Atualmente a interação na Web ocorre basicamente através de formulários da linguagem HTML e/ou através de widgets em applets Java. Apesar do esforço de alguns desenvolvedores em implementar interfaces mais complexas com apenas estes recursos é nítida a carência de mecanismos mais sofisticados de interação na Web. Este trabalho pretende mostrar algumas tendências no sentido de aprimorar os mecanismos de interação na Web. Serão abordados temas como ambientes de trabalho compartilhados, ambientes virtuais compartilhados e o uso de multimedia nas interfaces. Esses temas tendem a se tornar cada vez mais frequentes em publicações da área e, se a tendências se confirmarem, constituirão parte essencial do futuro software para a Web.

1. Introdução
 
    A explosão de popularidade da Internet através da World Wide Web aliada às tecnologias que permitem maior dinamismo e flexibilidade de interação com a Web (por exemplo, CGI, Javascript e Java) têm levado muitos pesquisadores e desenvolvedores a utilizarem-na como meio de interação com as aplicações [Ibrahim 97], [Rice 96].
    As grandes vantagens em se desenvolver aplicações disponibilizadas via Web estão associadas à fácil acessibilidade: as aplicações ficam disponíveis à cada vez mais ampla gama de usuários da Web, e elas podem ser acessadas de praticamente qualquer lugar (de casa, do trabalho, ou mesmo em trânsito, através da computação móvel). Somada a estas vantagens, ainda existe a independência de plataforma das aplicações Web.
    No entanto, as tecnologias básicas da Web (HTTP e HTML) ainda impõem algumas limitações no que diz respeito à interação com as aplicações. Uma destas limitações está relacionada à falta de controle sobre a aparência da interface, já que a linguagem HTML deixa este tipo de decisão para os browsers (browsers diferentes podem gerar interfaces com disposições diferentes dos widgets) [Ibrahim 97]. Outro problema das interfaces Web está relacionado à lentidão de feedback. Uma aplicação que usa CGI só terá sua interface alterada e "desbloqueada" após entrar em contato com servidor e obter o resultado do processamento realizado. Esse processo geralmente demora bem mais do que o usuário está acostumado a esperar em interfaces fora da Web.
    O surgimento dos applets Java resolveu o problema de controle de aparência da aplicação, pois eles permitem que ela seja totalmente programada em Java (inclusive sua interface). Na página HTML é necessário apenas definir uma região para que a aplicação seja embutida na mesma. O problema da lentidão de feedback também foi em grande parte resolvido pelos applets: nem todas as tarefas exigem contato com o servidor (elas podem ser executadas localmente) e, mesmo as que exigem contato com o servidor (consulta a base de dados, por exemplo) podem ser beneficiadas pela capacidade multithreading da linguagem Java (a interface não precisa ficar "bloqueada" enquanto se realiza a consulta ao servidor).
    Apesar disso, ainda restam alguns problemas a serem superados pela Internet e pela Web antes delas se tornarem o meio de interação com a maior parte das futuras aplicações. As seções seguintes mostrarão algumas direções que podem ser seguidas para a superação desses problemas. A próxima seção trata dos espaços de trabalho compartilhados, que tentam tirar o usuário do "isolamento", permitindo a cooperação entre os vários usuários de uma aplicação na Web. A Seção 3 trata do uso de outras mídias (imagem, som, etc) como objetos de interação na Web. A Seção 4 estuda os ambientes virtuais compartilhados, que saem da metáfora de desktop das aplicações atuais e propõem verdadeiras "sociedades virtuais" onde as interações são modeladas a partir das interações do mundo real. As duas seções que se seguem mostram conceitos que poderão ser importantes no futuro das interfaces na Web: internetworked graphics e tele-imersão. Finalmente, a Seção 7 apresenta as conclusões.
 

2. Espaço de Trabalho Compartilhado

    A Web e sua estrutura hipermedia oferece a ilusão de uma grande base de informações. No entanto, ainda existem barreiras significativas à colaboração efetiva entre os usuários. Apesar da informação ser um recurso compartilhado, os Web browsers ainda são ferramentas para um único usuário, mantendo os usuários separados uns dos outros, já que oferecem pouco suporte para que um grupo de usuários trabalhe de maneira colaborativa sobre a informação compartilhada (Fig. 1).
 

    A criação de um espaço de trabalho compartilhado eletrônico requer conhecimento das propriedades dos espaços de trabalho do mundo real e também da maneira como as pessoas trabalham neles. Neste aspecto, os estudos de CSCW (Computer Supported Cooperative Work) são muito importantes, pois eles procuram entender como as tecnologias computacionais podem ser projetadas para suportar uma colaboração efetiva entre os usuários.
    Dentre as características mais importantes de um espaço de trabalho compartilhado podem ser citadas [Bentley 97a], [Greenberg 97]:

• Comunicação por voz: este tipo de comunicação foi considerado muito importante em vários estudos realizados na área de CSCW [Greenberg 97]. Apenas comunicação textual (chat) é considerada insuficiente.
• Capacidade de fazer "marcas": atividades de desenho compartilhado aumentam a atenção e envolvimento dos usuários nas tarefas a serem realizadas colaborativamente.
• Possibilidade de privacidade para os usuários (por exemplo, documentos não compartilhados).
• Capacidade de perceber e reconhecer outros participantes do ambiente compartilhado (user awareness).
• Capacidade de perceber o que os outros participantes estão fazendo.

• O protocolo HTTP não garante taxa de transmissão mínima, tornando a Web pouco adequada para meios contínuos tais como áudio e vídeo.
• Não há suporte para a comunicação servidor-servidor, cliente-cliente e nem servidor-cliente (iniciada pelo servidor). Isso dificulta a implementação de aplicações que exigem comunicação ponto-a-ponto ou que exigem um papel mais ativo do servidor.
• A arquitetura não provê suporte direto para a replicação da informação, o que é necessário para o trabalho desconectado, para o rápido feedback e para a confiabilidade do sistema.

3. Uso de Recursos Multimedia Diretamente na Interface

    Esta seção apresentará dois exemplos de como a interação na Web pode ser beneficiada com o uso da multimedia. O primeiro exemplo mostra um mecanismo de busca na Web que integra texto e imagem [Mukherjea 97]. Nesse mesmo exemplo recursos multimedia também são usados para a visualização dos resultados das buscas. O segundo exemplo mostra uma implementação não convencional de serviços como quadro de avisos e mensagens broadcast utilizando metáforas do mundo real, realizada com o uso de recursos multimedia [Seligmann 97].

3.1. AMORE - Um Sistema de Pesquisa Multimedia

    O AMORE (Advanced Multimedia Oriented Retrieval Engine) [Mukherjea 97] visa superar três limitações básicas dos atuais mecanismos de busca na Web:

• As buscas são feitas apenas por textos. Não há como especificar uma imagem e pesquisar os documentos que possuem imagem similar.
• É difícil lidar com o resultado das buscas quando elas retornam grande número de documentos.
• Não há indicação sobre a posição de uma página retornada dentro do seu site de origem.

    Além da busca por imagens, o AMORE usa mecanismos multimedia para aprimorar a visualização dos resultados da pesquisa. A partir dos resultados, um script CGI é utilizado para a geração de um arquivo VRML (Virtual Reality Modeling Language) [VRML 97] que permite a visualização dos resultados de várias maneiras. Uma possível visualização é pelo gráfico scatterplot, onde o eixo x mapeia a similaridade de forma e o eixo y mapeia a similaridade de cor (quanto maior o valor, maior a similaridade). As imagens encontradas são representadas por cubos que serverm como links para as imagens desejadas. O eixo z serve para separar imagens iguais. A Fig. 4 mostra um exemplo de gráfico scatterplot construído em VRML.
 

    Outro aspecto dos resultados de pesquisas tratado pelo AMORE é a localização da página dentro do seu Web site. A Fig. 5 ilustra a visão da página do autor do AMORE dentro do seu site. Cada objeto do gráfico é um link para a respectiva página e o tamanho do mesmo indica a importância da página (medida pela frequência de acesso, por exemplo).
 

3.2. Metáforas do Mundo Real

    O estudo aqui apresentado [Seligmann 97] tem três objetivos: estudar como as pessoas interagem na Web, criar sistemas adaptativos capazes de tornar esta interação o mais transparente possível e integrar conteúdo e controle na representação visual de interfaces multimedia para permitir uma interação mais natural.
    As metáforas comumente usadas em interfaces são baseadas em sistemas de controle industrial (botões, barras de rolagem, etc) e são eficientes na construção de interfaces genéricas, mas o seu uso deve vir acompanhado de algum texto explicativo (labels nos botões, por exemplo). Os autores do referido artigo alegam que a criação de interfaces baseadas em metáforas do mundo real aumentam a acessibilidade dos serviços oferecidos, diminuindo a distância entre forma e função na interface.
    Para ilustrar as idéias defendidas, foram desenvolvidos alguns serviços para a Web que usam metáforas do mundo real como base para a interface multimedia.
    Um dos serviços desenvolvidos é um quadro de avisos em que as mensagens têm um certo tempo de vida e estão associadas a uma região da superfície do quadro. Essa superfície é dividida em várias áreas e o usuário pode escrever uma mensagem em qualquer área livre e "navegar" por toda a superfície para ler as mensagens existentes. A metáfora encontrada para a interface deste serviço consiste em uma praia onde os usuários podem escrever mensagens na areia. A praia é circular, de modo que o usuário possa sempre visitar toda a costa, andando em qualquer direção. Após o tempo de vida da mensagem, ela é apagada por uma onda e aquela região passa a ficar livre (Fig. 6).
 

    A implementação é realizada por um applet cliente que possui várias "camadas" de animação que podem ser sobrepostas para gerar os efeitos desejados. Esse applet é controlado por um servidor que envia parâmetros necessários para a determinação da animação mostrada: texto escrito, texto a ser apagado, hora do dia (de acordo com este parâmetro a praia pode estar com o sol nascente, com o sol se pondo, escura, etc), condições climáticas, condições da maré, sons e outros efeitos visando tornar o ambiente mais realista e reforçar as metáforas do mundo real.
    Este quadro de avisos ainda apresenta algumas limitações. Um exemplo é o fato de não haver estruturação das mensagens. A resposta a uma determinada mensagem não estará necessariamente ao lado da mesma, pois pode não haver espaço disponível, além do ambiente não indicar o relacionamento entre as mensagens. Outro problema diz respeito à percepção dos usuários no ambiente. Os usuários presentes não são representados por objetos no ambiente; a única maneira de saber se há um usuário em determinado ponto da praia é quando ele está escrevendo uma mensagem e ela está aparecendo na areia. Apesar destas limitações, a ênfase do sistema é na estética e na interatividade, servindo como um exemplo motivador para novas experiências do gênero.
    Com uma pequena alteração, o ambiente do quadro de avisos pode ser usado para o envio de mensagens broadcast a todos os usuários. Para isso, a mensagem é escrita no céu, visível em todos os pontos da praia. A mensagem broadcast tem vida mais curta que a do quadro de avisos e é precedida por um barulho de avião para chamar a atenção dos usuários. A Fig. 7 mostra uma mensagem broadcast sendo enviada.
 

4. Ambiente Virtual Compartilhado

    Um ambiente virtual compartilhado (também chamado ambiente virtual distribuído ou DVE - Distributed Virtual Environment) é uma simulação em tempo-real de um mundo real ou imaginário, onde usuários estão simultaneamente presentes e podem navegar e interagir com objetos e outros usuários [Hagsand 96].
    Um DVE pode ser definido de acordo com as seguintes características [Waters 97]:

• Permite que um grupo de usuários separados geograficamente interaja em tempo-real.
• Permite número elevado de usuários (centenas de milhares).
• É tridimensional para os olhos e ouvidos, ou seja, movimentos no ambiente mudam a perspectiva visual e auditiva do usuário.
• Usuários são representados como objetos do ambiente (a representação do usuário no ambiente é chamada avatar).
• Muda continuamente em todos os aspectos (novos usuários entrando, saindo, se movendo, mudando estado dos objetos, etc). Isso cria uma dificuldade adicional, pois não é suficiente uma "representação inicial" do ambiente armazenada em algum lugar da Web, como as home pages hoje em dia. É necessário passar aos usuários que entram o estado atual do ambiente.
• Usuários, além de interagirem entre si, podem interagir com simulações computacionais. DVEs, portanto, podem ir além da imitação da realidade, permitindo coisas que não existem no mundo real.
• Comunicação verbal é a base da interação entre usuários.
• Executado em hardware "barato" e nas redes padrões. Essa característica não é essencial para o funcionamento de um DVE, mas uma necessidade econômica para se atingir o grande público.

• Arquitetos em locais diferentes podem "visitar" um prédio virtual que eles estão projetando.
• Turistas podem "visitar" o local de destino antes de comprar as passagens.
• Simulações militares para situações de combate.
• Shoppings virtuais simulando as compras do mundo real: carrinho de compras, produtos nas prateleiras e possível interação com vendedores e outros clientes da loja.
• Educação: para aprender uma nova língua, pode-se criar por exemplo uma Paris virtual, onde os alunos e professores assumiriam papéis nessa sociedade virtual (nativos e simulações de inteligência artificial também poderiam fazer parte deste DVE). Aprenderia-se francês e algo sobre a vida na França.

1. Ambiente homogêneo replicado

Neste tipo de ambiente o estado de cada participante é inicializado a partir de uma base de dados homogênea contendo todas as informações do mundo virtual. Cada participante passa a ter cópia do estado inicial e só precisa ser comunicado das mudanças de estado (por exemplo, locomoção de objetos). A grande vantagem deste tipo de ambiente é que as mensagens transmitidas são pequenas. No entanto, este tipo de ambiente é relativamente pouco flexível e com o tempo tem uma forte tendência ao aparecimento de inconsistências entre os participantes devido à perda de mensagens (Fig. 8).
  Figura 8: Ambiente homogêneo replicado.  
2. Ambiente com dados compartilhados centralizados

Neste tipo de ambiente existe uma base de dados localizada num servidor central, compartilhada por todos os usuários. Todas as alterações de estado realizadas pelos usuários devem ser comunicadas apenas ao servidor, que redistribui a mensagem a todos os participantes. Como a base de dados é compartilhada, apenas um usuário pode alterá-la de cada vez. A vantagem com relação aos DVEs do tipo anterior é que estes estão menos sujeitos a inconsistências devido à base de dados ser centralizada. No entanto, o servidor é muito sobrecarregado e tende a se tornar o gargalo do sistema. Além disso, o tráfego de mensagens é muito grande (as mensagens são mandadas primeiro para o servidor e então distribuídas para os participantes - Fig. 9).
  Figura 9: Ambiente com dados compartilhados centralizados.  
3. Ambiente com dados compartilhados distribuídos, atualização ponto-a-ponto

Os dados são replicados parcial ou totalmente em cada participante deste tipo de ambiente. Não existe um servidor central, como nos casos anteriores e as alterações são comunicadas aos participantes via multicast. A grande vantagem deste tipo de ambiente é não ter o servidor como gargalo do sistema. No entanto, existem problemas de escalabilidade devido aos custos para a manutenção da confiabilidade e consistência de dados. Além do mais, a comunicação ponto-a-ponto é mais frágil no aspecto da segurança (todos os participantes têm os mesmos privilégios) e tende a sobrecarregar os participantes com mensagens (Fig. 10).
  Figura 10: Ambiente com dados compartilhados distribuídos, atualização ponto-a-ponto.  
4. Ambiente com dados compartilhados distribuídos, cliente-servidor

Uma variante do modelo cliente-servidor, onde os dados estão divididos entre os participantes e a comunicação é mediada por um servidor central. Este tipo de ambiente supera os problemas característicos da comunicação ponto-a-ponto (dificuldade de consistência, por exemplo). No entanto, a presença de um servidor pode servir como gargalo do sistema, especialmente em ambientes com número elevado de usuários (os sistemas existentes usam técnicas para reduzir a comunicação entre os participantes e consequentemente o uso deste servidor). A Fig. 11 ilustra este tipo de ambiente.
  Figura 11: Ambiente com dados compartilhados distribuídos, cliente-servidor.

• Presença: o objetivo principal em se representar o usuário no ambiente é indicar sua presença no ambiente, de modo que todos os usuários possam saber quem está presente.
• Localização: é importante saber a posição dos usuários no ambiente. A orientação do usuário também é importante, principalmente no que diz respeito à interação com outros usuários (por exemplo, indicando se ele está de frente ou de costas).
• Identidade: é necessário diferenciar os usuários de outros objetos do ambiente e diferenciar os usuários entre si, de modo que se possa reconhecer um usuário quando ele for visto novamente.
• Atividade: a representação do usuário deve permitir um reconhecimento da atividade em andamento, o que é ainda mais importante em atividades colaborativas.
• Disponibilidade: é preciso indicar se o usuário está disponível para a interação, pois há situações em que a representação do usuário está no ambiente, mas ele pode não responder a uma interação (o usuário humano saiu para tomar um café, por exemplo). Isso evitaria a frustração de outros usuários que tentassem interagir com ele.
• Gestos e expressões faciais: importantes na conversação e, portanto, devem ser representados no ambiente virtual.
• História de atividades: indicação de quem esteve presente no ambiente e o que eles fizeram.
• Manipulação da visão dos outros participantes: o usuário deve ter alguma influência na determinação de como os outros usuários aparecem para ele. Em ambientes heterogêneos isso é muito importante, pois usuários com recursos mais limitados podem optar por representações mais simples dos participantes.
• Representação em várias mídias: não apenas a imagem, mas também áudio (a voz da pessoa ou uma voz sintética) e texto.
• Presença em vários locais: ambientes virtuais podem extrapolar a realidade e permitir a uma pessoa estar em mais de um lugar ao mesmo tempo.
• Verdade: neste aspecto, a seguinte questão é levantada: a representação do usuário deve ser coerente com a pessoa do mundo real ou pode ser criada de acordo com o desejo do usuário? Por um lado, representações falsas podem ser perigosas. Por outro lado, restringir usuários à realidade física tira um pouco a flexibilidade, e pode ser até brutal em alguns casos.
• Eficiência: como priorizar os aspectos acima mencionados de acordo com necessidades específicas de cada aplicação e recursos computacionais limitados.

4.1. DIVE

    O DIVE (Distributed Interactive Virtual Environment) [Carlsson 93], [Hagsand 96] é uma plataforma de software para VEs multi-usuários que tem sido usada como toolkit para a criação de várias aplicações. Ele foi desenvolvido pelo SICS (Swedish Institute of Computer Science) e se enquadra na categoria 3 da seção anterior (ambiente com dados compartilhados distribuídos, atualização ponto-a-ponto). Cada participante possui uma réplica do mundo compartilhado (nas primeiras versões esta réplica era total, nas versões mais recentes cada participante tem uma réplica parcial do mundo). As mudanças são propagadas aos outros participantes através de protocolo multicast confiável. O uso de multicast é essencial, pois utiliza melhor os recursos da rede, e assim reduz (indiretamente) a latência.
    A base de dados é particionada em mundos. Cada mundo representa um conjunto de objetos e parâmetros específicos, completamente distintos de outros mundos. Cada mundo está associado a um endereço multicast e o participante só pode estar em um mundo de cada vez, embora possa mudar de mundo dinamicamente.
    O problema de modificações concorrentes de objetos é solucionado com um algoritmo de passagem de token: se algum participante quiser modificar um objeto que está sendo modificado, ele fica bloqueado até receber o token. Os participantes podem se comunicar por texto e áudio.
    Quando um novo participante deseja entrar no mundo, ele contacta o endereço multicast daquele mundo e recebe réplica atualizada do mundo, vinda do participante que estiver mais perto.
    A questão da percepção dos usuários é bem tratada no DIVE. Usuários podem ser representados de várias maneiras, desde formas mais simples, que apenas informam presença, localização e orientação até formas mais complexas, que mapeiam uma foto estática do usuário na cabeça do avatar. A atividade do usuário também é identificada por meio de uma linha que liga o avatar ao ponto de manipulação e também pela mudança de cor dos objetos manipulados.
    O funcionamento do DIVE é semelhante ao VRML 2.0. O mundo é definido por uma linguagem baseada em hierarquias de nós; comportamentos podem ser associados aos objetos do mundo através de scripts Tcl e a visualização é feita por software específico que pode ser usado como helper application dos Web browsers convencionais.

4.2. NPSNET

    O NPSNET-IV foi o primeiro DVE que incorporou o protocolo DIS (Distributed Interactive Simulation) e o IP Multicast para simulações multi-usuários na Internet [Macedonia 94]. O DIS é um grupo de padrões, desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA e parceiros da indústria, que envolve arquitetura de comunicação, formato e conteúdo de dados, gerenciamento de simulação, medidas de desempenho, segurança, fidelidade, feedback, etc. O objetivo é prover uma estrutura básica capaz de unir as diferentes plataformas de hardware e software que compõem os DVEs com grande número de usuários.
    O NPSNET usa o paradigma de players e ghosts. Nesse paradigma, cada objeto do mundo virtual é controlado em seu próprio host por um objeto de software chamado player. Nas outras máquinas, o objeto do mundo é controlado por um objeto chamado ghost. O ghost calcula a posição do objeto através de um algoritmo de dead-reckoning. O player verifica a posição real do objeto e a calculada pelo dead-reckoning. Quando estas duas posições ultrapassarem uma diferença limite ou já se tenha passado um certo tempo desde a última atualização (geralmente 5 segundos), o player envia uma mensagem aos ghosts, corrigindo a posição do objeto. O objetivo do dead-reckoning é reduzir o tráfego na rede, ao preço de uma computação extra no host.
    Uma das características do DIS é não ter um servidor central, por isso todos os dados sobre um objeto devem ser transmitidos quando seu estado muda. Quando um novo usuário entra no ambiente, ele só vai ter conhecimento do estado atual do ambiente após um certo tempo, quando ele tiver recebido mensagens de atualização de todos os objetos. Isso exige que atualizações sejam enviadas de tempos em tempos mesmo para objetos que não mudaram de estado. Essa, aliás, é uma das grandes limitações do DIS, pois muitas vezes são enviadas informações redundantes (todos os dados sobre um objeto devem ser transmitidos) ou desnecessárias (informação sobre objetos muito distantes ou fora do campo de visualização). A alternativa encontrada para resolver esta limitação é a utilização de áreas de interesse, onde os participantes recebem atualizações apenas de objetos dentro de sua área de interesse [Macedonia 95].

4.3. Community Place

    O Community Place [Lea 97a], [Lea 97b] é um sistema VRML multi-usuário desenvolvido pela Sony, que consiste em um browser para VRML 2.0, uma arquitetura de servidor multi-usuário e um ambiente de suporte à aplicação. Este é um exemplo de sistema desenvolvido pela comunidade da Internet, com o objetivo de atingir um número elevado de usuários geograficamente dispersos e interconectados por links de baixa banda de passagem e alta latência. A arquitetura básica do sistema é mostrada na Fig. 12.

• O conceito de área espacial de interesse reduz significativamente o número de mensagens na rede.
• A cena estática é carregada inicialmente no arquivo VRML. Isso diminui o tamanho das mensagens, reduzidas apenas aos eventos, não tratando dos dados geométricos da cena.
• O processamento pode ser balanceado entre os AOs e os browsers (scripts locais).
• Em futuras versões, o servidor será replicado, de maneira a distribuir seu processamento e evitar que ele se torne o gargalo de todo o sistema.

4.4. Open Community

    O Open Community [Yerazunis 97] é um projeto desenvolvido pelo MEITCA (Mitsubishi Electric Information Technology Center America), baseado na tecnologia SPLINE (Scalable Platform for Large Interactive Networked Environments), implementada pela própria Mitsubishi. O Open Community é uma biblioteca de software, em C ou Java, projetada para prover os serviços necessários para a construção de ambientes cooperativos multi-usuários. A biblioteca se encarrega de tarefas como comunicação na rede, filtragem por região de interesse, transporte de áudio em tempo-real, transporte de objetos grandes ou complexos (modelos VRML, por exemplo) independentemente da aplicação, dentre outras. Do ponto de vista de uma aplicação executada sobre o Open Community, todos estes serviços são vistos como uma base de objetos compartilhados. A arquitetura do sistema é ilustrada na Fig. 14. A aplicação enxerga a base de dados (World Model) e os métodos de acesso da API; a biblioteca se encarrega da conexão com o protocolo UDP Multicast padrão da Internet.
 

4.5. DWTP

    O DWTP (Distributed Worlds Transfer and communication Protocol) [Broll 97a], [Broll 98] é um protocolo de camada de aplicação para DVEs na Internet, construído sobre protocolos padrões, tais como TCP/IP e UDP/IP (unicast e multicast). Ele surgiu a partir de uma proposta submetida ao VRML Architecture Group para a padronização do VRML 2.0 com suporte multi-usuário [Broll 96]. Como esta não foi a proposta escolhida para a padronização do VRML 2.0, os projetistas do DWTP tiveram de se adaptar e criaram um protocolo independente do conteúdo da aplicação (isto é, que não é limitado a uma versão específica da VRML). Além disso, assim como o Open Community, o DWTP tem por objetivo evitar com que os programadores de aplicações tenham que lidar com as camadas inferiores da rede.
    O DWTP usa o IP Multicast como protocolo de comunicação entre todos os participantes do mundo virtual. Todos os usuários são iguais e podem enviar eventos diretamente aos outros participantes (arquitetura ponto-a-ponto). No entanto, existe uma espécie de servidor, chamado multiuser daemon (MUD), que serve de referência para a conexão de novos usuários e reconexão de usuários que ficaram temporariamente desconectados. O MUD tem uma cópia sempre atualizada do mundo virtual e funciona como um home do mesmo (especificado por um URL). Além desta função, o MUD também é responsável pela supervisão da presença dos usuários conectados e por mecanismos de manutenção de consistência (bloqueio em acessos concorrentes a um objeto, por exemplo). A distribuição de mensagens no DWTP é ilustrada na Fig. 15.
 

    Quando um novo participante deseja se conectar a um mundo virtual, especificado por um URL, ele primeiro se conecta ao MUD por meio de uma conexão TCP/IP, que é confiável (Fig. 16). A descrição atualizada do mundo (em VRML) é então transmitida ao novo participante. No entanto, durante esta fase de transmissão, novas mensagens podem ter chegado ao MUD para novas alterações no mundo. Para evitar inconsistências, o MUD cria uma fila de mensagens e espera até o final da transmissão para ser atualizado, quando então ele também as envia para o novo particpante, que fica consistente com o MUD e demais participantes. O novo participante também recebe do MUD o endereço e porta do grupo multicast onde ele deve se conectar para receber as mensagens de atualização do mundo. Quando ele se conecta a este endereço, a conexão TCP/IP com o MUD é fechada.
 

    A transmissão de áudio e vídeo é feita por grupos multicast adicionais, de modo a não sobrecarregar os servidores (MUD, proxy e relay) e não diminuir a prioridade de mensagens de atualização dos objetos.
     Outro mecanismo usado para diminuir o tráfego de mensagens é dividir os mundos em zonas ou células, de modo que os participantes recebam apenas mensagens sobre o conteúdo de algumas células. O MUD é responsável pela determinação de grupos multicast e portas para as células. Em ambientes com grande número de usuários, diferentes células podem estar localizadas em hosts diferentes, cada um com seu próprio MUD (Fig. 18).
 

4.6. Outros

    Um DVE "clássico", frequentemente citado na literatura é o MASSIVE (Model, Architecture and System for Spatial Interaction in Virtual Environments) [Greenhalgh 95]. O mecanismo utilizado para facilitar a escalabilidade e controlar a interação entre os participantes é baseado no conceito de aura, o mesmo utilizado no Community Place (a arquitetura deste, por sinal, foi bastante influenciada pelo MASSIVE). Uma característica inovadora do MASSIVE foi a utilização de spatial traders para gerenciar a colisão de auras (indicando possibilidade de interação entre objetos). Para explicar o funcionamento do spatial trader, considere dois objetos de um mundo virtual. Ao entrar no mundo, o primeiro objeto contacta o trader (chamado gerenciador de aura) e declara suas interfaces como serviços que ele oferece (aqui interface é definida como uma combinação de RPCs, atributos e streams). O segundo objeto, entrando posteriormente no mundo, faz a mesma coisa. Cada gerenciador de aura monitora todas as auras de objetos que ele conhece e, detectando colisão, passa as referências das interfaces aos objetos envolvidos, o que permite a eles estabelecer a conexão ponto-a-ponto. Toda a comunicação no MASSIVE é feita via conexões entre pares de interfaces, que provêem um contexto no qual as mensagens podem ser interpretadas (há interface para áudio, texto e imagem). O modelo é, portanto, uma mistura de cliente-servidor (entre os objetos e o gerenciador de aura) e ponto-a-ponto (entre os objetos do mundo). Com relação à percepção dos usuários o MASSIVE é abrangente, permitindo aos usuários definir seus avatars, provendo também alguns padrões que indicam a capacidade de comunicação dos usuários, o que é muito importante em ambientes heterogêneos (usuários com capacidade de áudio tem ouvidos, por exemplo).
    O AVIARY [Snowdon 94] é outro DVE bastante citado na literatura. Ele é baseado na comunicação ponto-a-ponto e na orientação a objetos. Superficialmente, é possível dizer que um ambiente AVIARY é uma coleção de objetos autônomos executados concorrentemente. Todos esses objetos escondem sua implementação sob uma interface externa e dividem um meio de comunicação para troca de mensagens. A representação orientada a objetos tem algumas vantagens sobre a base de dados compartilhada usada no DIVE, por exemplo. Uma dessas vantagens é o fato de objetos proverem unidades convenientes de paralelismo, podendo ser distribuídos entre vários processadores além de possibilitarem balanceamento transparente de execução entre os vários processadores. Além dos objetos de software que implementam objetos do mundo virtual, há objetos especiais para os usuários, para dispositivos de entrada e saída,  para gerenciamento do mundo, detecção de colisão, e gerenciamento dos objetos distribuídos. Embora ainda não tenha aparecido na literatura, a arquitetura do AVIARY tem grande potencial para ser utilizada numa implementação de DVE via CORBA.
    Outro DVE orientado a objetos é o SpaceFusion [Sugano 97]. O SpaceFusion é baseado no modelo cliente-servidor, mas permitindo a existência de vários servidores. Para resolver o problema de sobrecarga dos servidores, uma filtragem de comunicação baseada em regiões é adotada. Os clientes podem se conectar a vários servidores simultaneamente, e as informações dos diferentes servidores são "fundidas" e apresentadas pelo browser. Um exemplo de fusão é ilustrado na Fig. 19: há um servidor com o mapa da cidade e outro servidor com informações sobre o trânsito; o resultado da fusão é a cidade virtual com o trânsito. Há dois elementos básicos no SpaceFusion: entidade e região. Entidades são praticamente todos os objetos da arquitetura e podem enviar e receber mensagens, ter seus próprios comportamentos e migrar para outras regiões. Entidade, portanto, é a unidade de comunicação, comportamento e distribuição do sistema. Apesar da arquitetura com múltiplos servidores, ainda há a necessidade de dividir o mundo em regiões para diminuir o tráfego de mensagens e sobrecarregar menos os servidores. Informações sobre objetos de uma determinada região são enviadas apenas para objetos localizados na mesma região. O interessante no conceito de região é que pode haver mais de uma região ocupando o mesmo lugar no espaço (nesse caso o usuário escolhe qual deseja visualizar) e também é possível implementar o conceito de aura, "colando" uma região a um usuário.

   Caminhando em direção a uma futura extensão de VRML com suporte multi-usuário, o VSPLUS [Araki 98] é uma biblioteca de extensão que pretende facilitar a criação de ambientes multi-usuários a partir de ambientes padrões VRML (um único usuário) sem esforço extensivo de programação. Esta biblioteca é implementada para o sistema Community Place e se baseia no conceito de netnodes, que são extensões multi-usuários dos nós VRML. A extensão de um mundo VRML para suporte a vários usuários é feita em duas etapas. Na primeira etapa é escolhido o local na cadeia de eventos (ROUTEs) onde ele será transmitido aos outros usuários. Na segunda etapa, insere-se um netnode no local escolhido, e ele se encarrega de enviar o evento a todos os browsers que compartilham o mesmo mundo virtual (Fig. 20).

    Uma arquitetura em camadas para suporte geral a DVEs na Internet é apresentada em [Wray 98]. A camada inferior é a camada de rede, dividida em servidores de zonas. A zona é a unidade de construção dos mundos, e representa uma coleção de objetos de interesse para os participantes do DVE. Acima da camada de rede se encontra a camada do KNS (Keryx Notification System), usado como meio de comunicação em alternativa ao IP Multicast, usado comumente nos outros DVEs. Acima da camada KNS está o VRML browser, que pode ser dividido em três subcamadas de acordo com a proposta do Living Worlds [LW 97]: MUtech, Living Worlds e mundo VRML. A camada MUtech separa a tecnologia multi-usuário da descrição do mundo virtual. A proposta Living Worlds não se preocupa com a tecnologia utilizada para o suporte multi-usuário, desde que certas restrições semânticas sejam obedecidas. A camada  Living Worlds acrescenta os nós suplementares ao mundo VRML padrão (camada mais alta).
 

5. Internetworked Graphics

    O suporte à exploração colaborativa e visualização da Internet e da Web requer uma integração entre as áreas de computação gráfica e de redes de telecomunicações. O conceito de internetworked graphics [Rhyne 97] descreve a futura junção e dependências entre estas duas áreas de estudo, hoje consideradas disciplinas distintas.
    O conceito de internetworked graphics pode ser visto a partir de seis perspectivas:

• Conectividade: a capacidade, banda de passagem, protocolos e capacidade de multicast da infraestrutura de redes.
• Conteúdo: em termos de Web, engloba qualquer tipo de informação ou conjunto de dados usados no ambiente de computação gráfica.
• Interação: requer latência mínima, percepção de presença e a habilidade de acessar e modificar o conteúdo.
• Economia: criação de mecanismos para utilização da Internet e Web como meio seguro para transações financeiras.
• Aplicações: estabelecimento do contexto para o campo de internetworked graphics e determinação do desenvolvimento da infraestrutura.
• Aspectos pessoais: associado à sensação de descoberta e exploração da informação.

6. Tele-imersão

    Tele-imersão é definida como uma efetiva combinação de [Tele-imersão 97]:

• Tecnologias de imersão cave-style (como as existentes hoje em dia em jogos que exigem capacete e sensores especiais que simulam a imersão no ambiente virtual).
• Sistemas avançados de telecomunicações de alta velocidade.
• Extensões das tecnologias de imersão para reconhecer presença e movimentos de indivíduos, "trilhar" essa presença e movimentos e projetá-los em ambientes virtuais imersivos realistas.

• Tele-imersão, como já diz o nome, é necessariamente imersiva, enquanto os ambientes vistos na Seção 4 não são (i.e., a interação é feita com o usuário em frente à tela do computador). A imersão se caracteriza pelo uso de equipamentos sofisticados (capacete, sensores, etc) que fazem com que o usuário fique realmente "imerso" no ambiente virtual.
• A tele-imersão tem uma preocupação maior com o realismo do ambiente.
• A tele-imersão não é restrita a aplicações de realidade virtual, pois ela também pode ser usada para o "tele-transporte", onde o ambiente não é virtual, mas composto de imagens reais (por exemplo, quando se deseja controlar um robô localizado no fundo do mar, as imagens vistas pelo usuário são geradas por câmeras instaladas no próprio robô e transmitidas em tempo-real).

    Neste trabalho foram apresentadas algumas tendências que poderão aprimorar a eficiência da interação dos usuários com aplicações na Web. As cinco tendências aqui apresentadas foram escolhidas por aparecerem com cada vez maior frequência em publicações da área. No entanto, interação é um tema bastante abrangente e as tendências aqui apresentadas certamente não são as únicas existentes. Também não é possível afirmar com veemência que alguma(s) dessas tendências se tornará(ão) o padrão para a interação na Web. Tudo o que se pode afirmar é que baseado na tecnologia e na literatura atual, essas tendências têm boas possibilidades de se tornarem peças fundamentais nas futuras interfaces para a Web. Entretanto, até mesmo as tendências podem ser superadas por alguma tecnologia inovadora que nunca foi considerada tendência...
 

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