A Conceptual Architecture and a Framework for Dealing with Variability in Mulsemedia Systems

Nome: Estêvão Bissoli Saleme
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 03/12/2019
Orientador:

Nomeordem crescente Papel
Celso Alberto Saibel Santos Orientador

Banca:

Nomeordem crescente Papel
Niall Murray Examinador Externo
Magnos Martinello Examinador Interno
José Gonçalves Pereira Filho Examinador Interno
Gheorghita Ghinea Coorientador
Debora Christina Muchaluat Saade Examinador Externo
Celso Alberto Saibel Santos Orientador

Resumo: O crescente interesse em experiências imersivas digitais têm atraído a atenção dos pesquisadores para a compreensão da percepção humana quando efeitos sensoriais são adicionados a sistemas multimídia, tais como aplicações de realidade virtual e aumentada, reprodutores multimídia e jogos. Os sistemas mulsemídia são capazes de prover vento, cheiro, vibração, entre outros efeitos sensoriais, junto com conteúdo audiovisual com o objetivo de melhorar a Qualidade de Experiência (QoE) dos usuários em áreas tais como entretenimento, saúde, educação, cultura e marketing. Para apoiar a investigação dos pesquisadores, várias soluções standalone de software e propostas arquitetônicas incipientes têm sido desenvolvidas para vincular essas aplicações a dispositivos de efeitos sensoriais, tais como ventiladores, emissores de odores, cadeiras vibratórias, etc. Esses dispositivos, por sua vez, estão em constante evolução, dificultando a atualização de aplicativos para se tornarem compatíveis com eles. Há pouca ou nenhuma interoperabilidade entre software e hardware neste domínio, impedindo a reutilização em outros contextos. Toda vez que uma aplicação mulsemídia é necessária, um novo software é construído a partir do zero. Esse modelo têm se mostrado trabalhoso, demorado e oneroso principalmente porque exige que pesquisadores e desenvolvedores adquiram conhecimento sobre novos dispositivos, protocolos de conectividade e de comunicação além de outras características técnicas. O fato é que a construção de tais sistemas impõe uma série de desafios e requisitos devido principalmente a seus traços evolutivos e heterogêneos. Consequentemente, poucos sistemas mulsemídia têm permanecidos reusáveis, na direção oposta a datasets abertos mulsemídia. Portanto, a principal contribuição desta tese é uma arquitetura conceitual desacoplada para lidar com a variabilidade de cenários em sistemas de entrega mulsemídia, que inclui recomendações para suportar a mudança de aplicações de apresentação e dispositivos de efeitos sensoriais através do suporte e reutilização de até mesmo protocolos não previstos de comunicação e conectividade, e metadados de efeitos sensoriais (SEM). Para avaliá-lo, um framework mulsemídia de código aberto e robusto foi desenvolvido. Em seguida, foi realizada uma avaliação de desempenho de protocolos de comunicação para a integração entre aplicações baseadas em eventos, em que as restrições temporais desempenham um papel importante, e o framework. Os resultados indicaram diferenças estatisticamente significativas no tempo de resposta, fornecendo orientações para integrações otimizadas. Por fim, uma avaliação subjetiva de QoE do usuário comparando um sistema monolítico mulsemídia com o framework foi realizada, com resultados sugerindo que não houve diferenças estatisticamente significativas na QoE percebida pelos usuários entre os sistemas sob diferentes aspectos. Portanto, espera-se que este trabalho fomente a área da mulsemídia e interação humano-computador, no sentido de que os pesquisadores possam aproveitar a arquitetura conceitual para projetar sistemas de entrega mulsemídia ou o framework para realizar seus experimentos.

Palavras-chave: Sistemas mulsemídia. Aplicações multimídia. Variabilidade. Arquitetura conceitual. Integração de software. Frameworks.

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