Universidade Federal do Paraná

Estudo teórico-prático sobre o padrão X3D

Objetivo

Desenvolver um estudo teórico-prático sobre o padrão X3D visando a sua utilização em aplicativos voltados para o intercâmbio de informação geográfica.

Justificativa

HTML é o acrônimo para HyperText Markup Language. HTML representa uma das principais tecnologias voltadas para a World Wide Web, também conhecida pelos acrônimos: www, W3 ou somente Web. Com o objetivo de desenvolver e promover tecnologias padronizadas para a Web, de forma independente, foi fundado o W3C (World Wide Web Consortium), cujas ações hoje estão materializadas por um conjunto de atividades conduzidas pelos grupos de trabalho que são formados para lidar com tópicos específicos sobre tecnologias Web. Como é preconizado pelos seus fundadores, W3C representa um consórcio internacional envolvendo organizações governamentais, instituições de pesquisa, empresas privadas e profissionais. Neste sentido HTML é um dos frutos das atividades do W3C.

De acordo com W3C-REC-html401-19991224, Web é definida como “uma rede de recursos de informação”. São três os mecanismos que tornam esses recursos disponíveis na Web: o URI, os protocolos de comunicação e os hipertextos. URI é o acrônimo para Uniform Resource Identifier. Os protocolos de comunicação são conjuntos de regras para acessar os recursos na Web. Um exemplo de um tipo de protocolo de comunicação é http. No contexto da Web, hipertexto é o termo usado para caracterizar um documento texto que pode ser armazenado, lido, pesquisado ou editado por um usuário, além de possibilitar conexões para outros documentos que estão disponíveis na Web. Dessa forma hipermídia é um hipertexto que adicionalmente permite a inclusão de outras formas de mídia, tais como sons, imagens e filmes (HUGHES, 2004). HTML é uma linguagem para publicação na Web que independe de plataforma computacional. Esta foi concebida como sendo a solução mais simples e que melhor se adequou ao protocolo de comunicação HTTP.

A Web foi proposta por BERNERS-LEE, no final da década de 80, com a finalidade de se tornar uma iniciativa colaborativa para compartilhar informação com base em hipermídias via Internet. Enquanto que Web se refere a um espaço abstrato de conhecimento e de recursos de informação, a Internet se refere ao aspecto físico deste espaço que é a rede de computadores (HUGHES, 2004).

XML é o acrônimo para eXtensible Markup Language. XML faz parte das atividades desenvolvidas pelo XML Working Group dentro do W3C. XML foi originalmente concebida em 1996, sendo a sua primeira versão liberada em 1998. Dentre as finalidades previstas para XML, pode-se destacar que um documento XML é voltado para armazenar e permitir intercâmbio de informação na Web. Enquanto HTML é uma linguagem de marcação específica para documentos de hipertextos, XML é linguagem de marcação genérica, porque o usuário (ou autor) define os elementos necessários (os marcadores) para descrever o documento XML.

VRML é o acrônimo para Virtual Reality Modeling Language. Hoje, VRML é um padrão internacional para disponibilizar cenas e objetos tridimensionais através da Internet. Com um simples arquivo texto, é possível se descrever objetos tridimensionais segundo um cenário e permitir que um observador interaja com os objetos e navegue através da cena usando um visualizador Web3D.

Durante a 1^a Conferência da www (World Wide Web), em 1994, foi apresentado um protótipo de interface tridimensional para a Web chamado Labyrinth. Isto criou entre os participantes um consenso sobre a necessidade de uma linguagem comum para descrição de cenas 3D na Web. No início da sua fundação a Web3D Consortium se concentrava apenas nas tecnologias de realidade virtual usadas para a Internet, por isto se chamava VRML Consortium. Em 1999, seu nome foi modificado para Web3D Consortium e o seu enfoque estendido para incluir todas as tecnologias Web tridimensionais (Web3D Consortium, 2005).

Como uma atividade do Web3D, em maio de 1995 foi concluída a especificação da VRML 1.0. A restrição que existia para esta versão é que era possível somente se criar cenas estáticas. Neste mesmo ano, teve início um trabalho do VAG (VRML Architeture Group), que é formado por colaboradores da comunidade VRML, para incorporar animação e interação à VRML. Posteriormente, algumas empresas e colaboradores cunharam o termo Mundos em Movimento (Moving Worlds) que foi o ponto de partida para a VRML 2.0 (Web3D Consortium, 2005).

Em 1997, teve início um esforço para apresentar a especificação ISO (International Standards Organization) e a IEC (International Electrotechnical Commission). Após ser reescrita, a VRML 2.0 foi formalmente liberada como padrão internacional ISO/IEC 14772:1997. Esta versão teve sua sintaxe redefinida e foram acrescentadas modificações para permitir animação, interação, som, efeitos ambientais especiais e extensões à linguagem. Esta é a versão atual, mas é conhecida informalmente pela designação VRML97.

De acordo com RHYNE (2004) existem dois aspectos que restringem o uso da VRML para visualizar dados referenciados à superfície terrestre. O primeiro é que em VRML as coordenadas de uma posição são representadas com precisão simples. Em geral, esta forma de representação não é suficiente devido à ordem de grandeza das coordenadas geográficas. O segundo aspecto restritivo é que VRML usa somente um sistema de coordenadas cartesianas. Com isto, não se pode visualizar dados geográficos que estejam expressos por coordenadas elipsoidais como latitude e longitude, ou então associados com alguma projeção cartográfica como, por exemplo, a UTM (Universal Transverse Mercator) .

A partir de 1998 foi formado no âmbito do Web3D Consortium o grupo de trabalho GeoVRML. Este grupo discute e estabelece especificações para que possam usar dados geográficos com VRML. Atualmente existe uma recomendação prática para que se utilize o pacote de classes chamado GeoTransform (Web3D Consortium, 2004). Este pacote é constituído por um conjunto de métodos e classes implementados em linguagem Java que possibilitam lidar com cenas VRML referidas a um sistema de coordenadas geodésicas ou cartográficas.

X3D é o acrônimo para eXtensible 3D. X3D pode ser considerado como a evolução natural do padrão VRML97. É um padrão aberto e livre de taxas. Foi concebido para intercâmbio de conteúdo 3D com base na Web, sendo que este conteúdo é expresso como um documento XML. Com isto se combinam interoperabilidade e flexibilidade para se estabelecer um intercâmbio e executar aplicativos em diferentes plataformas computacionais através da Web.

Metodologia

A metodologia que se pretende desenvolver está subdividida em 3 etapas, que são a Revisão da Literatura, a Produção de um glossário técnico e a Elaboração de um documento descrevendo o padrão X3D. Como primeiro passo no desenvolvimento metodológico, pretende-se desenvolver um estudo experimental tendo por base os tutoriais sobre HTML, XML etc., que estão disponíveis em http://www.w3schools.com/default.asp e em outros endereços na Web. Paralelamente, realizar um estudo analítico do texto “XML como programar” (DEITEL at al., 2003), mas sempre que possível complementam este estudo com textos que estão disponíveis e que podem ser obtidos na Web. Além disto, produzir um glossário técnico em que estejam descritos os principais termos encontrados na revisão da literatura e elaborar um documento, na forma de livro de bolso, para apoiar os alunos e aqueles que desejem iniciar seus estudos sobre o padrão X3D voltado para o intercâmbio de informação geográfica.

Bibliografia

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DEITEL, H. M.; DEITEL, P. J. Java Como Programar. Trad. Edson Furnankiewicz. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.

DEITEL, H. M.; DEITEL, P. J.; NIETO, T. R.; LIN, T. M.; SADHU, P. XML Como Programar. Trad. Luiz Augusto Salgado e Edson Furnankiewicz. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2003.

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HUGHES, K. A Guide To Cyberspace. Disponível em: <http://www.kevcom.com/words/guide/guide.01.html> Acesso em: 22 maio 2004.

LEMAY, L., COUCH, J.; MURDOK, K. Lemay’s Web Workshop 3D Graphics & VRML 2.0. Disponível em: <http://docs.rinet.ru/MultiG/> Acesso em: 22 maio 2004.

OpenGIS Consortium. OpenGIS Abstract Specification Topic 0: Abstract Specification Overview. Disponível em: http://www.opengis.org/docs/99-100r1.pdf Acesso em: 22 maio 2004.

RHYNE, T. M. A Commentary on GeoVRML: A Tool for 3D Representation of GeoReferenced Data on the Web. Disponível em: <http://www.siggraph.org/~rhyne/carto/3D/3D-geovrml.html> Acesso em: 30 ago. 2004.

SCHNEIDER, D. K.;  MICHIELLOt T, S. M. VRML Primer and Tutorial. Disponível em:<http://tecfa.unige.ch/guides/vrml/vrml97/spec/part1/concepts.html> Acesso em: 22 maio 2004.

VIEIRA, A.J.B. Fenômenos Terrestres como Classes de Objetos: um modelo espaço-temporal. Curitiba, 2004. 113 f. Tese. (Doutorado em Ciências Geodésicas) – Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná.

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