open - Centro de Informática da UFPE
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1. Trata se de uma aplica o direta da Lei de Ohm um aspecto essencial para qualquer estudante Max deve destruir um fus vel fazendo uma corrente maior que o suportado passar pelo mesmo Para isto dever ligar uma l mpada que funciona como um resistor entre o fus vel e uma fonte de tens o ajust vel A cada vez que a fase Iniciada novos valores para a resist ncia da l mpada e para a amperagem limite do fus vel s o gerados de tal forma que sempre preciso recalcular a tens o necess ria Uma vez que a fonte foi ligada l mpada e ao fus vel indispens vel ajustar o controle da fonte para a voltagem desejada e apertar um bot o on Caso se deseje mudar a voltagem necess rio apertar o off reajustar a voltagem e em seguida apertar on novamente Isso evita que o usu rio v percorrendo todas as voltagens at acertar 2 A Lagoa da Usina Max consegue adentrar a Usina e chegar lavanderia L o usu rio deve vestir a roupa de funcion rio Como Max estava com roupa de funcion rio do setor de pesquisa o funcion rio pede que Max lhe ajude em um problema que aborda a Qu mica relacionado a pH e acidez de uma solu o Na usina existe uma lagoa onde se despejava todo o lixo t xico e todo material contaminado que seria inutilizado um tanque gigante cheio at a borda Em seu centro existe uma sala de controle onde Max deve chegar Para chegar l precisa se atravessar o tanqu2. caindo em uma floresta desconhecida que mais tarde ele descobre ser a Floresta Amaz nica sendo o nico sobrevivente Durante toda a aventura Max se depara com v rios desafios e problemas contextualizados H desafios de L gica e racioc nio problemas de F sica tais como lan amento obl quo eletricidade refra o da luz problemas de Qu mica tais como equil brio qu mico determina o de Ph e de Ingl s tais como leitura de manuais e instru es Nenhum conhecimento profundo pr requisito apenas aspectos b sicos s o abordados de forma que o jogo se torna interativo e estimulante fazendo com que o usu rio aplique o conhecimento de forma pr tica Aspectos como Geografia Biologia e Cultura Brasileira tamb m s o abordados mesmo que indiretamente no sentido de contextualiza o com a tem tica envolvida como por exemplo sons e Imagens caracter sticos de tribos ind genas brasileiras ambienta o da Floresta Amaz nica e de vegeta es brasileiras al m de localiza o geogr fica dos locais onde ocorrem as situa es No decorrer da saga Max tamb m vai descobrindo aos poucos que uma m fia atuava na empresa em que trabalha a G Techs ao coletar durante as fases v rias evid ncias como di rios secretos fitas conversas e outras Os objetivos da m fia eram perfurar po os ilegais de explora o de petr leo e montar uma usina nuclear clandestina al m de desmatar criminosamente a f
3. quidos hidr ulica e teoria do gases Os desafios da 4 fase ainda n o foram especificados em sua totalidade Contudo os temas centrais s o relativos Ac stica tais como cordas vibrantes e tubos sonoros colis o tas como colis es el sticas de esferas de pesos diferentes em diferentes posi es e L gica Os roteiros da 3 e 4 est o em processo de finaliza o para avalia o da complexidade dos desafios e dos cronogramas para elabora o do Level Design 4 Game Design Ap s a cria o efetiva do roteiro necess rio elicitar os requisitos ou funcionalidades do jogo Essas caracter sticas tem impacto direto na jogabilidade e na divers o do jogo A t cnica mais empregada para elicita o de requisitos atrav s de casos de uso os quais descrevem o comportamento do sistema sob v rias condi es em que ele responde a uma solicita o de um dos interessados ele mostra como o usu rio final interage com o sistema em determinadas situa es 5 Em um projeto deve se sempre validar os requisitos elicitados evitando o trabalho de replanejamento Tendo os requisitos estabelecidos passa se para a etapa de componentiza o e cria o da arquitetura do sistema Nesse ponto dados como as engrenagens a serem usadas e especifica es t cnicas do sistema s o definidos Tudo o que feito e decidido no processo documentado para que se possa saber quais decis es foram acatadas reduzindo a discrep nc
4. similares s da fase em quest o Nessas visitas ser o captados e processados os sons para a cria o dos efeitos sonoros do jogo 6 Conclus o Esse artigo apresentou a id ia e o processo de desenvolvimento do jogo Alerta Verde mostrando as etapas e os enfoques tem ticos abordados O foco desse trabalho a introdu o das tecnologias Interativas no caso games ao aprendizado de ci ncias e tecnologia na busca de alternativas ao ensino tradicional O desenvolvimento est concentrado na cria o dos cen rios e das personagens ap s essa etapa o processo deve evoluir para as etapas de programa o e por fim testagem e depura o onde ser o criados os casos de testes O jogo ser distribu do gratuitamente via web com manuais para o professor e disponibilizado atrav s de CD ROM para escolas locais onde ser o feitas enquetes para estudos de jogos no ensino Agradecimentos Este estudo parcialmente financiado pelo CNPq amp CAPES e FACITEC Conselho Municipal de Pesquisa em Ci ncia e Tecnologia de Vit ria ES Brasil Refer ncias 1 KENT S L 2001 The ultimate history of videogames from Pong to Pok mon the story behind the crase Roseville Calif rnia Three Rivers Press 2 L P RIEBER amp M J MATZKO 2001 Educational Technology 3 JACOBSON I 1992 Object Oriented Engineering Addison Wesley Software 4 COCKBURN A 2001 Writing Effective Use Cases Addison We
5. Alerta Verde Um adventure educacional Felipe S Camargo Rodrigo M A Silva amp La rcio Ferracioh Laborat rio de Tecnologias Interativas Aplicada a Modelagem Cognitiva ModeLab Universidade Federal do Esp rito Santo UFES Vit ria ES Brasil Resumo Este artigo apresenta o Jogo Alerta Verde um projeto desenvolvido pelo ModeLab Laborat rio de Tecnologias Interativas Aplicadas Modelagem Cognitiva que visa ensinar e testar habilidades dos estudantes em um adventure contextualizado O jogo foi concebido de forma a abranger as v rias disciplinas do ensino m dio e dar nfase cultura brasileira O projeto conta com apoio de estudantes professores e mestres de v rias reas da ci ncia Palavras Chave Jogos Educativos F sica Matem tica Qu mica Engenharia de Software Casos de Uso Modelagem Interatividade Contato rodrigomas 5 fsilveira ufesjfgmail com l ferracioli limodelab ufes br 1 Introdu o O ModeLab um laborat rio do Departamento de F sica da UFES voltado para pesquisas na rea de Educa o em Ci ncia e Tecnologia promovendo a modelagem computacional como uma ferramenta para os processos de ensino e aprendizado Nesse contexto o ModeLab apresenta Alerta Verde um jogo educativo que abrange grandes reas do conhecimento como F sica Matem tica Qu mica e Biologia Al m da aprendizagem o objetivo do jogo buscar formas alternativas para o ensino de ci ncia e t
6. anual novamente De acordo com o manual Max consegue operar a m quina e demolir a porta de ferro 4 Desafio final O Magneto Ainda na ind stria certa hora Max precisa achar a chave piramidal para conseguir deixar a Usina Por m Max descobre que a chave estava dentro de uma comporta que s se abre durante pouco tempo enquanto o reator nuclear estivesse ligado que por motivos de economia esse estava desligado Para ligar o reator Max precisa passar pelo desafio do Magneto O Magneto um aparelho em que apenas mexendo com os valores do campo el trico deve se levar uma esfera carregada at o final do caminho figura 2 Os campos podem assumir valores positivos e negativos e a cada vez que a fase iniciada a esfera adquire uma carga diferente Figura 02 O Magneto A cada vez que a fase iniciada novos valores s o gerados para a carga da esfera e para o campo el trico Ao fazer a esfera atingir o reator este liga se por um curto per odo de tempo o suficiente para Max entrar na comporta e achar a chave piramidal Ap s a sa da da ind stria Max alcan a uma estrada e encontra um caminh o da Usina Nuclear parado Ent o Max sobe escondido na carroceria e viaja sem saber para onde estava indo Durante a viagem ele descobre que o ponto final do caminh o o P lo Industrial e assim chega 3 fase Os desafios da 3 fase enfocam a calorimetria abordando os temas de dilata o t rmica de metais e l
7. e de barco por m o barco met lico e o tanque cont m uma solu o com determinado pH diferente ou pr ximo de neutro Assim o barco n o realiza a travessia j que a sua estrutura met lica reage com a solu o havendo consequentemente a corros o do material necess rio sabendo o volume do tanque escrito no pr prio despejar quantidades de subst ncias cidas e ou b sicas a fim de neutralizar o pH da solu o e poder atravessar com o barco sem problemas H um controlador que indica qual o pH do tanque e tamb m controladores que despejam cidos ou Bases na solu o A cada vez que o usu rio carrega a fase novos valores e um pH novo ser gerado de forma que sempre ser necess rio refazer os c lculos 3 Operando a M quina Demolidora Esse desafio requer algum conhecimento na l ngua inglesa Max se depara com uma porta de a o enorme e de uma espessura grande com v rios cadeados Sua nica chance operar uma m quina que possui uma enorme esfera de chumbo para demolir a porta Por m Max nunca mexera com aquele tipo de m quina antes Max ter que ler o manual de instru es b sicas que est todo em ingl s No manual constam as informa es b sicas sobre os comandos da m quina de como mover a m quina para frente para tr s ou para os lados como suspender a esfera e como atacar A cada vez que a fase iniciada a ordem das instru es muda sempre sendo necess rio ler o m
8. ecnologia as quais utilizem os conceitos de interatividade e modelagem O jogo apresenta situa es onde o usu rio se depara com desafios de L gica problemas pr ticos de F sica e Qu mica e toda uma ambienta o com a paisagem brasileira Alerta Verde apresenta alternativa ao padr o de instru o em sala de aula tradicional O ModeLab realizou essa proposta visando uma interdisciplinaridade e uma maior abrang ncia do conhecimento em um mesmo projeto 2 Engenharia do Jogo O uso da engenharia de software com o foco em jogos proporciona a produ o desses com maior qualidade t cnica confiabilidade usabilidade efici ncia al m de reduzir os custos e recursos de desenvolvimento e reduzir as taxa de falhas Contudo a qualidade de um jogo n o est ligada somente qualidade do software jogo mas est mais ligada ao fator divers o 1 Riber e Matzko 2 sugerem que os melhores projetos de tecnologias educacionais envolvem a experi ncia do jogo pois motivam o usu rio a resolver problemas para prosseguir Contudo eles n o defendem qualquer tipo de jogo mas um tipo criterioso que estimule o desenvolvimento de um conhecimento O jogo foi projetado separando o processo em etapas que v o desde a conceitua o da id ia at a implementa o final O projeto iniciou se formulando a id ia b sica do jogo o prop sito e o p blico alvo que no caso s o principalmente os alunos de ensino m dio O processo en
9. ia da id ia do sistema na equipe As engrenagens s o bibliotecas que possuem v rios c digos para a realiza o de tarefas comuns em jogos por exemplo uma engrenagem de f sica possui v rias rotinas que calculam e aplicam torques for as atritos e outros Essas engrenagens facilitam enormemente o trabalho dos programadores reduzem o n mero de problemas do jogo o tempo de desenvolvimento e por consegii ncia o custo final do produto Das diversas engrenagens dispon veis foram selecionadas aquelas que possu am as caracter sticas de bom desempenho licen a GPL portabilidade e compatibilidade com o tipo de jogo Dentre elas podemos destacar a engrenagem Newton para a f sica a engrenagem OpenAL para a sonoriza o e a engrenagem Irrlicht para o v deo Para a Intelig ncia Artificial foram feitas M quinas de Estado e o uso de t cnicas de L gica Fuzzy 6 e outras A principal preocupa o foi com a efici ncia da engrenagem f sica que um dos focos do jogo 5 Sonoriza o Para a sonoriza o est sendo elaborado o Sound Track Chart um documento que apresenta quais e como ser o feitas as trilhas do jogo levando em considera o a ambienta o do cen rio de uma fase evitando gafes sonoras No caso da primeira fase a ambienta o foi dedicada representa o sonora real da floresta amaz nica A ambienta o de outras fases do jogo ser feita realizando visitas a lugares com caracter sticas
10. loresta Ao final Max dependendo do n mero de provas processar a empresa em que trabalha O jogo conta com quatro fases por onde est o espalhados os desafios e os problemas 3 1 Desafios das fases Cada um dos atos ou fases conta com 4 desafios obrigat rios sendo o ltimo de um n vel mais complexo pois permite a passagem imediata para o pr ximo est gio Algumas fases podem contar com um desafio extra dependendo do caminho pelo qual o usu rio opta A 1 fase Floresta Amaz nica enfatiza mais a L gica e aspectos conceituais da F sica relacionados a lan amento obl quo e refra o compat veis com uma floresta Na 2 fase Usina Nuclear Abandonada h um destaque para temas de Eletricidade tais como resist ncia voltagem e campo el trico e Qu mica por se tratar de uma usina nuclear al m de abordar a L ngua Inglesa A 3 fase P lo Industrial aborda principalmente aspectos da calorimetria tais como temperatura e dilata o t rmica e a 4 Manaus trata de assuntos de ac stica e colis es 3 1 1 Desafios da 1 Fase 1 A Maldi o de Obajara Um desafio de l gica onde Max deve ligar todos os pontos usando apenas 4 segmentos de reta sem retirar o l pis do papel no caso com apenas um clique veja a figura 1 Figura 01 A Maldi o de Obajara 2 A catapulta Um problema de aplica o de lan amento obl quo Na cena Max se depara com uma rvore e avista uma catapulta O objeti
11. paisagismo e urbanismo caracter sticos do ambiente Todo o processo voltado para baixa poligonagem a fim de reduzir o esfor o de renderiza o e por consegii ncia baixar a requisi o m nima de hardware Para a cria o de Modelos das personagens ser o utilizados os cart es de identifica o das personagens e Model Sheets que facilitam a retrata o da fisionomia e ajudam a identificar detalhes de anima o Da mesma forma que nos cen rios tudo feito com baixa poligonagem grande parte do realismo fica por conta da texturiza o Uma das t cnicas mais empregadas o Box Modelling Por fim paralelamente modelagem ser o criadas as texturas dos cen rios objetos e personagens que introduzir o mais realismo ao jogo Elas ser o criadas usando fotos desenhos eletr nicos e tratadas com uso dos recursos de processamento de imagens e mapeadas usando UVW Maps que facilitam a edi o de roupas e at tipos de personagens Outra finalidade delas a cria o dos Shadow Maps Light Maps e outros recursos que inserem no caso efeitos de ilumina o na textura evitando o uso de luz din mica que torna o render menos eficiente com a consequente necessidade de maior capacidade de mem ria 3 Roteiro Alerta Verde um jogo educativo 3D de aventura que tem como basicamente objetivo de conduzir Max a personagem principal de volta para casa Max sofre um acidente de avi o enquanto viajava a trabalho
12. sley 5 PRESSMAN R S 2006 Engenharia de Software 6 Ed S o Paulo McGraw Hill 6 SHAW I S SIM ES M G 1999 Controle e Modelagem Fuzzy Edgard Bl cher S o Paulo
13. t o evoluiu para o est gio de formula o do roteiro onde foram criados as personagens cen rios objetos desafios e todos os elementos envolvidos no game Atrav s do roteiro poss vel visualizar a abrang ncia e grande parte dos requisitos No roteiro decidiu se por exemplo que n o haveria combate f sico e que todos os desafios inseridos no jogo deveriam ser superados atrav s de racioc nio e habilidade al m disso deveriam impossibilitar ou pelo menos dificultar a famosa t cnica da tentativa e 29 erro Durante o processo de cria o do roteiro foram desenvolvidos cart es de identifica o das personagens dos objetos e cen rios do jogo Nesses cart es foram preenchidas para o caso das personagens informa es psicol gicas f sicas tipo de roupa e outras que auxiliam na percep o do tipo de personalidade que a personagem possui e da poss vel tra ar prov veis atitudes que a mesma escolhe durante o jogo A etapa seguinte foi a cria o dos diagramas de caso de uso da UML 3 e casos de uso definidos por Cockburn 4 defini o de menus op es teclas n veis de dificuldade e outros Nessa etapa foram selecionadas as engrenagens e definidas as t cnicas de Intelig ncia Artificial Em Alerta Verde a modelagem de cen rios est sendo projetada de forma a considerar quest es arquitet nicas e ergon micas tais como altura de portas p direito e outros al m de quest es como
14. vo do desafio lan ar Max em um lugar espec fico na rvore Para realizar tal tarefa o jogador pode movimentar a catapulta e escolher o ngulo de lan amento A velocidade de lan amento exibida na tela e fixa de forma que sempre poss vel atingir o ponto objetivo 3 O Enigma dos Elementos Novamente um problema de l gica onde Max deve descobrir qual dos elementos sa ds o pr ximo da segii ncia i A Ea A com apenas uma tentativa Os 3 elementos dentre os quais um ser escolhido ser o mostrado sempre em ordem diferente a cada vez que a fase for iniciada 4 Desafio final Este desafio abrange a rea da tica com o tema de refra o da luz na gua Max deve refletir a luz do sol usando um canivete e atingir uma safira que est debaixo d gua Por m segundo as leis da refra o a safira n o est onde parece estar poss vel calcular sua posi o real sabendo sua posi o aparente e lan ar o raio de sol refletido com o canivete Em volta da safira h alguns obst culos que n o podem ser acertados por Max tais como um jacar que ataca se atingido e algumas pedras preciosas que destroem a safira se atingidas Os obst culos evitam que o usu rio saia percorrendo toda a regi o com o raio de sol poss vel tampar com a m o o canivete para n o refletir e soltar a m o e deixar refletir 3 1 2 Desafios da 2 Fase 1 Problema do Fus vel Abrange a rea da eletricidade
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