[pt] Aplicações de Realidade Virtual (VR) com rastreamento de movimentos da cabeça precisam de efeitos de espacialização de alta qualidade. A abordagem tradicional para RV/jogos (interpolação dos canais L+R para construção do estereo) se mostrou insuficiente por ser incapaz de simular a acústica do mundo real. Por isso a pesquisa na área tem migrado para espacialização 3D do áudio. O receptor tem a sensação de que o som veio de um local no espaço 3D. Em outras palavras, ele pode localizar o emissor apenas pelo áudio por consequência permite a construção ambientes mais imersivos e coerentes quando usados em conjunto de técnicas visuáis. Nesse novo contexto, motores de jogos devem prover aos designers de áudio uma gama de ferramentas especializadas para a espacialização de àudio 3D além as de uso geral, que encluem: reverberações e reflexões usadas na construção de ambientes como igrejas e cavernas (locais com ecos); modulação, para criar variações de frequência e aliviar na repetitividade de sons recorrentes (como os de passos e tiros); mix e fade de volumes, utilizado na criação de momentos dramáticos na história e reprodução musical. Nesse trabalho, nós propomos um motor de áudio de tempo real para espacialização de fontes sonoras pontuais em ambientes virtuais. Vai possuir uma arquitetura documentada e de código aberto que provê um conjunto de efeitos e a habilidade de os compor. Nós implementamos a espacialização de áudio em 3D sobre bancos de dados de respostas impulsionais da cabeça (HRIRs) e efeitos sonoros com técnicas de processamento digital de sinais (DSP). Apesar da existência de sistemas comerciais poderosos de áudio para VR estejam disponíveis (e.g. Oculus), nosso protótipo pode ser uma alternativa se a simplicidade, testabilidade e ajustes forem levados em conta. / [en] Virtual Reality (VR) applications with low-latency head tracking require high-quality spatial audio effects. However, classic VR/game sound approaches cannot properly simulate the acoustic of the real world. Current audio research is moving towards 3D spatial audio to have a more realistic simulation. In 3D spatial audio, the listener has the sensation that sound comes from a particular direction in 3D space. In other words, the listener can localize a source based on audio and have a more coherent and immersive experience when paired with visual simulation. In this new context, game engines should provide sound designers with a set of 3D spatial audio tools. The following common effects are desirable in this type of toolbox: reverberations and reflections, which can be employed in the creation of caverns or churches (places with lots of echoes); modulation, which can increase the perceived variety of a recorded sound, by slightly varying its pitch (as in the sounds of footsteps); mixing and fading volumes, which can create dramatic moments in storytelling and music reproduction. In this work, we propose a realtime audio engine to spatialize sound point sources in virtual environments. This engine is an open-source architecture that provides a basic set of audio effects and an efficient way to mix and match them. We implement 3D audio spatialization by leveraging recorded head-related impulse responses (HRIRs) and we produce special sound effects with digital signal processing (DSP) techniques. Although some powerful commercial audio SDKs for Virtual Reality are currently available (e.g. Oculus), our audio engine prototype may be a flexible option when adaptation, simplification, testing, and parameter tuning are necessary.

[pt] A interpretação de falhas sísmicas é uma tarefa complexa e trabalhosa, que está sujeita à experiência do geólogo. Normalmente ela é auxiliada pela análise de atributos sísmicos, que podem não ser suficientes para uma clara visualização das falhas. Este trabalho realiza uma análise dos métodos atuais que utilizam ACO para o realce de atributos de falha, de forma a entender a contribuição de cada etapa para o resultado. Com base nessa análise, um novo método é proposto, o qual elimina as fraquezas encontradas de forma a buscar uma convergência mais estável e rápida ao resultado. / [en] The interpretation of seismic faults is a complex and labourious task, which is dependent on the experience of the geologist. The interpretation is normally aided by seismic attributes. However, they may not be enough for a clear visualization nor to be used in automatic extraction methods. This dissertation accomplishes an examination of the state of the art ACO algorithms for fault enhancement. This study reveals the importance, contributions and weaknesses of each step of these methods. From there, a new method is proposed, which eliminates some of the problems found, acquiring a more stable and quick convergence of the end result.

[pt] A interpretação manual de um horizonte sísmico é um processo muito custoso em termos de tempo de trabalho do intérprete, o que incentiva a pesquisa de métodos automáticos, ou semi automáticos, de rastreamento. Dentre as propostas existentes baseadas em correlação, uma limitação conhecida é o uso de abordagens locais para definir as amostras pertencentes ao horizonte rastreado. Esse tipo de abordagem possui bom desempenho em dados onde não há a presença de falhas sísmicas, porém, nas regiões de baixa coerência, característica das regiões ruidosas ou de falhas, ao tomar uma decisão local o rastreador fica suscetível à propagação de erro. O objetivo deste trabalho é avaliar o uso de algoritmos de menor caminho em grafos para a solução do problema de rastreamento de horizontes sísmicos, afim de propor um método de caráter global que seja robusto a diferentes feições sísmicas. / [en] The manual interpretation of a seismic horizon is a time consuming process, which drives the research for automatic or semi automatic tracking methods. Among the known propositions that use correlation, there is a common limitation: the usage of local approaches to determine which samples belong to the horizon. This kind of approach performs well in data where there are no seismi faults. However, by using only local information, it is prone to error propagation in low coherency areas, which usualy corresponds to fault regions. The goal of this work is to evaluate the performance of shortest path algorithms as a solution for the horizont tracking problem. It intends to propose a global method that is robust to different seismic features.

[pt] Neste trabalho apresentamos um algoritmo baseado em agrupamento de dados para o mapeamento automático de horizontes e de falhas sísmicas a partir de dados sísmicos 3D. Apresentamos uma técnica para quantizar o volume sísmico de entrada a partir dos neurônios do grafo resultante do processo de treinamento de uma instância do algoritmo Growing Neural Gas (GNG). No conjunto de amostras de entrada utilizadas pelo GNG, cada amostra representa um voxel do volume de entrada, e retém informações da vizinhança vertical desse voxel. Depois da etapa de treinamento, a partir do grafo gerado pelo GNG um novo volume quantizado é gerado, e nesse volume possíveis ambigüidades e imperfeições existentes no volume de entrada tendem a ser minimizadas. A partir do volume quantizado descrevemos uma nova técnica de extração de horizontes, desenvolvida com o objetivo de que seja possível mapear horizontes na presença de estruturas geológicas complexas, como por exemplo horizontes que possuam porções completamente desconectadas por uma ou mesmo diversas falhas sísmicas. Também iniciamos o desenvolvimento de uma abordagem de mapeamento de falhas sísmicas utilizando informações presentes no volume quantizado. Os resultados obtidos pelo processo de mapeamento de horizontes, testado em volumes diferentes, foram bastante promissores. Além disso, os resultados iniciais obtidos pelo processo de extração de falhas sugerem que a técnica pode vir a ser uma boa alternativa para a tarefa. / [en] In this work we present a clusterization-based method to map seismic horizons and faults from 3D seismic data. We describe a method used to quantize an initial seismic volume using a trained instance of the Growing Neural Gas (GNG) algorithm. To accomplish this task we create a training set where each sample corresponds to an entry volume voxel, retaining its vertical neighboring information. After the training procedure, the resulting graph is used to create a quantized version of the original volume. In this quantized volume both horizons and faults are more evidenced in the data, and we present a method that uses the created volume to map seismic horizons, even when they are completely disconnected by seismic faults. We also present another method that uses the quantized version of the volume to map the seismic faults. The horizon mapping procedure, tested in different volume date, yields good results. The preliminary results presented for the fault mapping procedure also yield good results, but needs further testing.

[pt] Nesse trabalho, mostramos como simular um fluido em duas dimensões em um domínio com fronteiras arbitrárias. Nosso trabalho é baseado no esquema stable fluids desenvolvido por Joe Stam. A implementação é feita na GPU (Graphics Processing Unit), permitindo velocidade de interação com o fluido. Fazemos uso da linguagem Cg (C for Graphics), desenvolvida pela companhia NVidia. Nossas principais contribuições são o tratamento das múltiplas fronteiras, onde aplicamos interpolação bilinear para atingir melhores resultados, armazenamento das condições de fronteira usa apenas um canal de textura, e o uso de confinamento de vorticidade. / [en] In this work we show how to simulate fluids in two dimensions in a domain with arbitrary bondaries. Our work is based on the stable fluid scheme developed by Jo Stam. The implementation is done in GPU (Graphics Processinfg Unit), thus allowing fluid interaction speed. We use the language Cg (C for Graphics) developed by the company Nvídia. Our main contributions are the treatment of domains with multiple boundaries, where we apply bilinear interpolation to obtain better results, the storage of the bondaty conditions in a unique texturre channel, and the use of vorticity confinement.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo analisar os aspectos de design envolvidos na credibilidade de personagens geradas através de computação gráfica, que operam como efeitos especiais em filmes de ação ao vivo. Para isto, é apresentada a hipótese de que se trata de uma categoria ontologicamente discreta de personagens - propondo-se a nomenclatura atores digitais para designá-la - cujo processo de design se baseia em três contextos de desenvolvimento: os níveis diegético, imagético e tecnológico. Essa proposição é investigada através da metodologia do estudo de caso, utilizando-se a criatura Gollum, da trilogia cinematográfica O Senhor Dos Anéis (2001-2003). A análise das variáveis intrínsecas a cada um dos contextos citados indica que, de fato, essas personagens clamam por uma abordagem original de design, sugerindo novos papéis e novas habilidades para o designer. / [en] This paper aims to analyze the design aspects responsible for the believability of computer generated characters in live-action movies. This research proposes the hypothesis that synthetic thespians constitute an ontologically distinct category of characters - to which the term Digital Actor is proposed - based upon a design process that involves three development contexts: the diegetic, the perceptual and the technological levels. In order to carry out such investigation, the case study methodology is used, in which the creature Gollum, from the movie trilogy The Lord of the Rings (2001-2003) is analyzed. The intrinsic variables investigated in this case show that Digital Actors in fact suggest an original design approach and therefore a new role for the designer.

[pt] Os avanços na microeletrônica possibilitaram a miniaturização e portabilidade dos equipamentos de computador e, principalmente, do uso individualizado do mesmo. Desse modo, essa tecnologia começou a ser inserida espontaneamente na pesquisa das áreas que tratam do projeto do objeto de desenho industrial - conforme podemos perceber no Laboratório de Investigação em Living Design, LILD do DAD da PUC-Rio - por meio de seus pesquisadores - com seus computadores portáteis - como forma de apoio aos seus estudos. Esta dissertação tem como foco principal a interação que está se dando nas áreas de pesquisa do objeto de uso entre o ferramental técnico/mecânico tradicional de representação e os meios eletrônicos que expõe uma técnica computacional que apresentam hoje um desenvolvimento exponencial. Os meios tradicionais de concepção e viabilização dos objetos de desenho industrial, de arquitetura, e das engenharias em geral vêm sendo, cada vez mais, complementados por essa nova tecnologia. Dessa forma, apresenta-se nesse trabalho o que foi observado quando da aplicação dessa nova tecnologia em estudos que, nesse momento, estão em desenvolvimento; bem como, sua relação interativa com os métodos tradicionais que envolvem modelos mecânicos, sejam em escala reduzida, sejam em estado de uso. Como resultado apresenta-se um enriquecimento das pesquisas em andamento no laboratório, principalmente, em relação aos aspectos de precisão, documentação, e transporte dos modelos; assim como, em relação a novas formas de visualização e reflexão, diferentes das tradicionais e, inexistentes anteriormente a utilização da computação gráfica. / [en] Advancements in microelectronics have enabled both miniaturization and portability of computer equipment and, especially, the individual use of it. Thus, this technology have been introduced in the research of the Laboratory for Investigation in Living Design – LILD, Department of Arts and Design from the Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Brazil – by its members, and their personal computers, as a way to support the development of their studies. This study focuses on the observation of the systematic introduction of computer graphics technology in the LILDs trial and error approach, and aims to present the usage of this tool serving as a new platform to the researches that have been developed in the laboratory. In this manner, this research demonstrates what was observed during the application of this new technology in ongoing studies; as well as their interactive relation with traditional methods, which involves mechanical models, be it in reduced scale or ready to use. As a result, it is verified an enrichment of the researches in course in the laboratory, mainly, in relation to the aspects of precision, documentation and transportation of models; and also concerning new ways of visualization and reflection, different from traditional ones, previously non-existent to the application of computer graphics.

[pt] Este trabalho dá continuidade ao desenvolvimento de uma metodologia para extensão e configuração de aplicações gráficas interativas utilizadas em simulações baseadas no método dos elementos finitos (MEF). Novos atributos requisitados pelos módulos de análise podem ser facilmente incluídos nos pré- e pós-processadores. Os atributos são definidos, através de uma linguagem de extensão interpretada relativamente simples, em um arquivo de configuração. A configuração e extensão é feita a partir da criação de classes e métodos, no contexto da programação orientada a objetos, de atributos da simulação. Esta metodologia foi implementada no desenvolvimento de um sistema integrado para simulações numéricas de problemas bidimensionais em geotecnia pelo MEF. A tese apresenta, inicialmente, uma discussão sobre a evolução dos sistemas utilizados para simulações numéricas na mecânica computacional, desenvolvidos no Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, indicando os problemas existentes. A seguir, é apresentada uma extensão da arquitetura do módulo utilizado para o gerenciamento e extensão configurável dos atributos (ESAM), que, originalmente, considerava uma abordagem onde atributos só podiam ser aplicados a entidades geométricas. A nova arquitetura permite que atributos também possam ser aplicados diretamente em nós e elementos de uma malha de elementos finitos. O sistema implementado através da integração dos módulos utilizados para pré-processamento, análise numérica e pós- processamento com o módulo de gerenciamento de atributos resultou em um sistema bastante flexível, podendo ser estendido por um usuário configurador para diversos outros tipos de simulação. As fases envolvidas em um processo de simulação na mecânica computacional (definição da geometria, especificação dos atributos, geração da malha de elementos finitos, análise numérica e visualização dos resultados) são ilustradas em um exemplo de aplicação do sistema proposto. / [en] This work continues the development of a methodology for extension and configuration of interactive graphics applications utilized on a finite element simulations. New attributes necessary for the analysis modules can be easily included in pre- and post-processor modules. The attributes are defined, through a relatively simple interpreted extension language, in a configuration file. The extension and configuration is performed through the creation of classes and methods, in the context of object oriented programming, of simulation attributes. This methodology was implemented in development of an integrated system for two- dimensional numerical simulation of geotechnical problems by the finite element method. The dissertation presents, initially, a discussion on the evolution of the systems used for numerical simulations in computational mechanics, developed in Department of Civil Engineering of PUC-Rio, pointing the existing problems. In the sequence, it is presented an extension of architecture of module that manager extension the simulation attributes (ESAM), that, originally, considerated only an approach where attributes could be applied in geometrical entities. The new architecture permits that attributes may also be applied directly to nodes and elements of a finite element mesh. The system implemented through the integration of the pre- processing, numerical analysis and post-processing modules, with the attribute management module resulted in a very flexible system, that can be extended for several other types of simulations. The phases involved in a simulations of a computational mechanics process (geometry defined, attributes specification, automatic mesh generation, numerical analysis and visualization of results) are illustrated in an application example of the proposed system. / [es] Este trabajo da continuidad al desarrollo de una metodología para extensión y configuración de aplicaciones gráficas interactivas utilizadas en simulaciones que tiene como base el método de los elementos finitos (MEF). Los nuevos atributos que requieran los módulos de análisis pueden ser facilmente incluidos en los pre y pos procesadores. Los atributos son definidos, a través de un lenguaje de extensión interpretada relativamente simple, en un archivo de configuración. La configuración y extensión se realiza a partir de la creación de clases y métodos, en el contexto de la programación orientada a objetos, de atributos de la simulación. Esta metodología fue implementada en el desarrollo de un sistema integrado para simulaciones numéricas de problemas bidimensionales en geotecnía por el MEF. La tesis presenta, inicialmente, una discusión sobre la evolución de los sistemas utilizados para simulaciones numéricas en la mecánica computacional, desarrollados por el Departamento de Ingeniería Cívil de la PUC-Rio, indicando los problemas existentes. A seguir, se presenta una extensión de la arquitectura del módulo utilizado para el gerenciamiento y extensión configurable de los atributos (ESAM) que, originalmente, consideraba una abordaje donde los atributos solo podían ser aplicados a entidades geométricas. La nueva arquitectura permite que los atributos también puedan ser aplicados directamente en nodos y elementos de una malla de elementos finitos. El sistema implementado a través de la integración de los módulos utilizados para preprocesamiento, análisis numérico y posprocesamiento con el módulo de gerenciamento de atributos tuvo como resultado un sistema bastante flexible, que puede ser extendido por un usuario configurador para diversos otros tipos de simulación. Las fases involucradas en un proceso de simulación en la mecánica computacional (definición de la geometría, especificación de los atributos, generación de la malla de elementos finitos, análisis numérico y visualización de los resultados) son ilustradas en un ejemplo.

[pt] Usabilidade em e-learning: avaliação de métodos de apresentação de conteúdo para ensino de software de computação gráfica. Através da internet o conceito de educação a distância foi ampliado de forma significativa. A facilidade de transmissão de conteúdo via internet vem sendo considerada uma alternativa muito útil para o desenvolvimento e capacitação de alunos ao longo dos últimos anos. Essa pesquisa tem como objeto de estudo a interação entre os alunos de design e os sistemas de ensino disponíveis na plataforma web (e-learning) no aprendizado de softwares de computação gráfica. O Brasil encontra-se em fase de consolidação da educação a distância, mas a falta de experiência na transposição do método de ensino para uma nova plataforma de distribuição de informação acarreta em propostas de ensino por vezes dispendiosa e equivocada. Faz-se necessário um conhecimento sólido sobre o comportamento do usuário antes de definir a interface da plataforma. Através de três protótipos de e-learning pôde-se verificar a eficiência e a completude de tarefas propostas a partir das variações no design da interface e nos componentes que apresentam o conteúdo da disciplina. Os resultados obtidos demonstraram que o design de interface para e-learning que leva em conta a redução da carga cognitiva do usuário, usando componentes de apresentação adequados, favorece a compreensão e aprendizado dos softwares de computação gráfica. A pesquisa também comprova que os componentes de vídeo, texto, ilustrações e disponibilidade de arquivos digitais relacionados à tarefa proposta pela disciplina também favorecem um aprendizado mais imersivo e eficiente. / [en] Usability in e-learning: evaluation of methods of presentation of content for teaching computer graphics software. Through the internet the concept of distance education has been significantly expanded. Its ease of transmission has been considered a very useful alternative for the development and training of students over the last few years. This research has as object of study the interaction between design students and education systems available on the web platform (elearning) in learning computer graphics software. Brazil is in the process of consolidating distance education, but the lack of experience in transposing the teaching method to a new information distribution platform leads to sometimes expensive and misleading teaching proposals. A solid understanding of user behavior is necessary before defining the platform interface. Through three prototypes of e-learning it was possible to verify the efficiency and completeness of tasks proposed from the variations in the design of the interface and in the components that present the content of the discipline. The results showed that the e-learning interface design, which takes into account the reduction of the user s cognitive load, using appropriate presentation components, favors the understanding and learning of computer graphics software. The research also proves that the video components, text, illustrations and availability of digital files related to the task proposed by the discipline also favor a more immersive and efficient learning.

[pt] Através do estudo da evolução dos computadores e de suas interfaces, esta pesquisa procura levantar as origens da interface gráfica e os motivos pelos quais elas pouco evoluíram nos mais de vinte anos desde a sua introdução. Em uma segunda etapa, através da análise de 10 entrevistas, são discutidas as técnicas que alguns profissionais de áreas gráficas aplicam para lidar com a informação digital em suas máquinas, como eles driblam alguns dos limites impostos pela interface gráfica e como eles alteram sua forma de trabalhar quando encontram limites que não podem ser transpostos. Os resultados apresentados poderão servir de subsídios para o desenvolvimento de futuras interfaces melhor adequadas às atividades dos profissionais que vivem da manipulação de imagens. / [en] Through the study of the evolution of computers and of their interfaces, this research seeks to survey the origins of the graphic interface and the motives why they evolved so little in more than twenty years since its introduction. In a second stage, through the analysis of 10 interviews, the techniques used by some professionals of graphic areas to deal with digital information in their machines are discussed - how they get round some of the limits imposed by the graphic interface and how they alter their way of working when they find limits which cannot be transposed. The results presented can serve as subsidies to the development of future interfaces best adequate to the activities of the professionals who live off the manipulation of images.