Interface interativa bidimensional em um software para o ensino de geometria descritiva

Abstract

A Geometria Descritiva (GD) tem por objetivo o estudo e a compreensão de objetos no espaço tridimensional (3D) a partir de suas representações bidimensionais (2D) em um ou mais planos, e vice-versa. No ensino tradicional da GD, os alunos têm dificuldade em transpor a barreira de ordem cognitiva criada no processo de abstração necessário para a compreensão da relação entre as representações bidimensionais e sua correspondência com o objeto tridimensional. A Computação Gráfica e o Design de Interação têm o potencial tecnológico de auxiliar na transposição desta barreira e contribuir para o estudo da Geometria Descritiva melhorando a compreensão espacial. Através do Design de Interação com foco na usabilidade, é possível projetar uma interface para um software de ensino de Geometria Descritiva que relacione as operações nos ambientes 2D e 3D de maneira biunívoca e interativa(em tempo real), compatível com o modo de trabalho gráfico da Geometria Descritiva e suas operações realizadas pelos alunos com o auxílio de instrumentos convencionais do desenho, utilizando para isto a Computação Gráfica. O Objetivo deste trabalho é desenvolver a interface bidimensional do software para o ensino da Geometria Descritiva HyperCAL3D de maneira a permitir a interatividade, mostrando em tempo real as operações descritivas que podem ser feitas tanto no modelo 3D como nas suas representações 2D, sendo visualizadas em ambos ambientes (3D e 2D) simultaneamente para contribuir para o estudo da Geometria Descritiva. Para o desenvolvimento da interface foram investigados os conceitos utilizados na disciplina e os requisitos dos usuários. Foram analisadas as operações realizadas no software, os softwares similares e os modelos conceituais utilizados nas interfaces. Após as intervenções feitas na estrutura de classes e a mudança nas funcionalidades existentes o software foi avaliado por especialistas e pelos usuários (experientes e novatos) em termos de usabilidade. Em uma das avaliações feitas, foi utilizada uma escala S.U.S., onde os usuários classificaram a nova interface como excelente, alcançando 85,41 pontos, bem acima dos 68 pontos de média da escala.

Descriptive Geometry (GD) aims to study and understand objects in three-dimensional space (3D) from their two-dimensional representations (2D) in one or more planes, and vice versa. In traditional GD teaching, students have difficulty transposing the cognitive barrier created in the process of abstraction necessary for understanding the relationship between two-dimensional representations and their correspondence with the three-dimensional object. Computer Graphics and Interaction Design have the technological potential to help transpose this barrier and contribute to the study of Descriptive Geometry in order to improving spatial comprehension. Through Interaction Design with a focus on usability, it is possible to design an interface for Descriptive Geometry teaching software that relates operations in 2D and 3D environments in a biunivocal and interactive (real-time) way, compatible with the graphical work mode of Descriptive Geometry and its operations performed by the students with the aid of conventional instruments of drawing, using for this the Computer Graphics. The objective of this work is to develop the two-dimensional interface of the software HyperCAL3D for the teaching of Descriptive Geometry in order to allow interactivity, showing in real time the descriptive operations that can be done both in the 3D model and in its 2D representations, being visualized in both Environments (3D and 2D) simultaneously to contribute to the study of Descriptive Geometry. For the development of the interface we investigated the concepts used in the discipline and the requirements of the users. The operations performed in the software, the similar software and the conceptual models used in the interfaces were analyzed. After the interventions made in the class structure and the change in the existing functionalities the software was evaluated by experts and users (experienced and novice) in terms of usability. In one of the evaluations made, the S.U.S. scale was used, where users rated the new interface as excellent, reaching 85.41 points, well above the 68 average points of the scale.