Orientador: Leo Pini Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T00:07:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diz_JorgeAlberto_M.pdf: 5853748 bytes, checksum: c90710e882332a8e8020a309639c3208 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A Fotografia, assim como os outros meios de comunicação visual, admite manipulações que estendem o repertório da linguagem própria do meio de maneira a iludir e/ou surpreender o espectador. Estas são chamadas de "efeitos especiais". A produção de imagens sintéticas utilizando computadores é um meio bastante recente, em avanço tecnológico constante e que permite imitar, com graus diversos de sucesso,a linguagem visual de meios mais tradicionais. As técnicas de efeitos especiais já aplicadas em meios tradicionais podem prover o usuário de Computação Gráfica de elementos úteis para aumentar seu leque expressivo, não só na imitação de outros meios como na busca de uma identidade visual própria de imagens sintéticas. Este trabalho estuda como incluir algumas classes de efeitos especiais, utilizados Fotografia, em um sistema de Computação de Imagens. Tratamos principalmente os efeitos obtidos por manipulações da câmera no momento da exposição do filme sensível. Aproveitamos, para isto, as técnicas originalmente desenvolvidas na área de Síntese de Imagens Realistas, principalmente as derivadas de Ray Tracing Estocástico. Propomos aqui a adaptação dessas técnicas para a confecção de efeitos especiais. Outros tipos de manipulação da imagem são realizados depois da exposição, por meio de processos de laboratório, composição e outras técnicas de pós-produção. Discutimos o uso de técnicas de Processamento Digital de Imagens que emulam aquelas utilizadas por fotógrafos e artistas plásticos. Cremos que esta dissertação pode contribuir para amenizar a escassez de trabalhos acadêmicos sobre o assunto, a qual ocorre apesar de uma variedade de recursos de efeitos especiais em implementações disponíveis comercialmente / Abstract: Photography, like other visual communication media, allows for manipulations that extend the repertoire of its expressive language, in order to surprise or mislead the viewer. These manipulations are often called "special effects". The production of synthetic images, using a computer, is a fairly recent visual communication medium subject to a sustained technological development, that may, with varying degrees of success, imitate the languages of more traditional media. The special effects techniques previously applied in those media may provide the Computer Graphics community with useful elements to broaden the expressive range available to them, not only through the imitation of other media as well as in the search for a characteristic visual identity for synthetic imaging. The present work discusses the inclusion of some classes of effects in an image computing system. We concentrate on in-camera special effects, which are obtained during film exposition. For this, we take advantage of techniques originally developed in the area of Realistic Image Synthesis, mainly the ones related to Stochastic Ray Tracing. We propose the adaptation of these techniques por producing special effects. Other kinds of image manipulation are done after exposition, by laboratory processes, composition and other post-processing techniques. The use of Digital Image Processing techniques to emulate those used by photographers and artists is also discussed. We believe this dissertation may contribute to lessen the scarcity of academic publications on the subject, despite the availability of special effects resources in commercially available implementations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Manuel de Jesus Mendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T13:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tozzi_ClesioLuis_D.pdf: 2880248 bytes, checksum: 4e6d33c3da27b0b41911857f8b6897d3 (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: O trabalho trata do desenvolvimento de um terminal gráfico interativo baseado na tecnologia do 'TV Raster', com estrutura dinâmica da 'picture memory' e conversão em tempo real do 'display file', possibilitando a rápida atualização da imagem, requisito necessário às aplicações interativas como: controle de processos, CAD, etc / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Leo Pini Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T02:31:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Preto_TaniaMartins_M.pdf: 5158558 bytes, checksum: aac55b13d83b3650907a61ff25a86b41 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Este trabalho tem corno objetivo apresentar o Sistema Scanline-ProSIm que consiste em um algoritmo do tipo Scanline-Z-Buffer, ao qual foram associadas algumas técnicas para melhorar o realismo. Este sistema é um módulo do Projeto ProSIm, em desenvolvimento pelo Grupo de Computação de Imagens do DCA/FEE/UNICAMP, que tem corno função fornecer um ambiente para a síntese de imagens foto-realistas e animação. O fato deste algoritmo ser relativamente simples e rápido motivou o estudo das possíveis técnicas que podem ser a ele adaptadas, produzindo imagens de melhor qualidade, sem causar um aumento demasiado do custo computacional. Este trabalho inicia-se com urna revisão dos algoritmos para a remoção de superfícies escondidas existentes na literatura, enfatizando os algoritmos do tipo Scanline. Posteriormente, citam-se as técnicas para a simulação de fontes de luz do tipo lâmpada, spot e sol; efeitos de tonalização segundo as estratégias de Bouknight, Gouraud e PhOllg; transparência; sombra e antialiasing. Algumas destas técnicas foram implementadas e estão comentadas. Finalizando o trabalho, apresenta-se a implementação do algoritmo Scanline juntamente com as técnicas para a simulação dos efeitos acima / Abstract: This work presents some techniques which can be associated to the Scanline-Zbuffer algorithm, improving realismo This system is a part of the ProSlm Project, under development by the Image Computing Group at DCA/FEE/UNICAMP. It aims at providing an environment for images synthesis and animation. Simplicity and speed of this algorithm led us to study the possible techniques that can be used with it to produce high quality images, without illcreasing its computational time too much. An overview of the knowll hidden-surface algorithms in the literature, maillly Scanline method is givell. Subsequently, techniques to simulate various light sources such as lamp, spot alld SUll; and other effects such as shading, transparency, shadow alld antialiasing are discussed. Some of these effects were implemented and the results obtained are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

O presente trabalho estuda técnicas para monitoração de sistemas paralelos. Baseado nesses estudos, uma ferramenta para monitoração de sistemas paralelos (Xgraph) foi construída. Essa ferramenta, baseada na Graph desenvolvida em Manchester, permite uma compreensão mais profunda das características de arquiteturas a fluxo de dados (dataflow) sob o ambiente XWindows / This work comprises studies on techniques that can the applied on the monitoring of parallel systems. Based on these studies, the XGRAPH a tool for use in the monitoring parallel systems has been constructed and is also presented in this work. The XGRAPH tool is based on the GRAPH tool developed in Manchester, and runs on an Xwindows environment, permitting a better understanding of architectures dataflow

O método de Coons gera superfícies que passam por todos os pontos de controle, contudo, tem a inconveniência de, na sua forma original, necessitar do valor das derivadas nestes pontos. Esta inconveniência pode ser sanada, como se demonstra, calculando-se estimativas para os valores destas derivadas. O presente trabalho analisa e implementa o referido método, considerando-se até a continuidade da derivada primeira. As derivadas não fornecidas são estimadas através de interpolação usando o método de splines cúbicos. O método implementado permite impor condições de tangência em determinados pontos da superfície e ainda permite que a superfície passe, não mais por pontos de controle somente, mas, por curvas conhecidas formadas por entidades básicas, tais como retas e arcos de circunferência. Uma outra característica do método é ser eixo-independente, isto é, o método gera a mesma superficie para qualquer sistema de eixo. Os resultados obtidos mostram que a técnica proposta é estável, ocorrendo raras vezes a possibilidade de "overshooting" nas construções das superfícies. Mesmo nestes casos a técnica apresentada neste trabalho permite resolver a questão através da ação do usuário, interativamente, durante a execução do programa.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-29 / This work presents the design, development and evaluation of a gesture-controlled system for interactive manipulation of radiological images and 3D anatomical models using the Kinect and Leap Motion devices. Several abstractions have been implemented to improve the system performance, making the application simpler, at an affordable cost. Additionally, specific gestures to change the visualization settings of 3D models, represented by layers, were also successfully modeled. Further, usability testing was performed to provide quantitative measures, by comparing the results obtained in the users tests with those from an expert's one, as well as to produce qualitative data (usefulness, visual quality, ease of learning, ease of use, 3D spatial perception, level of interactivity, mental and physical fatigue, effectiveness and satisfaction) to get feedback from users about the system's design. The results show that the participants are able to perform the tasks of search, selection and manipulation of 2D images (zoom in/out and translations) and 3D models (zoom in/out and rotations), quickly and accurately, demonstrating the usefulness of the system as a possible effective and competitive alternative solution, to the traditional use of the negatoscope. Finally, the choice of a particular gestural input device depends not only on the user's ability, but also on the device being controlled, the environment, the task to be accomplished, and the particular goals and constraints present in the application's domain. Keywords - Gesture-Controlled System; Interaction; Manipulation; Evaluation; Images; 3D Models. / Este trabalho apresenta o design, desenvolvimento e avaliação de um sistema controlado por gestos para manipulação interativa de imagens radiológicas e modelos anatômicos 3D usando os dispositivos Kinect e Leap Motion. Várias abstrações foram implementadas para melhorar o desempenho do sistema, tornando a aplicação mais simples, a um custo acessível. Adicionalmente, gestos específicos para alterar as configurações de visualização dos modelos 3D, representados por camadas, também foram modelados com sucesso. Além disso, testes de usabilidade com usuários foram realizados para determinar medidas quantitativas de desempenho, comparando os resultados obtidos nos testes dos usuários com os de um perito, bem como qualitativas (utilidade, qualidade visual da interface, facilidade de aprendizagem, facilidade de uso, percepção espacial 3D, nível de interatividade, fadiga física e mental, eficácia e satisfação) para obter feedback dos usuários sobre o design do sistema. Os resultados mostram que os participantes são capazes de realizar as tarefas de busca, seleção e manipulação de imagens 2D (zoom in/out e translações) e modelos 3D (zoom in/out e rotações), com rapidez e precisão, demonstrando a utilidade do sistema como uma possível solução alternativa eficaz e competitiva, frente ao uso do tradicional negatoscópio. Finalmente, a escolha de um dispositivo de entrada gestual em particular depende não apenas da habilidade do usuário, mas também do dispositivo a ser controlado, do ambiente, da tarefa a ser realizada e dos objetivos e restrições presentes no domínio da aplicação. Palavras-chave - Sistema de Controle Gestual; Interação; Manipulação; Avaliação; Imagens; Modelos 3D.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:14:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-07-10 / This work presents two solutions for the modelling of a visualization system for music conducting through gesture control. A visual and gestural feedback in real time is generated for the conductor and the audience, through the display of a set of particle emitters and the path traveled by the captured gestures. The system we have developed aims to facilitate the understanding of musical compositions for instruments groups and voices, and to emphasize the importance of the conductor when directing a musical performance. There are two types of data inputs: the gestures captured from the hands of the conductor, which are responsible for setting the tempo and dynamics of the orchestra; and a file with musical information, which defines which notes each musical instrument should play, containing information about the score of an orchestral arrangement. Groups of particle emitters represent the orchestra families. The particles appearance is defined by musical elements and by the gestural performance of the user. In addition to functional tests, quantitative and qualitative tests were performed with professional conductors, other musicians and users without any formal musical knowledge. The results show that it is possible to develop a graphical system for gestural control, capable of simulating, in real time, a musical piece represented by particle systems, in a precise and visually informative way. Keywords: Gesture Control, Particle Systems, Orchestral Arrangement, Interactive Visualization, Usability Testing. / Este trabalho apresenta duas soluções para a modelagem de um sistema de visualização para regência por controle gestual. Um feedback visual e gestual em tempo-real é gerado para o regente e a audiência, por intermédio da exibição de um conjunto de emissores de partículas e da trajetória percorrida pelos gestos capturados. O sistema desenvolvido visa facilitar a compreensão das composições musicais para grupos de instrumentos e vozes e enfatizar a importância do regente ao dirigir uma performance musical. Há dois tipos de entrada de dados: os gestos capturados a partir das mãos do regente, os quais são responsáveis pela definição do andamento e da dinâmica da orquestra; e um arquivo com informações musicais, o qual define quais notas cada instrumento musical deve tocar, contendo informações sobre a partitura de um arranjo para orquestra. Grupos de emissores de partículas representam as famílias da orquestra. A aparência das partículas é definida por elementos musicais e pela performance gestual do usuário. Além de testes funcionais, testes quantitativos e qualitativos foram realizados com regentes profissionais, outros músicos e usuários sem conhecimento musical formal. Os resultados obtidos mostram que é possível desenvolver um sistema gráfico por controle gestual, capaz de simular, em tempo real, uma peça musical representada por sistemas de partículas, de forma precisa e visualmente informativa. Palavras-chaves: Controle Gestual, Sistemas de Partículas, Arranjo Orquestral, Visualização Interativa, Testes de Usabilidade.

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:23:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-28 / In this work, three novel and fast broad phase collision detection algorithms, which utilize the spatial partitioning structure known as KD-Tree, were proposed and implemented: KDTreeSpace, DynamicKDTreeSpace and StatelessKDTreeSpace. These algorithms were integrated to the Open Dynamics Engine (ODE) library, which is in charge of calculating the motion of the dynamic objects, as possible alternatives to the algorithms available in this library. The algorithms of the broad phase methods in ODE were also presented and their performance were compared to the algorithms that utilize KD-Tree. The results show that the KDTreeSpace exhibit better performance than the QuadTreeSpace, which, in general, represents the best alternative among the algorithms available in ODE. Furthermore, for scenarios without well defined boundaries or with memory restrictions, the results indicate that the DynamicKDTreeSpace presents a satisfactory alternative because it is able of quickly adapting its cutting planes to the arrangement of objects in scene. Finally, the StatelessKDTreeSpace shows the best performance for scenerios with low degree of temporal coherence. Keywords: Collision Detection, Broad Phase, Spatial Partitioning Structures, KD-Tree. / Neste trabalho, três novos algoritmos rápidos de detecção de colisão broad phase, os quais utilizam a estrutura de particionamento espacial conhecida como KD-Tree, foram pro- postos e implementados: KDTreeSpace, DynamicKDTreeSpace e StatelessKDTreeSpace. Estes algoritmos foram integrados à biblioteca Open Dynamics Engine (ODE), responsável pelo cálculo do movimento dos objetos dinâmicos, como possíveis alternativas aos algoritmos de broad phase disponíveis nesta biblioteca. Os algoritmos dos métodos de broad phase no ODE também são apresentados e seus desempenhos comparados aos algoritmos que utilizam KD-Tree. Os resultados mostram que o KDTreeSpace apresenta melhor desempenho do que o QuadTreeSpace, o qual, em geral, representa a melhor alternativa dentre os algoritmos disponíveis no ODE. Além disso, para cenários sem limites bem definidos ou com restrição de memória, os resultados indicam que o DynamicKDTreeSpace representa uma alternativa satisfatória, pois é capaz de adaptar rapidamente seus planos de corte ao arranjo dos objetos em cena.. Finalmente, o StatelessKDTreeSpace apresenta o melhor desempenho para cenários com baixo grau de coerência temporal. Palavras-chave: Detecção de Colisão, Broad Phase, Estruturas de Particionamento Espacial, KD-Tree.

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:33:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-29 / In this work, aiming to provide an environment in which different Physics libraries could coexist and control articulated characters in a same animation, an integration layer between the DANCE framework and the Bullet Physics library for Dynamic character control, as well as a structure for mapping articulated characters, have been proposed, implemented and tested. Initially, a comparative study between the two main Physics libraries (ODE and Bullet) was performed, pointing out the limitations of each approach. Three case studies involving Dynamic animation of a articulated character, performing four specific dance steps were then conducted focusing on the analysis of the following aspects: stability of the joints modeled; performance of the specialized joints, in relation to the generic ones and of the animation itself; and scalability level of the animations. The results obtained showed that the implemented integration layer successfully enabled the addition of the Bullet engine in the framework DANCE, therefore being more competitive, efficient and stable alternative than the ODE library, previously available in this framework. The structure for mapping articulated characters had also its functionality confirmed by the generation of the expected movements during the creation and execution of the tests. It has been demonstrated that the Bullet library, despite its robust capacity for modeling animations with multiple realistic articulated objects, generates small areas of instability around the joints, particularly when these begin the process of moving or reach their angular limits. Besides, it has been verified that the generic joints spend more computational resources and more processing time than the specialized ones, although allowing the animator to define joints with customized behaviors. Regarding the DANCE architecture, it has proved to be recommended for supporting of plug-ins, however, it showed performance limitations during the execution of the tests, even with articulated objects with a modest configuration, negatively influencing the time spent to generate the animations. Keywords: Computer Animation, Physics Engine, Articulated Characters, Dynamic Control. / Neste trabalho, com objetivo de oferecer um ambiente no qual diferentes bibliotecas da Física pudessem coexistir e controlar personagens articulados em uma mesma animação, uma camada de integração entre o arcabouço DANCE e a biblioteca de controle de personagens por Dinâmica Bullet, além de uma estrutura para o mapeamento de personagens articulados, foram propostas, implementadas e testadas. Inicialmente, um estudo comparativo entre as duas principais bibliotecas da Física (ODE e Bullet) foi realizado, apontando as limitações de cada abordagem. Três estudos de caso envolvendo a animação por Dinâmica de um personagem articulado, realizando quatro passos específicos de dança, foram então conduzidos com foco na análise dos seguintes aspectos: estabilidade das articulações modeladas; desempenho das articulações especializadas, frente às genéricas e da animação em si; e nível de escalabilidade das animações. Os resultados obtidos mostraram que a camada de integração implementada possibilitou com sucesso a adição da Bullet ao DANCE, evidenciando-se como uma alternativa mais competitiva, eficiente e estável, frente à biblioteca ODE, anteriormente disponível nesse arcabouço. A estrutura para mapeamento de personagens articulados teve também sua funcionalidade comprovada através da geração dos movimentos esperados durante a montagem e execução dos testes. Foi demonstrado que a Bullet, apesar de sua robustez na modelagem de animações contendo múltiplos objetos articulados realistas, gera pequenas zonas de instabilidade ao redor das juntas, particularmente, quando essas iniciam algum movimento ou atingem seus limites angulares. Além disso, foi verificado que as articulações genéricas consomem mais recursos computacionais e maior tempo de processamento que as especializadas, embora as genéricas possibilitem ao animador definir juntas com comportamentos personalizados. Quanto à arquitetura do DANCE, esta mostrou-se recomendada no que diz respeito ao suporte a plug-ins, contudo, apresentou limitações de desempenho nos testes realizados, mesmo com os objetos articulados de configuração mais simples, influenciando negativamente o tempo gasto para a geração das animações. Palavras-chave: Animação por Computador, Bibliotecas Físicas, Personagens Articulados, Controle por Dinâmica.

Made available in DSpace on 2019-04-05T23:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-10-13 / Interactive graphical environments are becoming more present in our lives. Despite of the technological advances in the computing area for the development of these environments, there are still many challenges to overcome in order to simulate the world where we live in a realistic way. The collision detection treatment among 3D objects is a typical example. It still corresponds to one of the bottlenecks of the interactive graphical environments, whose control is basic for the production of convincing simulated results. This work presents some efficient collision detection methods (broad and narrow phases, using grids and spherical octrees, respectively), for the development of interactive graphical environments. A significative number of experiments was carried out, in which we varied the number of objects in the scenario, the geometry, the dimensions and the degree of complexity of the objects, as well as the level of detail of them. The obtained results, evaluated by means of subjective and usability metrics, show that the implemented detection methods achieve high performance and precision during the collision tests. Consequently, this guarantees the responsiveness success of the interactive graphical environment, as well as its robustness for a considerable number of complex and dynamic objects (200) represented simultaneously. / Ambientes gráficos interativos estão se tornando mais presentes em nossas vidas. Apesar dos avanços tecnológicos na área de computação para o desenvolvimento destes ambientes, ainda há muitos desafios a serem vencidos com o objetivo de simular o mundo em que vivemos de forma realista. O tratamento da detecção de colisão entre objetos 3D é um típico exemplo. Corresponde, ainda hoje, a um dos gargalos dos ambientes gráficos interativos, cujo controle é fundamental para a geração de resultados de simulação convincentes. Este trabalho apresenta alguns métodos eficientes de detecção de colisão (broad e narrow phases, utilizando grids e octrees esféricas, respectivamente), para o desenvolvimento de ambientes gráficos interativos. Um número significativo de experimentos foi conduzido, variando-se o número de objetos colidentes no cenário, as geometrias, as dimensões e o grau de complexidade dos objetos, bem como o nível de detalhe dos mesmos. Os resultados obtidos, avaliados por meio de métricas subjetivas e de usabilidade, mostram que os métodos de detecção implementados atingem alto desempenho e precisão durante os testes de colisão. Conseqüentemente, garantindo com sucesso o tempo de resposta do ambiente gráfico interativo, bem como a sua robustez para um número considerável de objetos complexos e dinâmicos (200) representados simultaneamente. Palavras Chave: Detecção de Colisão, octrees esféricas, malhas regulares (grids), ambientes gráficos interativos.