Primeiro laboratório latino-americano para total imersão em realidade virtual e um dos mais sofisticados do mundo para pesquisa, aplicações científicas e treinamentos em áreas como Medicina, Arquitetura e atividades industriais, foi inaugurada no dia 27/4/2001 a Caverna Digital da Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP). Batizada como Sistema Brasileiro de Tecnologia da Informática (Sibrati), a instalação foi aberta com solenidade no anfiteatro do prédio de Engenharia Mário Covas, na capital paulista, com a presença de diversas autoridades governamentais.

Basicamente a Caverna Digital - nome originado da sigla inglesa Cave, que também forma a palavra caverna (Cave Automatic Virtual Enviroment) - é um sistema complexo de realidade virtual, que permite exibir as simulações tridimensionais realizadas em computador de forma ampliada, em tamanho próximo do natural.

As paredes dessa sala especial são forradas por telas especiais, onde são feitas as retroprojeções de imagens geradas por computador em altíssima resolução. A tecnologia possibilita a visualização de ambientes e objetos em 3D de forma totalmente imersiva em um mundo sintetizado por computador. “O laboratório implantado na USP é um dos maiores, existindo apenas três outros com tamanho superior em todo o mundo”, explica Hans Ulmer, diretor da Absolut Technologies.

A tecnologia disponível neste laboratório viabiliza a criação de protótipos virtuais e a realização de pesquisas científicas para o desenvolvimento de novas soluções nas mais diversas áreas do conhecimento humano, como Medicina, Design, Exploração Petrolífera, Aeronáutica e Exploração Espacial, Arquitetura e Urbanismo, Biologia, Automobilística, Petroquímica e Indústria.

“Esta caverna será a primeira da América Latina e certamente vai estabelecer uma nova visão do futuro na engenharia nacional”, afirma o professor-doutor Marcelo Knörich Zuffo, coordenador executivo do núcleo de Realidade Virtual do LSI e coordenador de comunicação visual e mídias eletrônicas interativas. Segundo ele, existem no mundo 160 cavernas digitais. O laboratório brasileiro começou a ser construído em agosto de 2000, com a participação de professores e alunos de pós-graduação da Poli-USP e estagiários do LSI do Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos. 

Primeiro em Chicago - O primeiro sistema Cave foi desenvolvido em 1991, na Universidade de Ilinois, em Chicago (EUA). A Caverna Digital é uma sala concebida para imersão completa do usuário em superfícies tridimensionais. O sistema realiza a multiprojeção nas paredes internas desta sala por meio de supercomputadores que geram imagens 3D com altíssima resolução. A maioria das cavernas digitais existentes é composta por três ou quatro paredes para projeção, enquanto a da USP tem cinco lados (quatro paredes e o piso). Cada um deles é composto por uma tela que mede 3 X 3 metros e projeta imagens com resolução superior a 2000 X 2000 pixels. 

Funcionando em rede, o sistema é composto por teclado, sistema de luz e som, projetores, capacetes, rastreadores de posição, telas para projeção das imagens e chinelos apropriados para pisar na superfície da tela, já que todos os cinco lados da instalação são forrados por tela produzida em lona especial capaz de distribuir homogeneamente a imagem sem perda de qualidade.

Para transmitir as imagens são usados servidores aglomerados em seis Dual Pentium III de 1 GHz cada com 1 GRAM de memória. Toda a instalação é conectada por meio de fibra ótica no padrão Gigabit Ethernet a um supercomputador Silicon Graphics Onyx III.

Real ou virtual? - “O centro de treinamento em Realidade Virtual (RV) da América Latina foi desenvolvido com tecnologia de ponta que comporta até cinco pessoas em seu interior para uso da instalação”, explica Ulmer. A Caverna tem um pé-direito de quase sete metros, que permite a transmissão de imagens em um ângulo de 110º sem interrupções. Tal êxito é alcançado pela ausência de cantos que comprometam a qualidade na reprodução. 

Todos os lados internos são forrados por tela adequada à transmissão de imagens em RV por meio de projetores modificados. O material distribui homogeneamente a imagem e o som, sem perda de qualidade para quem está interagindo dentro da caverna.

Na indústria automobilística, o Cave é utilizado freqüentemente para simular batidas de grande impacto em automóveis, com grande economia de recursos. A avaliação ergonométrica do interior dos veículos também pode ser apurada com o auxílio do laboratório. Desta forma, clientes voluntários podem conhecer virtualmente o carro e sua disposição interna, auxiliando no desenvolvimento de novas soluções para o aproveitamento interno e melhor adaptação, maior conforto e segurança do projeto.

A Caverna Digital facilita a análise de procedimentos cirúrgicos com alto grau de complexidade e microcirurgias de precisão, para que os médicos, cirurgiões e estudantes de Medicina possam simular e aprimorar os recursos para a solução de casos complicados. Também no campo de análises moleculares e em bacteriologia o laboratório para interação virtual tem sido utilizado com freqüência.

O Cave é aplicado ainda em jogos eletrônicos que simulam batalhas e situações críticas, servindo para avaliação de impactos em acidentes de grandes proporções por equipes das áreas de logística, operação, estratégia e suprimentos. 

Solução SGI -  Para o gerente de contas da Silicon Graphics Inc., Joaquim Merino, o projeto permite que o Brasil avance muito nos aspectos de formação de profissionais e pesquisas: “Este tipo de tecnologia requer soluções muito exclusivas e complexas. Ficamos felizes que a nossa tecnologia, representada neste caso pela solução SGI Onix 3000, possa atender a todas as necessidades, fornecendo ao País importante ferramenta que, certamente, viabilizará grandes avanços nas pesquisas científicas”. A Silicon Graphics Inc. é pioneira na tecnologia de Realidade virtual, e possui soluções exclusivas para a criação de “Reality Center SGI” como a Caverna. 

“Quando se fala de Sistemas de Realidade Virtual, como a Caverna Digital da USP, que exige recursos computacionais avançados de manipulação, representação e projeção de modelos gráficos complexos, simultaneamente, em cinco telas diferentes, apenas a SGI reúne, entre outras capacidades, performance gráfica e a arquitetura escalar flexível capaz de elaborar um projeto de extrema complexidade”, conclui Merino. 

Cabos - A Furukawa teve papel importante na montagem do laboratório, doando cerca de 500 metros de cordões de fibra óptica e 600 metros de cabos de cobre, para o tráfego de sons e imagens.

“A empresa reforça a marca e o seu posicionamento no mercado quando tem a oportunidade de contribuir com um projeto dessa importância”, diz Marco Pacchioni, gerente de Sistemas Eletrônicos e Informática da Furukawa. “Estamos mostrando que possuímos tecnologia de ponta para atender a todas as necessidades. Além disso, é uma oportunidade de apoiar a USP, uma das mais importantes e respeitadas  fontes de pesquisa do nosso País” acrescenta o executivo.

Para Márcio Lobo Netto, professor-doutor do Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos da Poli-USP, e um dos colaboradores do projeto, as parcerias foram fundamentais para que o projeto fosse até o fim.  “O papel da Universidade é criar e inovar, servindo a todos. Combinar os recursos do Governo com o apoio da iniciativa privada permite alcançar resultados como o que estamos presenciando e, ao mesmo tempo, que a Universidade trabalhe com toda a liberdade que deve ter, já que o compromisso da Universidade é com toda a sociedade”.