Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-10T13:52:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7335609 bytes, checksum: 36caabaacd5a9c49963fb66e529252aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T13:52:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7335609 bytes, checksum: 36caabaacd5a9c49963fb66e529252aa (MD5) Previous issue date: 2016-10-25 / Câmeras de ação (ASC - Action Sport Camera) são principalmente utilizadas para fins recreativos. Porém contínuas melhorias técnicas, em correspondência a uma redução de custo, cria a possibilidade de seu uso em análises tridimensionais (3D) de movimentos, como no estudo de gestos esportivos e na avaliação quantitativa do desempenho atlético. Nesse contexto, o objetivo geral dessa dissertação foi avaliar a utilização de câmeras de ação (ASC – Action Sport Camera) para a análise cinemática tridimensional. No primeiro estudo o objetivo foi avaliar o efeito de diferentes estratégias de aquisição no protocolo de calibração das ASC e como isso afeta a exatidão tridimensional. Duas GoPro Hero3+ Black (frequência: 60Hz; resolução de imagem: 1280×720 / 1920×1080 pixels) foram posicionadas dentro da água em uma piscina, abrangendo um volume de trabalho de aproximadamente 6m 3 . Foi implementado um procedimento específico de calibração com duas etapas, que consiste na aquisição de um triedro estático e de um bastão em movimento, com nove e um marcadores esféricos passivos, respectivamente. Após avaliar os parâmetros da câmera, foram adquiridas várias posições de uma barra rígida, contendo dois marcadores de distância conhecida, dentro do volume de trabalho. O erro médio da reconstrução sobre a distância inter-marcadores foi inferior a 2,5mm (1280×720) e 1,5mm (1920×1080). Os resultados deste estudo demonstram que a calibração subaquática de ASC é viável, permitindo medições cinemáticas quantitativas com exatidão comparável aos sistemas tradicionais de captura de movimento. No segundo estudo o objetivo foi avaliar a exatidão e reconstrução tridimensional a partir das configurações de aquisição permitida pelas câmeras (diferentes resoluções de imagem, ângulos de visão e frequências de aquisição) em movimentos dentro (piscina) e fora (laboratório) da água. A fim de calibrar o par de câmeras, marcadores esféricos pretos foram colocados em duas ferramentas de calibração, utilizadas tanto dentro quanto fora da água, e uma otimização não-linear de duas etapas foi realizada. A exatidão na reconstrução 3D dos marcadores e a reprodutibilidade ao estimar os parâmetros das câmeras representaram o desempenho do sistema. Para ambos ambientes (laboratório e subaquático), os testes estatísticos foram focados na comparação de diferentes configurações das câmeras. Em seguida, cada configuração foi comparada para os dois ambientes. E foi demonstrada uma aplicabilidade de obtenção de variáveis cinemáticas dentro da água. Em todas as resoluções avaliadas, e em ambos ambientes (laboratório e subaquático), o erro de reconstrução foi inferior a 3mm e o erro relacionado ao volume de trabalho diagonal variou de 1: 2000 (3×1,3×1,5 m 3 ) a 1:7000 (4,5×2,2×1,5 m 3 ) em concordância com a literatura. Estatisticamente, a exatidão 3D obtida em laboratório foi inferior (p<10 -5 ) à subaquática, em todas as configurações de câmera testadas. Em relação à reprodutibilidade dos parâmetros das câmeras, foi encontrada uma baixa variabilidade nos dois ambientes (1.7% e 2.9%, laboratório e subaquático). Na avaliação cinemática do nado foi possível reconstruir a trajetória submersa do nado crawl. Foi identificada uma manutenção do padrão de braçada durante todo o nado e uma técnica comparada ao modelo proposto na literatura. Esses resultados apoiam o uso da tecnologia das ASC para realizar reconstruções quantitativas tanto em laboratório quanto em ambiente subaquático. No terceiro estudo o objetivo foi avaliar, em condição de laboratório, a precisão, exatidão e dados cinemáticos das câmeras ASC e comparar a um sistema comercial de análise de movimento 3D. Quatro câmeras GoPro Hero3+ Black (frequência: 120Hz; resolução de imagem: 1280×720 pixels) e quatro câmeras ViconMX40 (frequência: 120Hz; resolução de imagem: 2353×1728 pixels) foram utilizadas para comparação. Para calibração das câmeras foram utilizadas as ferramentas e o procedimento recomendado pela Vicon (Oxford Metrics Ltd., UK). O desempenho do sistema foi representado pela precisão e exatidão na reconstrução 3D dos marcadores e pela aquisição de dados cinemáticos da marcha e salto. Apesar de ser encontradas altas correlações (r=0,99) e desvios (bias) inferiores a 3mm, os dois sistemas apresentaram uma diferença sistemática confirmada pelo viés estatisticamente significativo. Em relação à exatidão foi encontrada uma diferença entre os dois sistemas, com um erro de 8 a 10 vezes maior para as câmeras ASC. Apesar desses resultados, não foram encontradas diferenças entre os dados cinemáticos. Isso sugere que, apesar do sistema comercial Vicon alcançar melhor desempenho que o sistema com câmeras ASC, como era esperado, em termos práticos, as diferenças não foram significativas para a obtenção de parâmetros cinemáticos. O objetivo principal de um sistema é a análise de movimentos e, desta forma, a ASC se mostrou viável na avaliação da cinemática 3D de movimentos humanos. No quarto estudo o objetivo foi avaliar os parâmetros de exatidão da reconstrução tridimensional e dados cinemáticos fornecidos por câmeras optoeletrônicas e câmeras de ação, colocadas em movimento. Experimentalmente as câmeras foram fixadas em uma estrutura rígida móvel (4,4×4×2,5m 3 ) e os dados foram adquiridos simultaneamente pelos dois tipos de câmeras. Foram realizadas aquisições de um teste de barra rígida e da marcha humana para avaliar a exatidão da reconstrução 3D e calcular as variáveis lineares e angulares da marcha. Algoritmos foram desenvolvidos para fazer a translação do sistema de coordenadas global a partir de pontos de referência dispostos no chão de um corredor de 40 metros, conforme as câmeras e a estrutura se movimentavam. Como resultado preliminar, é importante ressaltar que o erro percentual encontrado (1%) pelas câmeras ASC é comparável ao erro encontrado em aquisições com o sistema estático, como visto no artigo 3 dessa dissertação. Em relação aos dados cinemáticos destaca-se a captura de aproximadamente 18 ciclos de passada em uma única aquisição, fato importante a ser considerado para se definir um padrão de movimento. Além disso, os dois sistemas de avaliação cinemática encontraram valores próximos para as variáveis analisadas. O artigo ainda está em fase de finalização, no entanto sugere que, ao avaliar movimentos em deslocamento horizontal de aproximadamente 40 metros, é viável utilizar ASC para reconstruir tridimensionalmente uma marcha natural, não delimitada à laboratório. Em conclusão, essa dissertação sugere que as ASC são viáveis para avaliar tridimensionalmente movimentos humanos. / Action sport camera (ASC) are used mainly for recreational purposes but their continuous technical improvements, in correspondence of cost decreases, creates the possibility of to use in three-dimensional (3D) motion analysis, as in sports gestures study and athletic performance evaluation quantitatively. In this context, the main purpose of this thesis was to evaluate the usage of the action sport camera (ASC) for three-dimensional (3D) kinematic analysis. In the first study the aim was to evaluate the effect of different acquisition strategies on the calibration protocol of the ASC and how this affects the three-dimensional accuracy. Two GoPro Hero3+ Black (frequency: 60Hz; image resolutions: 1280×720/1920×1080 pixels) were located underwater into a swimming pool, surveying a working volume of about 6m 3 . A two-step custom calibration procedure, consisting in the acquisition of one static triad and one moving wand, carrying nine and one spherical passive markers, respectively, was implemented. After assessing camera parameters, a rigid bar, carrying two markers at known distance, was acquired in several positions within the working volume. The average error upon the reconstructed inter-marker distances was less than 2.5mm (1280×720) and 1.5mm (1920×1080). The results of this study demonstrate that the calibration of underwater ASC is feasible enabling quantitative kinematic measurements with accuracy comparable to traditional motion capture systems. In the second study the aim was to evaluate the reconstruction accuracy three-dimensional from the acquisition configurations allowed by the cameras (different image resolutions, fields of view and acquisition frequencies) in in-air (laboratory) and underwater (swimming pool) movements. In order to calibrate the camera stereo pair, black spherical markers placed on two calibration tools, used both in-air and underwater, and a two-step nonlinear optimization were exploited. The 3D reconstruction accuracy of testing markers and the repeatability of the estimated camera parameters accounted for system performance. For both environments, statistical tests were focused on the comparison of the different camera configurations. Then, each camera configuration was compared across the two environments. And it was demonstrated an applicability of obtaining underwater kinematic variables. In all assessed resolutions, and in both environments, the reconstruction error (true distance between the two testing markers) was less than 3mm and the error related to the working volume diagonal was in the range of 1:2000 (3×1.3×1.5m 3 ) to 1:7000 3 (4.5×2.2×1.5m ) in agreement with the literature. Statistically, the 3D accuracy obtained in the in-air environment was poorer (p<10 -5 ) than the one in the underwater environment, across all the tested camera configurations. Related to the repeatability of the camera parameters, we found a very low variability in both environments (1.7% and 2.9%, in-air and underwater). In the swimming kinematic evaluation it was possible to reconstruct the underwater trajectory of the freestyle. A stroke standard maintenance was identified throughout the swim and a technique compared to the model proposed in the literature. This result encourage the use of ASC technology to perform quantitative reconstruction both in-air and underwater environments. In the third study the aim was to evaluate, in laboratory condition, the precision, accuracy and kinematic data of the ASC cameras and to compare to a commercial system of 3D motion analysis. Four GoPro Hero3+ Black cameras (frequency: 120Hz, image resolution: 1280×720 pixels) and four ViconMX40 cameras (frequency: 120Hz, image resolution: 2353×1728 pixels) were compared. For the camera calibration, the tools and the procedure recommended by Vicon (Oxford Metrics Ltd., UK) were used. The system performance was represented by the precision and accuracy in the 3D reconstruction of the markers and by the acquisition of the gait and jump kinematic data. Although high correlations (r = 0.99) and deviations (bias) of less than 3 mm were found, both systems showed a systematic difference confirmed by the bias statistically significant. Regarding accuracy, a difference between the two systems was found with an error of 8 to 10 times higher for the ASC cameras. Despite these results, no differences were found between the kinematic data. This suggests that although the commercial system Vicon has obtained better performance than the system with ASC camera, as was expected, in practical terms, the differences were not significant for obtaining kinematic parameters. The main objective of a system is the motion analysis and, in this way, the ASC proved to be feasible in the evaluation of the 3D kinematics of the human movements. In the fourth study the aim was to evaluate the accuracy parameters of the 3D reconstruction and the kinematic data provided by optoelectronic cameras and ASC cameras, set in motion. Experimentally the cameras were fixed in a rolling rigid structure (4.4×4×2.5m 3 ) and the data were acquired simultaneously by the two types of cameras. A rigid bar test and human gait were acquired to evaluate the 3D reconstruction accuracy and to calculate the gait linear and angular variables. Algorithms were developed to do the translation of the global coordinate system from reference points arranged on the floor of a 40 meter track runner, according as the cameras and the structure were moving. As a preliminary result, it is important to highlight that the percentage error found (1%) by ASC cameras is comparable to the error found in acquisitions with the static system, as seen in the article 3 of this dissertation. Regarding the kinematic data, it is noteworthy the capture of approximately 18 stride cycles in a single acquisition, an important fact to be considered in order to define a movement pattern. In addition, the two kinematic evaluation systems found close values for the variables analyzed. The article is still being finalized, however, it suggests that when evaluating movements in horizontal displacement of approximately 40 meters, it is feasible to use ASC to reconstruct three-dimensionally a natural gait, not delimited to the laboratory. In conclusion, this dissertation suggests that the ASC are feasible to evaluate human movements three-dimensionally.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Araranguá, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias da Informação e Comunicação, Araranguá, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-03T03:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343184.pdf: 14032938 bytes, checksum: 8ea6f5c59c3135bad01ddd2d66015f17 (MD5) Previous issue date: 2016 / Apesar de se viver em uma sociedade da informação e do conhecimento vem sendo observada uma persistente e crescente falta de interesse dos jovens pelas carreiras científicas e tecnológicas. Frente ao desafio de estimular a inteligência e o interesse dos estudantes, é fundamental que sejam utilizadas metodologias que possibilitem ao aluno aprender a seu próprio ritmo. As atividades práticas são consideradas essenciais para correlacionar o aprendizado teórico com a aplicação prática, e isso pode ser concretizado, entre outras formas, por meio do uso de experimentos e atividades laboratoriais. Estudos demonstram que há inúmeros benefícios no uso de experimentos remotos como ferramenta de ensino e que a contextualização da atividade realizada por meio de mundos virtuais 3D pode potencializar os resultados obtidos. Apesar de tais evidências, não foi encontrado qualquer projeto que verificasse a viabilidade e aceitação dessas tecnologias para o ensino de Ciências na educação fundamental. Este projeto objetiva verificar a aceitação e a viabilidade da utilização de mundos virtuais 3D integrados à experimentação remota como ferramentas para o ensino de Ciências. Para tanto foi desenvolvido um ambiente virtual 3D contextualizado integrado ao Microscópio Remoto, um experimento composto por um microscópio e uma base giratória onde as amostras podem ser alternadas e suas imagens ampliadas e transmitidas online. Foi realizada uma pesquisa qualitativa, sendo adotado o método de pesquisa-ação, com observação sistemática e questionários para a coleta de dados. Os resultados apontaram que o uso dessas tecnologias é viável do ponto de vista tecnológico e que há uma excelente aceitação por parte do professor e alunos, porém as dificuldades relativas à infraestrutura dos laboratórios de informática das escolas podem ser um obstáculo ao uso desses ambientes na rede pública de ensino.<br> / Abstract : Despite living in the information and knowledge society, there has been a persistent and growing lack of interest from young people in scientific and technological careers. Considering the challenge of stimulating the intelligence and interest of students, it is essential to use methodologies to enable them to learn at their own pace. Practical activities are essential for linking theory with practice and can be done, among other methods, by using laboratory experiments and activities. Studies show that there are numerous benefits of using remote labs as a teaching tool and that the context of the activity carried out through 3D virtual worlds can enhance the results. However, it was found no project to verify the feasibility and acceptance of these technologies to science education in primary education. In this sense, this project aims to verify the viability and acceptance of using 3D virtual worlds integrated to remote experimentation as tools for science teaching. Therefore, it was developed a virtual 3D environment integrated to a remote microscope, an experiment consisting of a microscope and a swivel base in which samples can be rotated and their enlarged images transmitted online. A qualitative research was conducted, adopting the method of action research with systematic observation and questionnaires to data collection. The results indicate that the use of these technologies is feasible from a technological point of view and that there is a great acceptance by the teachers and students. Nevertheless, difficulties relating to the infrastructure of computer laboratories in schools can be an obstacle to the use of these environments in public schools.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:23:55Z : No. of bitstreams: 1 000857501.pdf: 5779715 bytes, checksum: 380f43e59b3ef2ddfd8718ef4c01282b (MD5) / Os Sistemas de Navegação e Guia de Rota em Automóvel (SINGRA) têm disponibilizado mapas 3D com símbolos de marcos, os quais são representados em diferentes níveis iconicidade, ou seja, símbolos com diferentes níveis de similaridade com os objetos do mundo real. Os marcos são considerados elementos-chave na estruturação da informação espacial no desenvolvimento de mapas cognitivos. Pesquisas indicam que a avaliação da satisfação é uma das medidas utilizadas para determinar a usabilidade de sistemas. Este trabalho de pesquisa investiga a preferência de um grupo de motoristas por mapas 3D de SINGRA com ou sem símbolos miméticos de marcos, em diferentes níveis de similaridade com seus referentes. Trinta motoristas (15 homens e 15 mulheres) experientes com o uso de SINGRA participaram do teste. Algumas representações cartográficas dinâmicas de um sistema de navegação comercial foram usadas por meio de simulações em um monitor de pequeno formato. Os resultados indicam que a maioria dos motoristas prefere mapas 3D com símbolos miméticos de marcos representados com alto nível de mimetismo, quando comparado aos mapas sem os marcos correspondentes... / In-Vehicle Route Guidance and Navigation Systems (RGNS) have offered 3D maps with mimetic symbols for landmarks which are represented in different levels of iconicity, i.e., symbols with different levels of similarity with objects of the real world. Landmarks are considered key elements in the structuring of spatial information to build cognitive maps. Researchers have pointed out that satisfaction is one of the fundamental measures to determine system usability. This research work investigates the driver preference for 3D maps with mimetic landmarks having different levels of iconicity and 3D maps without the same kind of symbols, in the context of RGNS. Thirty drivers (15 males and 15 females), experienced in the use of RGNS, participated in this experiment. Some dynamic cartographic representations of a commercial system were used through simulations in a medium navigation display. Results indicate the majority of drivers prefer 3D maps with mimetic landmarks which were represented in a high level of similarity with their referent when compared to the maps that did not presented the same landmarks...

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Resumo: A preservação digital de patrimônios naturais e culturais é uma das aplicações mais desafiadoras para a reconstrução 3D, já que seus resultados exigem alta fidelidade tanto da geometria quanto da textura do modelo reconstruído. Dentro do processo de reconstrução, após as etapas iniciais de aquisição e alinhamento, os dados de profundidade precisam ser integrados formando um único modelo, onde eventuais buracos devem ser preenchidos e uma malha 3D então é gerada. Uma vez reconstruído o modelo, seguem ainda as etapas de geração de textura, simplificação e visualização do modelo 3D. Nesse processo de reconstrução, esta dissertação se concentra nas etapas que compreendem a reconstrução propriamente dita da superfície do modelo, ou seja, as etapas de integração de vistas, preenchimento de buracos e geração da malha 3D dentro do pipeline desenvolvido pelo grupo IMAGO. Buscando agilizar o processo de reconstrução e torná-lo mais funcional, esta dissertação apresenta uma nova ferramenta para realizar essas etapas, aumentando a interação com o modelo 3D reconstruído e facilitando a realização de análises dos modelos gerados. Esta dissertação também revisa as abordagens do estado-da-arte para a reconstrução 3D e avalia os métodos implementados na nova ferramenta de reconstrução proposta. Além disso, propõe-se também um conjunto de soluções para as limitações apontadas nessa dissertação para o conhecido método de reconstrução Poisson Surface Reconstruc- tion.

Resumo: A visualização de modelos 3D de objetos de acervos naturais e culturais é uma importante ferramenta para a área de preservação digital, assim como para o desenvolvimento de aplicações científicas inovadoras e criação de museus virtuais interativos. A maioria dos projetos da área de computação, voltados a este tema, concentra os esforços no processo de digitalização do patrimônio cultural e em técnicas para aumentar o realismo na visualização dos modelos 3D. A visualização remota através da Internet dos modelos 3D gerados não tem recebido a atenção merecida. Um dos motivos do pouco interesse se deve ao fato de que as tecnologias existentes para visualização de modelos 3D realistas na Internet não possuem as características necessçarias para uma visualização eficiente. Este trabalho propõe a criação de um visualizador de modelos 3D realistas de objetos de acervos naturais e culturais, capaz de proporcionar alto grau de interatividade e usabilidade para os usuários. Com esta nova solução para visualização 3D em navegadores web, pode-se auxiliar atividades educacionais e tornar o estudo remoto mais atrativo eficiente.

Resumo: A maioria dos métodos de aquisição que garantem a melhor reconstrução 3D (tridimensional) utiliza-se de scanners de profundidade, também conhecidos como range scanners. Tais métodos são chamados de métodos óticos ativos, nos quais a informação da superfície é obtida a partir da projeção controlada da iluminação incidente no objeto. Estas, porém, são soluções caras, principalmente devido ao alto preço do hardware envolvido no processo. A partir daí surge à necessidade do desenvolvimento dos métodos conhecidos como métodos óticos passivos, que obtém a informação 3D a partir da análise de imagens de intensidade e resultam na profundidade absoluta da cena ou nas orientações de superfície do objeto em questão. Trata-se de métodos normalmente com custo inferior, porém que nem sempre resultam em uma reconstrução tão precisa quanto à obtida com os métodos ativos. As várias abordagens possíveis para este problema, das quais podemos citar: fotometria Stereo e shape from shading; shape from texture; shape from focus/defocus; e o shape from motion. Existem também métodos que combinam mais de uma abordagem de forma complementar, como motion e iluminação, por exemplo, tentando suprir mutuamente algumas de ciências. Todos esses métodos supracitados, usados como alternativa aos range scanners, têm suas vantagens e desvantagens para a reconstrução 3D, dependendo muito das características do objeto que se deseja reconstruir e da qualidade das imagens capturadas, sendo esses fatores cruciais na precisão e robustez das reconstruções 3D. A proposta deste trabalho é a de analisar métodos passivos de reconstrução para a posterior escolha do método mais adequado para a reconstrução 3D da maior gama possível de objetos relacionados à preservação digital, de forma a evitar o uso de range scanners, tanto pelo seu elevado custo quanto pela ineficiência de tais dispositivos para alguns tipos de objetos específicos (devido _as propriedades das superfícies ou do tamanho (do objeto). Um método híbrido que combina informações de movimentação do objeto com a reflexão de sua superfície é testado e verificamos que os resultados são interessantes, apesar de haver ainda problemas a serem corrigidos para uma reconstrução de superfícies mais generalizada e acurada.

Made available in DSpace on 2016-06-07T17:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-12-09. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:17:17Z : No. of bitstreams: 1 000865116.pdf: 1090079 bytes, checksum: 222ef9d4e6e1cffd73a6ccb6c9766fac (MD5) / O processamento de imagens é uma área em crescimento. Diversos temas científicos são abordados e em alguns casos de caráter interdisciplinar. Entre eles pode-se citar: obtenção de imagens, compreensão de imagens, análise em multi-resolução e em multi-frequência, análise estatística, codificação e a transmissão de imagens. O conhecimento e a utilização dos recursos naturais, humanos e econômicos de uma região ou de um país, é de fundamental importância para o seu desenvolvimento. O planejamento do uso do solo tem se tornado cada vez mais importante diante desse contexto. Na agronomia mais precisamente no estudo de fotografias aéreas pode-se relacionar vários setores que poderão ser beneficiados por esse estudo, como por exemplo: levantamento e delimitação de bacias hidrográficas, geoprocessamento, fotogrametria, fotopedologia, fotointerpretação, mapeamento de solos, geoestatística e ocupação e uso do solo. Esse trabalho envolveu a linguagem de programação orientada a objetos JAVA e banco de dados relacional MYSQL ambos com licença gratuita e codigo livre, tornando possível o desenvolvimento de um sistema consistente, ganhando velocidade e confiabilidade na escrita dos códigos. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um programa de computador para: processamento de imagens de fotografias aéreas, obtendose por meio de imagens bidimensionias imagens estéreoscopicas tridimensionais / The image processing is a growing area. Several scientific issues are addressed and in some cases interdisciplinary. These include: imaging, image understanding, analysis of multi-resolution and multi-frequency, statistical analysis, coding and transmission of images among others. The knowledge and use of natural resources, human and economic of a region or a country, it is of fundamental importance for its development. The planning of land use has become increasingly important in light of that context. In agronomy more precisely in the study of aerial photographs can relate various sectors that can benefit in this study, such as: survey and delineation of watersheds, GIS, photogrammetry, photo pedology, photo interpretation, soil mapping, geostatistics and occupation and use of ground. This work involved oriented programming language JAVA objects and relational database MySQL with both open source license, or free, making it possible to develop a consistent system, gaining speed and reliability in writing codes. This study aims to develop a computer program for: aerial photographs of image processing to get through two-dimensional images three-dimensional images

Orientador: Antonio Carlos Sementille / Banca: Silvio Ricardo Rodrigues Sanches / Banca: Marcos Américo / Resumo: O estúdio virtual é um sistema para a criação de cenas com objetos virtuais integrados digitalmente - e em tempo real - a imagens capturadas em estúdio. Seu emprego flexibiliza a produção audiovisual, permitindo a utilização de objetos e efeitos difíceis de serem recriados fisicamente. Diferente da forma clássica de produção, em que os efeitos são inseridos somente na pós-produção, o estúdio virtual insere o conteúdo digital na fase on set, facilitando direção e fotografia. Considerando este contexto, o objeto deste trabalho é a interação de atores com objetos virtuais utilizando técnicas de Realidade Aumentada em estúdios virtuais. O objetivo principal deste trabalho consiste na verificação da interação de atores com elementos virtuais 3D sob dois aspectos: o primeiro trata da aplicação de técnicas baseadas em interfaces tangíveis associadas ao uso de marcadores fiduciais; e o segundo foca-se na utilização da interação via gestos por meio de dispositivo de detecção de profundidade (Kinect). Para a comprovação do segundo aspecto procedeu-se na implementação, na forma de um protótipo, de um Módulo de Interação para o ambiente do ARSTUDIO, um ambiente de estúdio virtual que está em desenvolvimento na Unesp/Bauru, o qual permite a geração de cenas com Realidade Aumentada e associação de objetos virtuais por meio de marcadores fiduciais. / Abstract: The virtual studio is a system for creating scenes with digitally integrated virtual objects - in real time - to images captured in the studio. Its use eases the audiovisual production, allowing the use of difficult physically rebuilt objects and effects. Unlike the classic production process, in which inserted effects just in post-production, the virtual studio inserts the digital content in the on set phase, facilitating direction and photography. Considering this context, the object of this research is the interaction of actors with virtual objects using Augmented Reality techniques in virtual studios. The main goal is to verify interaction between actors and 3D elements under two aspects: the first is about the application of based tangible interfaces and markers techniques; and the second is about gesture interaction by depth camera device (Kinect). To prove the second aspect it was made the implementation, in prototype, of a Interaction Module for the ARSTUDIO, a virtual studio environment under development in Unesp/Bauru, that allows generating of Augmented Reality scenes and association of virtual objects with markers. / Mestre

Orientador: Amilton Amorim / Coorientador: Milton Hirokazu Shimabukuro / Banca: Nilton Nobuhiro Imai / Banca: Messias Meneguette Júnior / Banca: Jugurta Lisboa Filho / Banca: Jurgen W. Philips / Resumo: Existe uma preocupação global com relação às necessidades do cadastro, entre elas, o Cadastro 3D. Nesta tese são apresentadas algumas definições envolvendo o Cadastro Territorial Multifinalitário, com ênfase no armazenamento de parcelas 3D, e um de seus pilares fundamentais que é o banco de dados geográficos. O armazenamento e a recuperação de dados são etapas fundamentais para o cadastro, e com a necessidade de manipular estruturas complexas como a sobreposição de imóveis (públicos ou privados), cabos e dutos subterrâneos, comparece a preocupação com a forma de armazenamento, tanto geométrico como suas relações topológicas. Neste contexto, são utilizados métodos de modelagem de dados para auxiliar o desenvolvimento do banco de dados geográfico e, entre eles, estão a Estrutura Formal de Dados 3D, a Rede de Tetraedros, o Modelo Espacial Simplificado e a Representação por Bordas (B-Rep), a qual foi utilizada neste artigo. O método B-Rep é utilizado para representar a superfície de objetos sólidos. A partir deste método, desenvolveu-se uma modelagem para o Banco de Dados PostgreSQL e sua extensão espacial PostGIS, objetivando armazenar e recuperar objetos cadastrais volumétricos. Observou-se o potencial do modelo B-Rep na representação dos objetos envolvidos no Cadastro 3D, o qual já é utilizado em áreas afins para dados 3D. Através dos experimentos foi possível comprovar a identificação inequívoca da parcela, do imóvel, da quadra e do setor, com sua geométrica tridimensional, respectivamente. Esses resultados viabilizam a integração entre o registro e o cadastro de parcelas tridimensionais. / Abstract: There is a global concern about the needs of land record, including the 3D cadastre. This thesis presents some definitions of the Multipurpose Cadastre focusing on 3D volumetric storage parcels, and one of its fundamental pillars that is the geographic database. The storage and retrieval of data are fundamental steps to the Multipurpose Cadastre, and which the necessity of cadastre manipulate complex structures such as overlapping property (public or private), underground cables and pipelines, appears to concern the storage form, both as geometric their topological relations. In this context, models are used to represent data to assist the development of geographic database and, between them, are the Formal Structure of 3D data, the Tetrahedrons Network, a Simplified Model Space and Representation by Borders, which was used this article. The B-Rep method is used to represent the solid object surface. From this method, a modeling for the Geographic Data Base PostgreSQL was developed and its space extension PostGIS, with goal of to store and to recoup volumetric cadastral objects. The potential of the B-Rep model was observed in the representation of 3D objects cadastral, which already was used in similar areas for representations 3D data. Through the experiments it was possible to prove the unequivocal identification of the parcel of property, the court and the industry, with its three-dimensional geometry, respectively. These results enable the integration between the recording and registration of three-dimensional plots. / Doutor