Este trabalho aborda o emprego de arquiteturas paralelas para a geração realística de imagens gráficas de objetos tridimensionais, voltada para aplicações de modelagem de sólidos e animação, a tempo real. Inicialmente são apresentados os aspectos teóricos relevantes h geração de imagens de sólidos com realismo. Ap6s isso, alguns artigos sobre projetos de arquiteturas especiais para geração de imagens tridimensionais a tempo real são exemplificados e discutidos. Por fim, é apresentado o desenvolvimento do GIRTD, um projeto baseado no emprego de arquiteturas especiais para a geração de imagens de sólidos a tempo real. E dada uma ênfase especial ao projeto do DDA, responsável pelo calculo dos pixels para preenchimento rápido da imagem, com sombreamento continuo, remoção de partes ocultas e antialiasing. / This work discusses the use of parallel architecture for realistic 3-D graphic image rendering, for real-time modelling and animation systems. Initially it presents the theory related to realistic solid image generation. Then some architecture projects for real time 3-D image generation are presented and discussed. Finally the development of a real-time 3-D system for image generation, the GIRTD, is presented. A more intensive attention is given to the DDA project, which performs the pixel calculus for fast image filling with continous shading, hidden surface removal, and antialiasing.

Este trabalho trata dos aspectos que são relevantes para o projeto de interfaces de um sistema gráfico o qual visa dar subsídios para o ensino de geometria a alunos surdos. Estudou-se detalhadamente projeto de interfaces e as formas de comunicação do deficiente auditivo para que fosse possível formular conjecturas sobre qual a direção a ser seguida para se definir interfaces gráficas que utilizassem uma linguagem visual consistente e compreensível para esta comunidade. É importante a averiguação teórica deste trabalho para que a linguagem visual que o sistema utiliza não entre em conflito com outras posturas. utilização deste estudo se efetivou através de um sistema experimental onde a linguagem visual se vale da leitura complementar entre desenho e palavra para transmitir informações e onde as ações exploram desenvolvimento das estruturas do pensamento que se referem ao pensamento formal. Pensa-se que projeto de interfaces gráficas para ensino, no tocante ao desenvolvimento do pensamento formal do deficiente auditivo, não é assunto trivial. / This work deals with important aspects of interface design which might be used In a graphic system to teach geometry to deaf students. The Interface project has been studied in detail, as the communication forms of the deafness. After this, It's possible to explore the directions to go through when defining graphic interfaces to use a understandable and consistent visual language to this community. The theorethical averiguation of this work Is important to avolc compatibility problems and meaning disagreement with other system resources. This study has been applied In an experimental system where the visual language uses some complementar reading between draft and word to transmit Informations. and where actions are made to develop the thinking structures related to formal thinking. The design of graphic Interfaces to teaching, when related to the development of formal thinking of the deaf child Is considered as a non-trivial study subject.

A filtragem de imagens visando a redução do ruído é uma tarefa muito importante em processamento de imagens, e encontra diversas aplicações. Para que a filtração seja eficiente, ela deve atenuar apenas o ruído na imagem, sem afetar estruturas importantes, como as bordas. Há na literatura uma grande variedade de técnicas propostas para filçtragem de imagens com preservação de bordas, com as mais variadas abordagens, deentrte as quais podem ser citadas a convolução com máscaras, modelos probabilísticos, redes neurais, minimização de funcionais e equações diferenciais parciais. A transformada wavelet é uma ferramenta matemática que permite a decomposição de sinais e imagens em múltiplas resoluções. Essa decomposição é chamada de representação em wavelets, e pode ser calculada atrravés de um algorítmo piramidal baseado em convoluções com filtros passa-bandas e passa-baixas. Com essa transformada, as bordas podem ser calculadas em múltiplas resoluções. Além disso, como filtros passa-baixas são utilizados na decomposição, a atenuação do ruído é um processo intrínseco à transformada. Várias técnicas baseadas na transformada wavelet têm sido propostas nos últimos anos, com resultados promissores. Essas técnicas exploram várias características da transformada wavelet, tais como a magnitude de coeficientes e sua evolução ao longo das escalas. Neste trabalho, essas características da transformada wavelet são exploradas para a obtenção de novas técnicas de filtragem com preservação das bordas.

Técnicas de Processamento de Imagens e de Computação Gráfica vêm sendo empregadas há bastante tempo para o diagnóstico por imagens em Medicina. Mais recentemente, aplicações baseadas em modelos anatômicos, tanto extraídos de volumes de imagens como criados com base em estudos de anatomia, despontam com força. Tais modelos visam suportar simulação de movimento e de fisiologia. Porém, para que isso se torne realidade, modelos anatômicos do corpo humano precisam ser construídos e aperfeiçoados. Entre outras funcionalidades, esses modelos devem ser capazes de representar o movimento articulado do corpo humano. O problema de modelagem das articulações já foi considerado em diversos trabalhos, principalmente em Robótica e Animação. Entretanto, esses trabalhos não levaram em conta fidelidade anatômica com profundidade suficiente para que pudessem ser utilizados em aplicações de Medicina. O principal objetivo deste trabalho, portanto, é a criação de uma estratégia de representação de articulações embasada em características anatômicas para modelagem de esqueletos humanos virtuais. Um estudo da anatomia do esqueleto humano é apresentado, destacando os tipos de articulações humanas e aspectos do seu movimento. Também é apresentado um estudo dos modelos de articulações encontrados na literatura de Computação Gráfica, e são comentados alguns sistemas de software comercial que implementam corpos articulados. Com base nesses dois estudos, procurou-se identificar as deficiências dos modelos existentes em termos de fidelidade anatômica e, a partir disso, propor uma estratégia de representação para articulações humanas que permitisse a construção de corpos humanos virtuais anatomicamente realísticos. O modelo de articulações proposto foi projetado com o auxílio de técnicas de projeto orientado a objetos e implementado no âmbito do projeto Virtual Patients. Usando as classes do modelo, foi construído um simulador de movimentos, que recebe a descrição de um corpo articulado através de um arquivo em formato XML e apresenta uma animação desse corpo. A descrição do movimento também é especificada no mesmo arquivo. Esse simulador foi utilizado para gerar resultados para verificar a correção e fidelidade do modelo articular. Para isso, um joelho virtual foi construído, seus movimentos foram simulados e comparados com outros joelhos: o modelo de outro simulador, um modelo plástico anatômico e o joelho real.

Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016

Tese de mestrado. Tecnologia Multimédia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Tese de mestrado. Tecnologias Multimédia. 2002. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000388691-Texto+Completo-0.pdf: 2032444 bytes, checksum: 7684255846426db8388fd21673e03fa9 (MD5) Previous issue date: 2006 / Adaptive documents undergo many transformations during their generation, including insertion and deletion of content. One major problem in this scenario is the preservation of the aesthetic qualities of the document during those transformations. The aesthetic quality of a document instance could be evaluated by a set of aesthetic measures providing scores concerning several quality parameters. This evaluation could support adaptive documents instances during their generation and final output. This study introduces the use of document templates to obtain aesthetic measures of document instances. A score is assigned by an evaluation system to a document instance according to the differences detected from the original template. Considering the original template as an ideal result, the quality of a document instance will decrease according to the number of changes applied to produce it. So, documents that are below a given threshold can be sent for further (possibly human) review, and any others are accepted. In this sense, the amount of change with respect to the original template will reflect the document quality. So, we propose a model where documents can be compared with respect to a proposed original, and quality of instances is measured as a distance from that original. / Documentos adaptativos sofrem muitas transformações durante sua geração, incluindo inserção e remoção de conteúdo. Um problema importante neste cenário é a preservação das qualidades estéticas do documento durante estas transformações. A qualidade estética da instância de um documento pode ser avaliada através de umconjunto de medidas estéticas que pontuem os diversos critérios de qualidade. Esta avaliação poderia apoiar a geração e produção final de instâncias de um documento adaptativo. Este estudo introduz o conceito de uso de modelos de documentos para avaliar medidas estéticas de suas instâncias. Uma pontuação é atribuída a uma instância, por um sistema de avaliação, de acordo com as diferenças detectadas em relação ao modelo original. Considerando-se o modelo original como um resultado ideal, a qualidade de uma instância deste documento diminui em função do número de modificações sofridas em sua produção. Assim, documentos que estejam abaixo de um determinado valor de referência podem ser enviados para revisão (possivelmente humana) e os outros aceitos. Neste sentido, a quantidade de modificações em relação ao modelo original reflete a qualidade estética do documento. É proposto um modelo onde cada instância de um documento é comparada ao modelo original e a qualidade da instância é medida com uma distância em relação ao original.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000433315-Texto+Completo-0.pdf: 11771212 bytes, checksum: 4d96d8d2ffc7d1b6ac2debd5af881e7c (MD5) Previous issue date: 2011 / Several crowd simulation models have been proposed. Many have reached a good level of realism, but in none the virtual agents have the complex behavior of real people. Therefore, this dissertation presents: (i) a proposal to locally control the agents of the Continuum Crowds model [TRE06] from videos of real data, (ii) an adaptation of the BioCrowds [ROD07] model, so that virtual agents have paths to deviate from other agents, (iii) a solution for modeling obstacles of any size and shape in BioCrowds. The modifications made in the Continuum Crowds model culminated in the production of the article Continuum Crowds with Local Control [PAR08]. This new model enabled virtual agents to behave in a similar way to those observed in real videos. Also, the new model enables the automatic configuration of detailed environments in the Continuum Crowds model. The crowd simulation model named BioCrowds uses the competition for space to move agents without collisions. However, the agents’ trajectories, when avoiding collisions, was not realistic, because the agents started to shift away from a collision too late, which caused the need for sudden changes in the direction of movement. On the other hand, the agents of the Continuum Crowds model start early and gradually to deviate from collisions (with small angular variations). The solution used in this model inspired a change on the BioCrowds model, which is presented in this dissertation. Moreover, the BioCrowds model in its original form cannot simulate environments with small obstacles, being restricted to simulate open environments. Therefore, this dissertation proposes a solution for modeling obstacles in BioCrowds model, using the theory of competition for space. This solution allows the simulation of environments composed of obstacles of various sizes and shapes. / Vários modelos de simulação de multidões foram propostos, muitos atingiram bom nível de realismo, mas, em nenhum deles, os agentes virtuais conseguem obter o comportamento complexo das pessoas reais. Por isso, o presente trabalho apresenta: (i) uma proposta para controlar localmente os agentes do modelo Continuum Crowds [TRE06] a partir de dados de vídeos reais; (ii) uma adaptação do modelo BioCrowds [ROD07], para que os agentes virtuais apresentem trajetórias mais suaves ao desviarem de outros agentes; (iii) uma solução para modelar, no BioCrowds, obstáculos de qualquer tamanho e forma. As adaptações realizadas no modelo Continuum Crowds culminaram na produção do artigo Continuum Crowds with Local Control [PAR08]. Esse novo modelo permitiu que os agentes virtuais passassem a comportar-se de maneira similar à observada nas pessoas dos vídeos reais, além de permitir que ambientes detalhados fossem automaticamente configurados no modelo Continuum Crowds.O modelo de simulação de multidões BioCrowds utiliza competição por espaço para movimentar os seus agentes. Contudo, as trajetórias dos agentes ao desviarem de colisões era pouco realista, pois os agentes demoravam muito para iniciar a desviar de uma colisão, necessitando de mudanças bruscas na direção do movimento. Considerando que os agentes do modelo Continuum Crowds desviam de colisões de forma gradual e antecipada (com pequenas variações angulares), a solução utilizada nesse modelo inspirou a alteração do modelo BioCrowds, a qual é apresentada na presente dissertação. Além disso, o modelo BioCrowds em sua forma original não pode simular ambientes com obstáculos pequenos, ficando restrito à simulação de ambientes abertos. Por isso, essa dissertação propõe uma solução para modelar obstáculos no BioCrowds, utilizando a teoria da competição por espaço. Tal solução permite que sejam simulados ambientes compostos de obstáculos de vários tamanhos e formas.