços e os CMV´s.
Uma vez criada toda a infra-estrutura de componentes necessária para a construção do
edifício virtual, deve-se iniciar o processo de montagem. Neste ponto de aplicação das diretrizes
deve-se ter dois conjuntos de arquivos VRML: um referente aos arcabouços e outro
referente aos CMVs. O processo de montagem se inicia com a criação de um arquivo
VRML contendo nós VRML EXTERNPROTO que referenciam os arcabouços e CMV´s já
criados. Neste arquivo são definidos os elementos do edifício a serem construídos, de
acordo com as quantidades especificadas na hierarquia e utilizando os identificadores dos
elementos definidos na Diretriz 4, como descrito no código ilustrado na Figura 5.
O processo de montagem envolve a criação de nós para cada elemento existente na
planta e a definição dos valores para os campos de cada nó. No exemplo do condomínio
residencial, será criado um nó Condomínio, cujo campo predios terá quatro nós do tipo
Predio, cada um deles com os identificadores definidos no arcabouço de condomínio,

construído na Diretriz 4. No campo andares de cada prédio serão adicionados três nós do
tipo Andar, com os identificadores definidos no arcabouço de prédio, também construído
na Diretriz 4. Este processo continua até o último ramo da hierarquia (Apartamento),
onde serão definidas as salas que formam o condomínio residencial.
Em um mesmo nível da hierarquia não há relações de precedência, portanto o
trabalho de montagem dos componentes em um determinado arcabouço pode ser dividido
para que seja executado em equipe. Na Figura 7 é apresentado um trecho do código de
montagem do condomínio residencial virtual.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Condominio{
identifier “condominio”
predios [
Predio{
identifier “predioUm”
andares [
Andar{
identifier “andarUm”
apartamentos[
Apartamento{
identifier “apartamentoUm”
salas[
Room{
identifier “salaUm”
width 4.8
length 4.8
height 2.3
...
}
...
Figura 7: Trecho do código de montagem do condomínio residencial virtual
Diretriz 7 - Inserir objetos virtuais complementares nos CMVs.
Neste momento toda a modelagem virtual relacionada à estrutura do edifício está pronta.
Deve-se então modelar separadamente cada um dos objetos complementares, tais como
móveis, eletrodomésticos, quadros, prateleiras, estátuas etc. Os objetos complementares
modelados que pertencem a uma mesmo CMV, devem ser agrupados em um mesmo
arquivo VRML. No fim deste processo, tem-se um arquivo VRML para cada CMV, contendo
seus objetos complementares. Estes arquivos devem ser adicionados aos CMV´s da
hierarquia, através de um nó Inline.
No exemplo do condomínio residencial, tem-se um arquivo VRML contendo os
objetos virtuais complementares para cada sala existente no condomínio. Esses arquivos
devem ser incluídos no arquivo VRML criado na Diretriz 6, utilizando para isso nós do
tipo Inline, adicionados ao campo children de cada nó Sala.
4. Estudo de caso - Associação Comercial de Maceió
A seguir é apresentada a aplicação das diretrizes propostas para a construção virtual do
edifício histórico da Associação Comercial de Maceió. O resultado final da construção
virtual e informações relativas à Associação Comercial de Maceió podem ser vistos no site
do projeto http://www.jaraguavirtual.ufal.br. Por questões de espaço, os códigos
dos arcabouços e CMVs foram omitidos deste artigo; sendo assim, as diretrizes relacionadas
a arcabouços e CMVs indicarão apontadores na web para a visualização destes
códigos.

1. Obtendo a planta baixa do edifício a ser virtualmente construído. Na Figura 8
é ilustrada uma versão simplificada da planta baixa do prédio da Associação Comercial
de Maceió. A planta completa do prédio, que possui três andares, é dividida
em três partes, sendo uma delas apresentada na Figura 8.
5,70m
5,70m
6,90m
3,00m
3,90m
4,20m
3,15m 3,90m
5,70m
6,60m
6,60m
6,60m
6,60m
6,60m
5,70m
4,50m
6,9m 4,50m
18,15m
13,05m
5,70m
18,15m
5,70m
6,00m
5,70m
1,50m
5,70m
10,80m
3,60m
1,50m
5,70m
5,70m
4,50m
4,80m
Figura 8: Planta baixa simplificada da Associação Comercial de Maceió
2. Identificando os tipos de elementos do edifício que serão virtualmente construídos.
De acordo com a planta obtida na diretriz anterior, foram identificados
os seguintes tipos de elementos: Prédio, PrimeiroAndar, SegundoAndar, TerceiroAndar
e Sala. Existem três tipos de andares porque a quantidade de salas é
diferente para cada um deles.
3. Definindo a hierarquia de composição dos tipos de elementos identificados na
diretriz anterior. Na Figura 9 é ilustrada a hierarquia de composição de tipos de
elementos da Associação Comercial de Maceió.
Prédio 1
Primeiro Andar 1
Salas 19
Segundo Andar 1
Salas 18
Terceiro Andar 1
Salas 16
Figura 9: Hierarquia de composição de tipos de elementos da Associação Comercial de
Maceió
4. Construindo um arcabouço para cada ramo da hierarquia. De acordo com
a hierarquia identificada na diretriz anterior, foram construídos arcabouços para

os nós Prédio, PrimeiroAndar, SegundoAndar e TerceiroAndar, utilizando os
protótipos VRML apresentados na Diretriz 4. Os arcabouços podem ser encontrados
em http://www.jaraguavirtual.ufal.br/associacao/prototipos/
prototipos.html.
5. Construindo um CMV para cada folha da hierarquia. Na modelagem da
Associação Comercial de Maceió foi identificado apenas o CMV para Sala, que
é o único tipo de folha da hierarquia. As características identificadas como necessárias
para modelar as salas deste edifício foram as mesmas providas pelo
CMV de Sala apresentado na Diretriz 5. Desta forma, este CMV foi reutilizado.
6. Montando o edifício virtual utilizando os arcabouços e os CMV´s. Após
a construção de todos os arcabouços e CMVs, resta apenas montá-los em um
arquivo VRML principal. O arquivo de montagem da associação comercial
pode ser encontrado em http://www.jaraguavirtual.ufal.br/associacao/
AssociacaoComercial.wrl.
7. Inserindo objetos virtuais complementares nos elementos primitivos do modelo
virtual. Por fim são inseridos os objetos complementares que, no caso da
associação comercial, são colunas, quadros, mesas e escadas internas. Os códigos
de inserção estão presentes no arquivo de montagem citado na diretriz anterior. Os
códigos individuais dos objetos virtuais complementares podem ser encontrados
em http://www.jaraguavirtual.ufal.br/associacao/objetos/objetos.
html.
Após a aplicação das diretrizes, tem-se concluída a construção virtual da
Associação Comercial de Maceió. Na Figura 10 apresenta-se o prédio da associação
comercial e a sua construção virtual correspondente, vistos de um mesmo ângulo.
Figura 10: (a) Associação Comercial de Maceió (b) Modelagem virtual VRML utilizando as
diretrizes propostas
5. Considerações finais
Neste artigo apresenta-se um conjunto de diretrizes para a construção de edifícios virtuais.
Tais diretrizes são fundamentadas em conceitos do desenvolvimento baseado em componentes,
visando maximizar a reutilização e diminuir o tempo empregado na construção
de edifícios virtuais. Com o auxílio das diretrizes é possível definir uma base para a
montagem de componentes, os quais são representados por estruturas em VRML. Os
componentes construídos podem ser reutilizados em outras construções virtuais, com pequenas
alterações no código VRML. O posicionamento dos componentes é gerenciado
por arcabouços, os quais também são definido com auxílio das diretrizes. Sendo assim, o
mínimo acoplamento entre os componentes garante um projeto de edifício virtual flexível,
possibilitando alterações sem grandes modificações no código.
Um exemplo de construção virtual referente ao prédio histórico da Associação
Comercial de Maceió é apresentado para ilustrar a utilização das diretrizes propostas.
Como perspectiva futura, pretende-se aplicar as diretrizes definidas para a construção de

outros edifícios virtuais, a fim de refiná-las e, eventualmente, adicionar novas diretrizes
ao conjunto proposto neste artigo.
Referências
Abawi, D. F. and Reinhold, S. (2001). XML-based 3D Components.
http://www.agc.fhg.de/agc/publication/pdf/Silvan Abstract%20(english).pdf - Acessado
em 26/08/2004.
Amann, S., Streit, C., and Bieri, H. (1997). BOOGA: A Component-Oriented Framework
for Computer Graphics. In GraphiCon ’97, pages 193–200, Moscou.
Bachman, F. (2000). Technical concepts of component-based software engineering. Technical
report, Carnegie Mellon - Software Engeneering Institute.
Dachselt, R. (2001). Contigra - Towards a Document-based Approach to 3D Components.
In Proceedings of the Workshop on Structured Design of Virtual Environments and 3D-
Components of the ACM Web3D 2001 Symposium, Paderborn, Germany.
Doerner, R. and Grimm, P. (2001). Building 3D Applications with 3D Components and
3D Frameworks. In Proceedings of the Workshop on Structured Design of Virtual
Environments and 3D-Components of the ACM Web3D 2001 Symposium, Paderborn,
Germany.
Frery, A. C., Kelner, J., Moreira, J., and Teichrieb, V. (2002). Satisfaction through empathy
and orientation in three-dimensional worlds. CyberPsychology & Behavior,
5(5):451–459.
Goldstein, B. A. (2000). Tandem: A Component-based Framework for Interactive, Collaborative
Virtual Reality. Master’s thesis, University of Illinois, Chicago, EUA.
Haller, M. (2001). A Component Oriented Design for a VR Based Application. In
Proceedings of the Workshop on Structured Design of Virtual Environments and 3D-
Components of the ACM Web3D 2001 Symposium, Paderborn, Germany.
Heineman, G. T. and Councill, W. T. (2001). Component Based Software Engineering:
Putting the Pieces Together. Addison-Wesley.
Horn, D. T. (1991). Electronic Components: A Complete Reference for Project Builders.
McGraw-Hill/TAB Electronics.
International Organization for Standardization (1998). ISO/IEC 14772-1:1998: Information
technology — Computer graphics and image processing — The Virtual Reality
Modeling Language — Part 1: Functional specification and UTF-8 encoding.
Merritt, F. S. (2003). Standard Handbook for Civil Engineers. McGraw-Hill Professional.
Seiler, C. (2001). A Component Based Approach for Molecular Modeling Applications.
In Proceedings of the Workshop on Structured Design of Virtual Environments and
3D-Components of the ACM Web3D 2001 Symposium, Paderborn, Germany.
Sun Microsystems (2004a). Java 3D API. http://java.sun.com/products/java-media/3D/ -
Acessado em 26/08/2004.
Sun Microsystems (2004b). Javabeans. http://java.sun.com/products/javabeans/ - Acessado
em 26/08/2004.
Szyperski, C. (2002). Component Software. Addison-Wesley.
W3C (2004). Extensible markup language. http://www.w3.org/XML/ - Acessado em
26/08/2004.