Orientador : Wu Shin-Ting / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:43:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_VanioFragoso_D.pdf: 1580241 bytes, checksum: 61e5b4c09418c6c4e71a4c96ad52c667 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese de doutorado tem como objetivo apresentar uma proposta de modelo computacional de superfície deformável. Há duas vertentes de modelos de superfícies deformáveis fisicamente embasados: modelos de mecânica das partículas e modelos de mecânica dos contínuos. Os modelos de mecânica dos contínuos são mais realísticos e intuitivos, por se basearem numa estrutura geométrica contínua e utilizarem os elementos de Geometria Diferencial para a sua análise. Similar a maioria dos modelos deformáveis com base na mecânica dos contínuos, propomos um modelo de superfície deformável com base na superfície de Cosserat elástica. Diferentemente dos modelos existentes na literatura de Computação Gráfica e Animação, o nosso modelo considera a relação entre as deformações tangenciais e normais, e inclui um novo paradigma lineariz ável para estimar os vetores normais. Isto possibilita a formação de dobras e rugas a partir da ação de forças tangenciais. Uma implementação é apresentada. Para corrigir alguns tipos de desequilíbrios criados pelo método das diferenças finitas empregado na discretização, propomos fatores de correções das forças internas atuantes nas bordas. Experimentalmente, o modelo proposto foi validado com aplicações para caimentos, para criação de dobras e rugas de tecido de pano / Abstract: This doctoral thesis aims at presenting a proposal of a computational model for a deformable surface. There are two trends of deformable surface models that are physically based: particle systems and continuum mechanical models. The continuum mechanical models are more realistic and intuitive, since the underlying geometric structure is a continuum which can be analyzed with use of Differential Geometriy. Similar to most of works based on the continuum mechanics, we propose a deformable surface model based on an elastical Cosserat surface. Differently from the existing models in the Graphic Computer and Animation literature, our model considers a relation between the tangential and normal deformations, and integrate a novel linearizable approach for estimating the normal vectors. This provides an efficient way to simulate folds and wrinkles under the action of tangential forces. An implementation is presented. In order to correct some kinds of unbalance of forces, due to the methods of finite differences employed on the discretization, we propose correction factors for the internal forces that act on the boundaries. Experimentally, the proposed model was validated in the simulations of cloth draping, folds and wrinkles of cloth / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Regina Coeli Ruschel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pozzetti_PauloHenrique_M.pdf: 12770381 bytes, checksum: d6fce90f00c39040e03c0b8a9aa801ed (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Da concorrência entre os elementos participantes do sistema de circulação surgem os conflitos, que em seus maiores graus de severidade se transformam em acidentes de trânsito. Estes acidentes devem ser analisados sobre diversos pontos de vista para que sua compreensão possa ajudar em medidas corretivas. Este trabalho visa identificar a influência de painéis dinâmicos de propaganda no tempo de percepção e reação do motorista, na visualização do conjunto semafórico, em cruzamentos com altos Índices de acidentes na cidade de São Paulo, através de simulação animada em 2D em ambiente computacional. Através dos dados sobre acidentes, foi selecionado na cidade de São Paulo, o cruzamento da Av. Rebouças com a Av. Brigadeiro Faria Lima para a simulação, definindo um modelo genérico envolvendo: distância de frenagem e distância percorrida durante os tempos de percepção. Para o teste de hipóteses variadas analisou-se a interferência dos parâmetros velocidade, tempo de percepção e campo de visão do grupo focal. O modelo foi elaborado através dos registros fotográficos do local, sendo gerados 36 filmes. Cada filme representava uma combinação diferente das variáveis. Os filmes foram apresentados para grupos de usuários para a identificação da cor do semáforo: o primeiro na Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP e o segundo na CET - Companhia de Engenharia de Tráfego - SP, totalizando 180 participantes. identificação da cor do semáforo: o primeiro na Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP e o segundo na CET - Companhia de Engenharia de Tráfego - SP, totalizando 180 participantes. Ao se analisar os dados obtidos nota-se que as variáveis com maior significância estatística, na visualização do grupo focal, para o modelo desenvolvido, foram as variáveis velocidade, tempo de percepção e a presença do painel. Surpreendentemente a presença do painel atrás do grupo focal contribui para uma correta identificação do semáforo. Observou-se que para velocidades maiores o nível de indefinição na identificação do semáforo é maior. A adoção de tempos de percepção e reação maiores que dois segundos são recomendáveis. Para o modelo desenvolvido não foram relevantes a familiaridade com o local e o ambiente em que os testes foram aplicados. Percebe-se que uma simulação animada em 2D montada em programa para ambientes de navegação para WWW pode incrementar a análise de segurança viária / Abstract: Conflicts emerge from the competition between elements participating in the circulation system, when these achieve severe degree traffic accidents occur. These accidents should be analyzed trom various points view so that its comprehension may indicate corrective measures. This work aims to identify the influence of dynamic publicity panels in the perception-reaction time of drivers in the visualization of light signals of intersections with high accidents rates in the city of São Paulo using an animated 2D simulation in a computer environment. The intersection of Rebouças Avenue and Brigadeiro Faria Lima Avenue was selected as the study site in the simulation. A generic model was defined using the breaking and traversed distance during perception time. The interference of the variables speed, perception time and environment behind the light signal was analyzed in the model. The animation was developed using photographs of the site generating 36 different films. Each film represented a different combination of variables. The films were presented to groups of users for their identification of the color of the light signal: the first group at the Faculdade de Engenharia Civil at UNICAMP and the second group at the Compania de Engenharia de Tráfego (CET) at SP, summing up to 180 participants. Data analyses pointed out that the variables with greatest statistical significance in the focal group for the developed model were speed, perception time and presence of the panel. Surprising1y, the presence of the panel behind the focal group contributes for the correct perception of the light signal. It was also observed that in higher velocities the indefinition in identification of the light signal is greater. There for, it is recommended the use of perception-reaction time higher then 2 seconds. In the developed model the variables familiarity with the site and group of users were not relevant. It can be conc1uded that the 2D animated simulation in computer environment increments the ana1ysis of traffic safety / Mestrado / Transportes / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Leo Pini Magalhães, Soraia Raupp Musse / Acompanha 1 CD-ROM / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T12:44:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bicho_AlessandrodeLima_D.pdf: 3153035 bytes, checksum: 02699fbfe11ede429a8d387c957cfb0d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta um método para simulação de multidões baseado no algoritmo de colonização do espaço. Este algoritmo foi originalmente proposto para modelar padrões de nervuras em folhas vegetais e de ramificações em árvores. A técnica baseia-se na competição por espaço entre nervuras ou ramificações durante o crescimento vegetal. Adaptado à simulação de multidões, o algoritmo de colonização do espaço visa simular a competição por espaço durante o movimento dos pedestres. Vários comportamentos observados em multidões reais, tais como evitar colisões, variar a velocidade de deslocamento do pedestre em função da densidade populacional e formar vias (lanes) de pedestres, nas quais o pedestre seguirá aquele imediatamente a sua frente, cuja direção e sentido são similares, são propriedades do algoritmo. O modelo de simulação de multidões proposto também caracteriza-se pela simplicidade de implementação, robustez e eficência computacional, permitindo, de acordo com o ambiente de simulação adotado, o controle interativo da multidão simulada. / Abstract: This work presents a method for crowd simulation based on the biologically-motivated space colonization algorithm. This algorithm was originally introduced to model leaf venation patterns and the branching architecture of trees. It operates by simulating the competition for space between growing veins or branches. Adapted to crowd modeling, the space colonization algorithm focuses on the competition for space among moving agents. Several behaviors observed in real crowds, including collision avoidance, relationship of crowd density and speed of agents, and the formation of lanes in which people follow each other, are properties of the algorithm. The proposed crowd modeling method is simple to implement, robust, computationally efficient, and suited to the interactive control of simulated crowds. / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_LNCC_2009_Sicilia_Judice.pdf: 24029440 bytes, checksum: aa6b5db9b8745db2d37133d63a7521ce (MD5) Previous issue date: 2009-08-10 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Physically-based techniques for the animation of fluids (gas or liquids) have taken the attention of the computer graphics community. The traditional fluid animation methods rely on a top down viewpoint that uses 2D/3D mesh based approaches motivated by the Eulerian methods of Finite Element (FE) and Finite Difference (FD), in conjunction with Navier-Stokes equations of fluids. Alternatively, lattice methods comprised by the Lattice Gas Cellular Automata (LGCA) and Lattice Boltzmann (LBM) can be used. The basic idea behind these methods is that the macroscopic dynamics of a fluid is the result of the collective behavior of many microscopic particles. Such bottom-up approaches need low computational resources for both the memory allocation and the computation itself. In this work, we consider animation of fluids for computer graphics applications, using a LGCA method called FHP, and a LBM method called D2Q9, both bidimensional models. We propose 3D fluid animation techniques based on the FHP and D2Q9 as well as interpolation methods. Then, we present two animating frameworks based on the mentioned lattice methods, one for a real time implementation and the other for an off-line implementation. In the experimental results we emphasize the simplicity and power of the presented models when combined with efficient techniques for rendering and compare their efficiency. / Técnicas baseadas em física têm chamado a atenção da comunidade de computação gráfica, em especial para animação de fluidos (gás ou líquidos). As técnicas tradicionais para animação de fluidos são metodologias top-down baseadas em malhas 2D/3D, tais como Diferenças Finitas e Elementos Finitos, em conjunto com equações de fluidos Navier-Stokes. Entretanto, tais métodos têm um custo computacional alto. Uma alternativa é o uso de técnicas baseadas em Autômatos Celulares do tipo Lattice Gas (LGCA) e o Método de Lattice Boltzmann (LBM). A idéia básica desses métodos consiste em obter a dinâmica macroscópica de um fluido a partir do comportamento coletivo de diversas partículas microscópicas. Em geral, tais metodologias bottom-up são eficientes do ponto de vista computacional. Neste trabalho, são estudados os aspectos teóricos e práticos da animação computacional de fluidos bidimensionais para computação gráfica, usando um método LGCA chamado FHP, e um método LBM chamado D2Q9. É proposto um modelo de fluido 3D baseado nos modelos bidimensionais FHP e D2Q9, bem como em métodos de interpolação. Em seguida, são apresentadas duas aplicações para animação de fluidos através dos métodos mencionados, uma para execução em tempo real e outra para execução off-line. Nos resultados dos experimentos computacionais são enfatizados a simplicidade e o potencial dos modelos propostos quando combinados com técnicas eficientes de rendering.

OLIVEIRA, Suzana Matos França de. Simulação de malha triangular: um estudo sobre a adaptatividade da malha. 2013. 73 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-12T17:36:10Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_smfoliveira.pdf: 12369786 bytes, checksum: f3aac3380bd894f258de70c6024bf91f (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-22T12:31:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_smfoliveira.pdf: 12369786 bytes, checksum: f3aac3380bd894f258de70c6024bf91f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T12:31:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_smfoliveira.pdf: 12369786 bytes, checksum: f3aac3380bd894f258de70c6024bf91f (MD5) Previous issue date: 2013 / In the last decades, cloth animation has been the focus of much research, due to demands from the entertainment industry and from e-commerce. That type of animation is most often the result of a physics-based simulation and has a great computational cost. This work investigates how to reduce the computational cost of the simulation, by refining the mesh only in regions that need a fine level of detail. The fabric model consists of a triangular mesh and uses a spring-mass-damper system to compute the forces among the particles, which are located at the mesh’s vertices. The collision detection depends on the arrangement of the cloth model and the objects in the scene. The mesh is refined or simplified, taking into account the spring compression, collision and curvature, so the simulation uses a better mesh every time step. Therefore, this work’s main objective is to study the dynamic behavior of cloth, using a remeshing procedure in order to adapt the mesh. / A animação de tecido vem sendo estudada abundantemente nas últimas décadas por haver demanda na indústria do entretenimento bem como no comércio eletrônico de roupas. Esse tipo de animação, na maioria das vezes, é feita com base em simulação física, havendo muito gasto computacional. Esse trabalho tenta usufruir de vários modelos para diminuir esse gasto. É feito uma modelagem do tecido com uma malha triangular e usa-se um modelo massa-mola-amortecedor para simular as forças entre as partículas, que são os vértices dessa malha. Dependendo da disposição do modelo do tecido e dos objetos da cena, são detectadas colisões entre eles. A malha é discretizada ou simplificada, levando em consideração a compressão, a colisão e a curvatura das molas, para que seja usada uma malha boa em cada passo ao longo da animação. Portanto, o objetivo principal desse trabalho é estudar o comportamento do tecido utilizando o modelo de remalhamento para adaptar essa malha.

Manufatura Aditiva, também conhecida por Impressão 3D, é um processo baseado na sobreposição de camadas para produzir um objeto físico. Os dados para a produção desse objeto vêm de um modelo geométrico tridimensional, geralmente representado por uma malha de triângulos. Um dos principais procedimentos no processo de produção é fatiar a malha triangular e gerar uma série de contornos, os quais representam as camadas do objeto. Há diversas estratégicas para fatiar malhas triangulares, porém, a maior parte dos trabalhos na literatura foca-se em problemas como a qualidade do modelo, melhorias específicas no processo de fatiamento e uso de memória; poucos trabalhos, no entanto, abordam o problema por uma perspectiva de complexidade algorítmica. Algoritmos propostos atualmente para este problema executam em tempo O(n² + k²) ou O(n² + nlognk); o algoritmo proposto nesta dissertação possui complexidade O(nk) para uma entrada com n triângulos e k planos e, com K é o número médio de planos que cortam cada triângulo nesta entrada específica. O algoritmo proposto, chamado de Fatiamento por Estocada (FE) é comparado teórica e experimentalmente com alguns dos métodos conhecidos na literatura e os resultados mostram melhora considerável em tempo de execução. / Additive Manufacturing, also known as 3D printing, is a process based on the addition of sucessive layers in order to build a physical object. The data for building this object come from geometric 3D model, usually represented by a triangle mesh. One of the main procedures in this process is to slice the triangle mesh and output a sequence of contours, representing each one of the layers of the object. There are many strategies for slicing meshes, however, most of the current literature is concerned with ad hoc issues such as the quality of the model, specific improvements in the slicing process and memory usage, whereas few of them address the problem from an algorithmic complecity perspective. While current algorithms for this problem ruin in O(n² + k²) or O(n² + nlognk), the proposed algorithm runs in O(nk), for a given input with n triangles, k planes and where k is the average number of slices cutting each triangle in this specific input. This is asymptotically the best that can be achieved under certain fairly common assumptions. The proposed algorithm, called here Slicing by Stabbing (SS), was compared both theoretically and experimentally against known methods in the literature and the results show considerable improvement in execution time.

Manufatura Aditiva, também conhecida por Impressão 3D, é um processo baseado na sobreposição de camadas para produzir um objeto físico. Os dados para a produção desse objeto vêm de um modelo geométrico tridimensional, geralmente representado por uma malha de triângulos. Um dos principais procedimentos no processo de produção é fatiar a malha triangular e gerar uma série de contornos, os quais representam as camadas do objeto. Há diversas estratégicas para fatiar malhas triangulares, porém, a maior parte dos trabalhos na literatura foca-se em problemas como a qualidade do modelo, melhorias específicas no processo de fatiamento e uso de memória; poucos trabalhos, no entanto, abordam o problema por uma perspectiva de complexidade algorítmica. Algoritmos propostos atualmente para este problema executam em tempo O(n² + k²) ou O(n² + nlognk); o algoritmo proposto nesta dissertação possui complexidade O(nk) para uma entrada com n triângulos e k planos e, com K é o número médio de planos que cortam cada triângulo nesta entrada específica. O algoritmo proposto, chamado de Fatiamento por Estocada (FE) é comparado teórica e experimentalmente com alguns dos métodos conhecidos na literatura e os resultados mostram melhora considerável em tempo de execução. / Additive Manufacturing, also known as 3D printing, is a process based on the addition of sucessive layers in order to build a physical object. The data for building this object come from geometric 3D model, usually represented by a triangle mesh. One of the main procedures in this process is to slice the triangle mesh and output a sequence of contours, representing each one of the layers of the object. There are many strategies for slicing meshes, however, most of the current literature is concerned with ad hoc issues such as the quality of the model, specific improvements in the slicing process and memory usage, whereas few of them address the problem from an algorithmic complecity perspective. While current algorithms for this problem ruin in O(n² + k²) or O(n² + nlognk), the proposed algorithm runs in O(nk), for a given input with n triangles, k planes and where k is the average number of slices cutting each triangle in this specific input. This is asymptotically the best that can be achieved under certain fairly common assumptions. The proposed algorithm, called here Slicing by Stabbing (SS), was compared both theoretically and experimentally against known methods in the literature and the results show considerable improvement in execution time.

Orientador: Siome Klein Goldenstein / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T02:23:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goes_FernandoFerraride_M.pdf: 31957234 bytes, checksum: c369081bcbbb5f360184a1f8467839ea (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Em computação gráfica, diversos problemas consistem na análise e manipulação da geometria de superfícies. O operador Laplace-Beltrami apresenta autovalores e autofunções que caracterizam a geometria de variedades, proporcionando poderosas ferramentas para o processamento geométrico. Nesta dissertação, revisamos as propriedades espectrais do operador Laplace-Beltrami e propomos sua aplicação em computação gráfica. Em especial, introduzimos novas abordagens para os problemas de segmentação semântica e geração de atlas em superfícies / Abstract: Many applications in computer graphics consist of the analysis and manipulation of the geometry of surfaces. The Laplace-Beltrami operator presents eigenvalues and eigenfuncitons which caracterize the geometry of manifolds, supporting powerful tools for geometry processing. In this dissertation, we revisit the spectral properties of the Laplace-Beltrami operator and apply them in computer graphics. In particular, we introduce new approaches for the problems of semantic segmentation and atlas generation on surfaces / Mestrado / Computação Grafica / Mestre em Ciência da Computação