[pt] A reconstrução de cenas a partir de imagens tem recebido, recentemente, grande interesse por parte dos pesquisadores das áreas de visão computacional, computação gráfica e modelagem geométrica. Várias são as suas aplicações como, por exemplo, modelagem de objetos a partir de imagens, construção de ambientes virtuais e telepresença. Dentre os métodos que têm produzido bons resultados na reconstrução de cenas a partir de imagens, podemos destacar aqueles que se baseiam em algoritmos de Escultura do Espaço. Tais técnicas procuram determinar quais são os elementos, em uma representação volumétrica do espaço da cena, que satisfazem um conjunto de restrições fotométricas impostas por um conjunto de imagens. Uma vez determinados, tais elementos volumétricos são coloridos de modo que reproduzam as informações fotométricas nas imagens de entrada, com uma certa margem de tolerância especificada com base em critérios estatísticos. Neste trabalho, investigamos o emprego de técnicas utilizadas em visualização no desenvolvimento de métodos de escultura do espaço. Como resultado, propomos um método por refinamento adaptativo que trabalha sobre espaços de reconstrução representados através de subdivisões espaciais. Tal método é capaz de realizar o processo de reconstrução de modo mais eficiente, empregando esforços proporcionais às características locais da cena, que são descobertas à medida em que a reconstrução é realizada. Finalmente, avaliamos a qualidade e a eficiência do método proposto, com base em um conjunto de resultados obtidos através de um sistema de reconstrução de objetos que utiliza imagens capturadas por webcams. / [en] The reconstruction of scenes from imagens has received special attention from researchers of the areas of computer vision, computer graphics and geometric modeling. As examples of application we can mention image-based scene reconstruction, modeling of complex as-built objects, construction of virtual environments and telepresence. Among the most successful methods used for the reconstruction of scenes from images are those based on Space Carving algorithms. These techniques reconstruct the shape of the objects of interest in a scene by determining, in a volumetric representation of the scene space, those elements that satisfy a set of photometric constraints imposed by the input images. Once determined, each photo- consistent element is colorized according to the photometric information in the input images, in such a way that they reproduce the photometric information in the input images, within some pre-specificied error tolerance. In this work, we investigate the use of rendering techniques in space carving methods. As a result, we propose a method based on an adaptive refinement process which works on reconstruction spaces represented by spatial subdivisions. We claim that such method can reconstruct the objects of interest in a more efficient way, using resources proportional to the local characteristics of the scene, which are discovered as the reconstruction takes place. Finally, we evaluate the quality and the efficiency of the method based on the results obtained from a reconstruction device that works with images captured from webcams.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Irlandino Almeida.pdf: 795180 bytes, checksum: 9f8896e26b58665bad7d75b665940404 (MD5) Previous issue date: 2007-09-17 / We present a semi-automatic methodology for three-dimensional reconstruction using an image-based modeling environment. This is done through an initial camera calibration step that makes possible to the viewer, identify objects in the 2D acquired image and them get its position from the camera parameters. This methodology can be applied in the real word model reconstruction like electric and industry installations. / Apresentamos uma metodologia semi-automática para reconstrução tridimensional utilizando um ambiente de modelagem no qual o usuário, a partir de uma determinada imagem e de pontos nela selecionados com seu correspondente no espaço do mundo, realiza a calibração da câmera. Após este processo, a cena poderá ser composta a partir de objetos pré-estabelecidos fornecidos pelo ambiente de modelagem tridimensional baseado na imagem. Esta metodologia pode ser aplicada na reconstrução de modelos do mundo real, como instalações elétricas e industriais.

[pt] O presente trabalho introduz o conceito de impostores com relevo: uma maneira eficiente para representar objetos por imagens em sistemas que requerem visualização em tempo real, especialmente jogos 3D e ambientes de realidade virtual. Para tanto, mesclam-se métodos tipicamente pertencentes à área de renderização baseada em imagens com métodos tradicionais de visualização baseada em geometria. A técnica requer do usuário apenas a modelagem geométrica da entidade a ser representada. Posteriormente o sistema sintetiza texturas com relevo, dinamicamente atualizadas quando necessário, e as visualiza utilizando o método de mapeamento de texturas com relevo. Esta abordagem permite inserir modelos complexos, tanto pela sua natureza geométrica, como pelo seu processo de visualização, no pipeline gráfico em tempo real. Além disso, os impostores com relevo procuram aproveitar o tempo ocioso ou recursos paralelos disponíveis no processador, de forma a balancear a carga de processamento de visualização entre CPU/GPU. Estes impostores também tornam possível a representação de qualquer tipo de objeto geométrico através de mapeamento de texturas com relevo. / [en] The present work introduces the concept of relief impostors: an efficient manner of representing objects by images in systems that require real time rendering, such as 3D games and virtual reality environments. For this purpose, typical methods of image-based rendering are mixed with traditional geometry based rendering methods. This technique only requires from the user the geometric modeling of the entity to be represented. After this, the system synthesizes relief textures, dynamically refreshed when necessary, and renders them using the method of relief texture mapping. This approach allows complex models to be inserted into the real time pipeline system. This complexity arise either from the geometric nature of the model or its process of visualization. Also, the relief impostors try to use the idle time or parallel resources available on the processor, in order to balance the work to be done between the CPU and GPU. Furthermore, they make possible the representation of any kind of geometric object by the relief texture mapping technique.