Este trabalho apresenta uma técnica para deformação interativa de objetos 3D não estruturados que combina o uso de sketches em 2D e manipulação interativa de curvas. Através de sketches no plano de imagem, o usuário cria curvas paramétricas a serem usadas como manipulares para modificar a malha do objeto. Um conjunto de linhas desenhadas sobre a projeção do modelo pode ser combinado para criar um esqueleto composto de curvas paramétricas, as quais podem ser interativamente manipuladas, deformando assim a superfície associada a elas. Deformações livres são feitas movendo-se interativamente os pontos de controle das curvas. Alguns outros efeitos interessantes, como torção e escalamento, são obtidos operando-se diretamente sobre o campo de sistemas de coordenadas criado ao longo da curva. Um algoritmo para evitar inter-penetrações na malha durante uma sessão de modelagem com a técnica proposta também é apresentado. Esse algoritmo é executado a taxas interativas assim como toda a técnica apresentada neste trabalho. A técnica proposta lida naturalmente com translações e grandes rotações, assim como superfícies não orientáveis, não variedades e malhas compostas de múltiplos componentes. Em todos os casos, a deformação preserva os detalhes locais consistentemente. O uso de curvas esqueleto permite implementar a técnica utilizando uma interface bem intuitiva, e provê ao usuário um controle preciso sobre a deformação. Restrições sobre o esqueleto e deformações sem inter-penetrações são facilmente conseguidos. É demonstrada grande qualidade em torções e dobras nas malhas e os resultados mostram que a técnica apresentada é consideravelmente mais rápida que as abordagens anteriores, obtendo resultados similares. Dado seu relativo baixo custo computacional, esta abordagem pode lidar com malhas compostas por centenas de milhares de vértices a taxas interativas. / This work presents a technique for interactive shape deformation of unstructured 3D models, based on 2D sketches and interactive curve manipulation in 3D. A set of lines sketched on the image plane over the projection of the model can be combined to create a skeleton composed by parametric curves, which can be interactively manipulated, thus deforming the associated surfaces. Free-form deformations are performed by interactively moving around the curves’ control points. Some other interesting effects, such as twisting and scaling, are obtained by operating directly over a frame field defined on the curve. An algorithm for mesh local self-intersection avoidance during model deformation is also presented. This algorithm is executed at interactive rates as is the whole technique presented in this work. The presented technique naturally handles both translations and large rotations, as well as non-orientable and non-manifold surfaces, and meshes comprised of multiple components. In all cases, the deformation preserves local features. The use of skeleton curves allows the technique to be implemented using a very intuitive interface, and giving the user fine control over the deformation. Skeleton constraints and local self-intersection avoidance are easily achieved. High-quality results on twisting and bending meshes are also demonstrated, and the results show that the presented technique is considerably faster than previous approaches for achieving similar results. Given its relatively low computational cost, this approach can handle meshes composed by hundreds of thousand vertices at interactive rates.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-10-27T13:30:38Z No. of bitstreams: 1 DIS_KASSIANO_JOSE_MATTEUSSI_COMPLETO.pdf: 2078809 bytes, checksum: aca87c1407ee47a427ded2bd7f57523f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-27T13:30:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_KASSIANO_JOSE_MATTEUSSI_COMPLETO.pdf: 2078809 bytes, checksum: aca87c1407ee47a427ded2bd7f57523f (MD5) Previous issue date: 2016-03-17 / Big Data applications need to process and analyze large data set in parallel, such as MR applications that perform intensive disk operations. In such context, we observed a trend on use container based virtualization to process high-performance applications as MapReduce. However, the use of containers to data-intensive processing brought back many already solved interference problems in the traditional virtualized environments, such as example the interference problem caused by concurrently disk resources usage, also known as disk contention. This work shows an experimental study to investigate the intensive and concurrent usage of write resources in disk: where are concentrated the main disk interference problems, being responsible for leading the virtualized environment that uses containers to process MapReduce application until disk contention. Our result presents a static and dynamic policy for disk resource management in order to minimize the contention between MapReduce applications. Finally, the Makespan metric was evaluated and the gains over the strategies are static 31% and dynamic 26%. / Aplica??es Big Data precisam analisar e processar grandes quantidades de dados em paralelo, como ? o caso das aplica??es MapReduce que s?o conhecidas pela utiliza??o intensiva de disco. Nesse contexto, observou-se a tend?ncia em utilizar a virtualiza??o baseada em cont?ineres para o processamento de aplica??es de alto desempenho, como o MapReduce. Entretanto, o uso de cont?ineres para o processamento intensivo de dados trouxe ? tona diversos problemas de interfer?ncia j? resolvidos para as tecnologias tradicionais de virtualiza??o, como por exemplo a interfer?ncia causada pela uso concorrente dos recursos de disco, problema esse tamb?m conhecido como conten??o de disco. Esse trabalho apresenta um estudo experimental que investiga o uso intensivo e concorrente dos recursos de escrita em disco: em que se concentram os principais problemas de interfer?ncia de disco, respons?veis por conduzir os ambientes virtualizados que utilizem cont?ineres para o processamento de aplica??es MapReduce ? conten??o de disco. Os resultados demonstram que ao utilizar pol?ticas tanto est?ticas quanto din?micas para o gerenciamento de recursos ? poss?vel minimizar os problemas de conten??o de disco e acelerar as aplica??es MapReduce processadas sobre cont?ineres. A m?trica Makespan foi avaliada e os ganhos sobre as estrat?gias s?o de: est?tica 31% e a din?mica 26%.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-11-10T16:30:37Z No. of bitstreams: 1 TES_CARLOS_ROBERTO_MORATELLI_COMPLETO.pdf: 3582142 bytes, checksum: 0a19ec1c6739e7bab8f09b9e60f2bde3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-10T16:30:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_CARLOS_ROBERTO_MORATELLI_COMPLETO.pdf: 3582142 bytes, checksum: 0a19ec1c6739e7bab8f09b9e60f2bde3 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / O poder de processamento presente nos sistemas embarcados modernos permite a ado??o de t?cnicas de virtualiza??o. Juntamente com os ganhos em redu??o de custo e melhor utiliza??o dos recursos, como por exemplo uma melhor utiliza??o do processador, a virtualiza??o possibilita a co-execu??o de diferentes sistemas operacionais em um processador, sejam eles sistemas operacionais de tempo real (RTOS) e/ou de prop?sito geral (GPOS). A implementa??o da t?cnica de virtualiza??o esta baseada em um m?dulo de software denominado hypervisor. Devido a complexidade de se desenvolver uma nova camada de virtualiza??o especialmente projetada para sistemas embarcados, muitos autores propuseram modifica??es em sistemas de virtualiza??o que s?o largamente empregados em servidores na nuvem para melhor adapta-los ?s necessidades dos sistemas embarcados. Contudo, a utiliza??o de mem?ria e os requisitos temporais de alguns dispositivos embarcados requerem abordagens diferentes daquelas utilizadas em servidores. Al?m disso, a atual tend?ncia de utiliza??o de virtualiza??o nos dispositivos projetados para a internet das coisas (do ingl?s Internet of Things - IoT) aumentou o desafio por hypervisors mais eficientes, em termos de mem?ria e processamento. Estes fatores motivaram o surgimento de diversos hypervisors especialmente projetados para atender os requisitos dos atuais sistemas embarcados. Nesta tese, investigou-se como a virtualiza??o embarcada pode ser melhorada a partir de seu estado atual de desenvolvimento para atender as necessidades dos sistemas embarcados atuais. Como resultado, prop?e-se um modelo de virtualiza??o capaz de agregar os diferentes aspectos exigidos pelos sistemas embarcados. O modelo combina virtualiza??o completa e para-virtualiza??o em uma camada de virtualiza??o h?brida, al?m da utiliza??o de virtualiza??o assistida por hardware. Uma implementa??o baseada neste modelo ? apresentada e avaliada. Os resultados mostram que o hypervisor resultante possui requisitos de mem?ria compat?veis com os dipositivos projetados para IoT. Ainda, GPOSs and RTOS podem ser executados mantendo-se o isolamento temporal entre eles e com o baixo impacto no desempenho. / The current processing power of modern embedded systems enable the adoption of virtualization techniques. In addition to the direct relationship with cost reduction and better resource utilization, virtualization permits the integration of real-time operating systems (RTOS) and general-purpose operating systems (GPOS) on the same hardware system. The resulting system may inherit deterministic time response from the RTOS and a large software base from the GPOS. However, the hypervisor must be carefully designed. Due to the complexity of developing a virtualization layer designed specially for embedded systems from scratch, many authors have proposed modifications of the widely used server virtualization software to better adapt it to the particular needs of embedded system. However, footprint and temporal requisites of some embedded devices require different approaches than those used in server farms. Also, currently virtualization is being adapted for the field of the Internet of Things (IoT), which has increased the challenge for more efficient hypervisors. Thus, a generation of hypervisors focused on the needs of embedded systems have emerged. This dissertation investigated how embedded virtualization can be improved, starting from the current stage of its development. As a result, it is proposed a virtualization model to aggregate different aspects required by embedded systems. The model combines full and para-virtualization in a hybrid virtualization layer. In addition, it explores the newer features of embedded processors that have recently adopted hardware-assisted virtualization. A hypervisor implementation based on this model is presented and evaluated. The results show that the implemented hypervisor has memory requirements compatible with devices designed for IoT. Moreover, general-purpose operating systems and real-time tasks can be combined while keeping them temporally isolated. Finally, the overall virtualization overhead is for most part lower than in other embedded hypervisors.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Augusto Pinheiro de Sousa.pdf: 807423 bytes, checksum: acb6baf5371f4d9b5d445fff6a41e41b (MD5) Previous issue date: 2012-10-25 / This research aims to investigate immersion and presence in FPS as qualitative approach. This investigation is done by taking in account the two decades of successes on the FPS genre in the games industry in which has been observed paradigm transformations that include control mappings, depth of interaction, graphic realism, considerable expansion in multi-user environments etc. The methodology has been an heuristic one with such an ontological focus situated between the relations of the specific FPS genre and virtual reality done by an organization of bibliographic references and a discussion with professionals from the international industry. From the selected survey which has been organized and selected as a qualitative approach withing the academic literature in both virtual reality and digital games to establish a synthesis of factors to be observed in case studies and evaluated by invited developers from the FPS games industry. This way, it relates the concepts, situating immersion in the field of the convincing experience of the game and that of being in the game . In parallel, the term virtual reality (as a support), by which multi-form definitions emplaces it between device configurations or setups related to sensorial perception and of psychological experiences provided by this medium, the extra-sensorial reach, reflects the development of a projected immersive reproduction by which users of this medium describe the sense of presence, of being in another place or another world. It is believed that the result of this work should contribute to fulfill of studies in the specific FPS genre field, within the own virtual reality studies and possibly in the aiding of design for the development of the FPS games / A pesquisa investiga os conceitos de imersão e presença nos jogos FPS (First-Person Shooters, Jogos de Tiro em Primeira Pessoa) a partir de uma perspectiva qualitativa. Realiza uma investigação tomando o fenômeno dos jogos FPS em duas décadas de sucesso na indústria dos jogos, dentro da qual observou-se transformações paradigmáticas que incluem mapeamentos de controle, à profundidade de interação, realismo gráfico, expansão considerável de ambientes multi-usuário (multijogador), etc. A metodologia foi heurística com enfoque ontológico, situando-se nas relações entre o específico gênero de jogo FPS e realidade virtual, a partir de uma organização da bibliografia e discussão com profissionais da indústria internacional. A partir dos levantamentos realizados organiza e apresenta uma análise qualitativa através da literatura acadêmica tanto em realidade virtual quanto em jogos digitais para estabelecer uma síntese de fatores a serem observados em estudos de caso e avaliados por desenvolvedores convidados da indústria de jogos FPS. Deste modo, relaciona os conceitos, situando a imersão no campo experiência convincente de jogo e de se estar no jogo . Paralelamente, o termo realidade virtual (como suporte), cuja descrição multiforme situa-o entre configurações de dispositivos relacionados à percepção sensorial e de experiências psicológicas providas por este meio, do alcance extra-sensorial, reflete o desenvolvimento projetado para a reprodução imersiva no qual participantes relatam a sensação de presença, de estarem em outro ambiente ou outro mundo. Acredita-se que o resultado deste trabalho poderá contribuir para suprir uma carência de estudos no campo do genêro FPS, dentro dos atuais estudos sobre realidade virtual e possivelmente no auxílio para design e desenvolvimento de jogos FPS

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Correia Meneguette.pdf: 1691989 bytes, checksum: 589816a2fb6192942ba9e0f267b88b17 (MD5) Previous issue date: 2010-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation aims at researching concepts that emerged from virtual reality studies, through a non-dualistic approach. It starts with a survey about the main technical concepts of virtual reality immersion, presence, and engagement as considered by authors such as Heim, Biocca, Heeter, Grau, Lombard & Ditton. Meanwhile, it is outlined an argument which states that these concepts have emerged from design desires and goals. Afterwards, in order to seek an alternative to the dualism that underlies objectivist approaches of virtual reality, chapters two and three engage to the phenomenological understanding of the lived experience of the space. Therefore, it focuses on studying both Merleau-Ponty's phenomenology of perception and Bachelard's phenomenology of poetic imagination. By clashing this philosophy and those concepts previously considered, two issues have been considered: the body as being-in-the-world and the reverie as poetic activity of inhabiting. These two themes suggest the need to re-articulate the understanding of virtual reality-promoted definitions and applications. On chapter four, in addition to the phenomenological approach, it is discussed the issue of the imagination and participation in game's virtual environment, through the concepts of technical image and imagination from Flusser. Finally, it is suggested a possible way to understand immersion through the phenomenological concept of situation / Esta dissertação tem como meta principal de pesquisa o exame de conceitos da realidade virtual a partir de uma abordagem não-dualista. Começa por fazer um levantamento dos principais conceitos técnicos abrangidos por esse corpo de conhecimentos imersão, presença e engajamento através de autores como Heim, Biocca, Heeter, Grau, Lombard & Ditton. Esboça, enquanto isso, o argumento de que tais conceitos surgem como desejos e metas de design. Em seguida, a fim de buscar uma alternativa ao dualismo intrínseco às abordagens objetivistas da realidade virtual, os capítulos dois e três aplicam-se na compreensão fenomenológica da vivência do espaço. Para tanto, foca-se na leitura, primeiro, da fenomenologia da percepção de Merleau- Ponty e, depois, da fenomenologia da imaginação poética de Bachelard. No embate dessa filosofia com os conceitos anteriormente considerados, surgem os temas do corpo como ser-nomundo e do devaneio como atividade poética do habitar. Estes dois temas sugerem a rearticulação da compreensão das definições e aplicações práticas promovidas pela realidade virtual. No capítulo quatro, como complemento à abordagem fenomenológica, é discutido o problema da imaginação e da participação no ambiente virtual do jogo a partir dos conceitos de imagem e imaginação técnicas de Flusser. Finalmente, é sugerido um possível modo de se compreender a imersão a partir da concepção fenomenológica da situação

A radiologia é especialidade médica mais informatizada, graças a difusão de protocolos e a digitalização dos processos. Com os avanços da tecnologia, o diagnóstico por imagens se mantém em constante evolução e tais mudanças nunca tiveram tanta repercussão sobre o trabalho dor profissionais de saúde como agora. Nosso desafio enquanto pesquisadores de computação é propor abordagens que facilitem o trabalho médico, instigue a colaboração e, por fim, como objetivo mais audacioso, melhore os cuidados à saúde das pessoas. Nesse contexto, esta dissertação investiga a inserção de interfaces alternativas para análise de imagens médicas diagnósticas. Ela está organizada em duas áreas principais, a primeira diz respeito ao diagnóstico móvel, desde o desenvolvimento de ferramentas que permitam o acesso a imagens digitais em ambientes com recursos limitados, até a avaliação do diagnóstico realizado nesses ambientes comparado a dispositivos tradicionais (workstations radiológicas). A segunda etapa está relacionada a visualização avançada de exames volumétricos, nesse caso investigamos a capacidade diagnóstica de visualizar em realidade virtual, bem como a qualidade das reconstruções nesse ambiente, usabilidade e desconfortos dos usuários. Toda a experimentação e desenvolvimento foi realizada sobre sistemas profissionais e validados por médicos especialistas em imagens diagnósticas. As principais contribuições referentes a aplicações móveis são técnicas para acesso eficiente a imagens médicas em ambientes com recursos limitados, como tablets e smartphones, um estudo do comportamento típico de médicos radiologistas ao utilizarem um visualizador móvel e as respectivas avaliações de usabilidade dessa aplicação. Para o diagnóstico móvel, destaca-se a alta taxa de acerto para avaliação de exames de tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética (RM) e radiografias, quando comparado a computadores desktop. Além disso, resultados obtidos na visualização de imagens médicas em realidade virtual mostraram uma alta taxa de acerto na identificação de fraturas expostas (para imagens 3D de TC). A percepção dos radiologistas após utilizar a aplicação imersiva trouxe indicativos de quais áreas da medicina a realidade virtual pode trazer reais benefícios, como no planejamento de cirurgias, visualização de fraturas complexas, distração de pacientes em procedimentos dolorosos, entre outros. À luz dos resultados apresentados, verifica-se o potencial dos dispositivos móveis para avaliação de imagens diagnósticas, principalmente em casos de emergência, sendo fundamental para agilidade no cuidado à saúde de pacientes. A realidade virtual na radiologia tem o potencial de revolucionar as interfaces para manipulação de dados clínicos, criando uma novo paradigma de interpretação em imagens médicas diagnósticas. / Radiology is considered the most digital medical specialty because of the diffusion of protocols and the digitization of processes. With fast technological advances, the imagingbased diagnosis remains in constant evolution and such changes have never had as much repercussion on the health workers as today. Our challenge as computer scientists is to propose new approaches that facilitate medical work, instigate collaboration and, finally, as the most audacious goal, improve people’s healthcare. In such context, this thesis investigates the use of alternative interfaces for medical images analysis. Our research is organized in two main areas. The first one concerns mobile diagnosis, from the development of tools that allow access to medical images in computation environments with limited resources, to the evaluation of the diagnosis performed in these environments when compared to traditional devices (radiological workstations). The second stage is related to advanced approaches to visualize volumetric exams. In this case, we investigate the diagnostic capability of visualizing in virtual reality, as well as the quality of the reconstructions provided in such environments, usability and user discomforts. All the experimentation and development were carried out on professional systems and validated by specialists in diagnostic imaging. Techniques for efficient medical images access in environments with limited resources, such as tablets and smartphones, are the main contributions regarding mobile applications. This also includes a study of the typical behavior of radiologist physicians when using a mobile viewer and the respective usability evaluations of that application. For the mobile diagnosis, the high accuracy rate for the evaluation of computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI) and radiography when compared to desktop computers, stands out. In addition, results obtained in the virtual reality visualization showed a highly accurate rate for the identification of superficial fractures (in 3D CT studies). The radiologists perception after using the immersive application has brought indications of what areas in medicine virtual reality can bring real benefits. Examples include surgeries planning, visualization of complex fractures and distraction of patients in painful procedures, among others. In light of the presented results, the potential of the mobile devices for the evaluation of diagnostic images, mainly in cases of emergency, being fundamental for agility in the patients health care is noticeable. Virtual reality in radiology has the potential to revolutionize the interfaces for manipulation of clinical data, creating a new paradigm of interpretation in diagnostic medical images.

INTRODUÇÃO: Recentemente, videogames interativos (VI) estão sendo utilizados como intervenção cognitiva-motora que associa estímulos motores e cognitivos. Vários estudos mostraram que os VI podem promover melhorias no controle postural, marcha, cognição e independência funcional em idosos e pacientes com doença neurológica. No entanto, ainda não há evidências sobre os efeitos dos VI em idosos frágeis. O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicabilidade, a segurança, a aceitabilidade do treinamento com Nintendo Wii Fit Plus® (NWFP) e os resultados funcionais (controle postural, marcha, cognição, humor e medo de cair) em idosos frágeis e pré-frágeis. MÉTODOS: Foi realizado um ensaio clínico randomizado controlado, grupo paralelo, para avaliação da aplicabilidade. Idosos frágeis e pré-frágeis foram atribuídos aleatoriamente ao grupo experimental (GE, n = 15) ou grupo controle (GC, n=15). Os participantes do GE realizaram 14 sessões de treinamento, com duração de 50 minutos cada, duas vezes por semana. Em cada sessão de treinamento, os participantes jogaram cinco dos 10 jogos selecionados, duas tentativas em cada jogo. Os participantes do GC receberam recomendações gerais sobre a importância da atividade física. Todos os participantes foram avaliados por um fisioterapeuta cego em três momentos: antes e depois da intervenção e 30 dias após o término da intervenção (follow-up). Avaliamos a aplicabilidade (pontuação dos participantes nos jogos), aceitabilidade (questionário de satisfação dos jogos), segurança (eventos adversos durante as sessões de treinamento) e desfechos funcionais: (1) controle postural (Mini-BESTest); (2) marcha (Functional Gait Assessment, FGA); (3) cognição (Montreal Cognitive Assessment, MoCA); (4) humor (GDS-15); e (5) medo de cair (FES-I). RESULTADOS: Os participantes do GE melhoraram suas pontuações em todos os 10 jogos, relataram que entenderam os jogos e gostaram de praticá-lo, houve poucos eventos adversos durante o período do estudo. Houve melhora significativa no Mini-BESTest e no FGA no GE quando comparado ao GC (p < 0,05). CONCLUSÃO: O treinamento com NWFP foi aplicável, aceitável e seguro para idosos frágeis e promoveu melhora no controle postural e na marcha. Não houve efeitos sobre a cognição, humor ou medo de cair / BACKGROUND: Recently, interactive video games (IVG) have been used as a cognitive-motor intervention that associates exercises and cognitive stimulation. Several studies have shown that IVG can promote improvement in postural control, gait, cognition, and functional independence in elderly people and patients with neurological disease. However, there is a lack of evidence about the effects of IVG on frail and pre frail elderly. The aim of this study was to evaluate the feasibility, safety, and acceptability of playing Nintendo Wii Fit PlusTM (NWFP) interactive video games, and the functional outcomes (postural control, gait, cognition, mood, and fear of falling) in frail and pre frail older adults. Methods: This study is a randomised controlled, parallel group, feasibility trial. Participants were frail and pre frail older adults randomly assigned to the experimental group (EG, n=15) or control group (CG, n=15). Participants of the EG performed 14 training sessions, lasting 50 minutes each, twice a week. In each training session, participants played five of 10 selected games, with two attempts at each game. Participants of the CG received general advice regarding the importance of physical activity. All participants were assessed by a blinded physical therapist at three moments: before and after intervention, and 30 days after the end of the intervention (follow-up). We assessed the feasibility (score of participants in the games), acceptability (game satisfaction questionnaire), safety (adverse events during training sessions), and functional outcomes: (1) postural control (Mini-BESTest); (2) gait (Functional Gait Assessment); (3) cognition (Montreal Cognitive Assessment); (4) mood (GDS-15); and (5) fear of falling (FES-I). Results: Participants in the EG improved their scores in all of the 10 games, reported to understand and enjoy the tasks of the games, and presented few adverse events during the practice. There was a significant improvement in the Mini-BESTest and Functional Gait Assessment in the EG when compared to the CG (p < 0.05). Conclusion: NWFP was feasible, acceptable, and safe for frail older adults and promoted improvement in postural control and gait. There were no effects on cognition, mood, or fear of falling

Propiciar uma boa experiência de imersão ao usuário, quando este interage com conteúdos ou ambientes virtuais, é um dos principais desafios dos desenvolvedores e pesquisadores de tecnologias interativas, com destaque para realidade virtual e aumentada. Em especial nas áreas de educação e entretenimento, nas quais o engajamento do usuário e a significância dos conteúdos são cruciais para o sucesso da aplicação, é comum a busca por uma experiência que se aproxime de uma imersão total do participante. Quando as atividades envolvem interações a distância, um possível meio de se obter maior imersão são os chamados sistemas de telecomunicação imersiva. Tais sistemas oferecem compartilhamento de um ambiente virtual e troca de informações entre participantes remotos, além da interação desses com o ambiente. Um componente importante desses sistemas é o vídeo-avatar, uma representação visual do participante dentro do ambiente, baseado em sua captura de vídeo em tempo-real. Este trabalho apresenta novas propostas de reconstrução geométrica e renderização para a geração e apresentação de um vídeo-avatar. Inicialmente, um modelo teórico para se modularizar as técnicas de reconstrução e renderização existentes foi proposto. Por meio desse modelo foi criada uma nova técnica de reconstrução geométrica e renderização, denominada Video-based Microfacet Billboarding. Essa técnica emprega uma reconstrução e renderização em tempo-real que possibilita a representação de detalhes e melhora a percepção de integração com o ambiente. É também proposta neste trabalho o conceito de non-photorealistic video-avatar, que visa aplicar um estilo não fotorrealístico único sobre toda a cena, afim de melhorar a integração do avatar com o ambiente e, por sua vez, aumentar a imersão do usuário. Os resultados obtidos através da implementação do vídeo-avatar com essas técnicas e testes preliminares com usuários dão fortes indícios de que é possível a geração de uma representação visual que possua todos os requisitos do sistema iLive, sistema de telecomunicação imersiva voltado a educação e jogos eletrônicos em desenvolvimento pelo Laboratório de Tecnologias Interativas (Interlab) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. / Providing good immersion experiences for users interacting with virtual contents or an environment is one of the main challenges for developers and researchers in interactive technologies, mainly virtual and augmented reality. Especially in areas of education and entertainment, in which the engagement of the user and the significance of content are of crucial importance for the success of the application, the search for experiences that approximate to one of a total immersion of the participant is common practice. When interaction at distance is necessary, one way to provide better immersion experiences is the use of a solution called Immersive Telecommunication System. This kind of system can provide the sharing of the virtual environment among participants, information exchange among them, and also their interaction with the virtual environment. One of the most important component of these systems is the video-avatar, the representation of the participant in the virtual environment based on a video of the participant captured in real-time. This work presents new approaches of geometric reconstruction and rendering for the creation of a video-avatar. First, a theoretical model to modularize the existing reconstruction and rendering approaches was proposed. Based on this model, a new approach of geometric reconstruction and rendering, called Video-based Microfacet Billboarding, was conceived. This approach uses a technique of real-time reconstruction and rendering that enables the representation of the object details and improves the integration of the avatar in the virtual environment. In this work, it is also proposed the concept of non-photorealistic video-avatar, that aims to apply a non-photorealistic style over all the scene to improve the avatar integration with the environment, and with this, to enhance the user\'s immersion. The results obtained by the implementation of a video-avatar with these approaches, as well as preliminary users tests, gives us strong evidences that we could create a user representation that attends all the requisites of the iLive system, an immersive telecommunication system for education and gaming purposes, in development by the Interactive Technologies Laboratory (Interlab) of Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

O desenvolvimento da realidade virtual permitiu experimentos psicofísicos inéditos, como o aqui descrito, cujo objetivo foi investigar a microgênese da percepção visual de profundidade decorrente de disparidade binocular. Tais processos ocorrem em etapas, com construção gradual do percepto. Experimentos já indicavam a percepção da profundidade em etapas precoces do processamento visual. Isso é confirmado neste trabalho, realizado com tecnologia que garante a estimulação visual exclusivamente por disparidade binocular. Para isso, foram desenvolvidos hardware e software específicos que permitem o controle preciso dos tempos de estimulação binocular e a medida confiável de tempos de reação. Resultado significativo deste trabalho foi também a validação dessas ferramentas, possibilitando estudos futuros de psicofísica em realidade virtual. Finalmente, são sugeridas as cautelas necessárias em experimentos dessa natureza, tanto para a proteção dos participantes contra condições desconfortáveis ou aversivas, como para a seleção de participantes sem déficits funcionais de estereopsia. / Virtual reality technology opened up the possibility of novel psychophysiscal investigations. This work describes a research on the microgenesis of depth perception, as induced exclusively by binocular disparity. Such processes occur in early stages, whereby the percept is gradually built. Previous experiments indicated that depth perception is perceived in early stages of visual processing. This conclusion is now confirmed by the present work, carried out with a technology that guarantees visual stimulation exclusively by binocular disparity. Specific hardware and software were developed, to permit accurate timing of binocular stimulation and reliable measurements of reaction time. A significant result of the present work was the validation of these new tools. Finally, the results also allow suggesting the precautions necessary in the execution of experiments of this type, both to protect participants from possibly uncomfortable or aversive situations, and also to select participants without functional stereopsis deficits.

Pesquisas no âmbito da iluminação focam no aspecto quantitativo e físico dos efeitos lumínicos e seu desempenho na relação usuário-ambiente. Estudos sobre os aspectos subjetivos da luz e sua influência na percepção e usufruto do espaço são crescentes, porém, existem poucos experimentos para avaliar impressões subjetivas dos espaços urbanos à noite. O intuito da pesquisa, portanto, é procurar inverter a pergunta: quanto de luz as pessoas precisam? para como as pessoas interpretam o espaço iluminado em que estão inseridas? e respondê-la através de avaliações visuais dos ocupantes inseridos em diferentes cenários de iluminação. Assim, a pesquisa tem por objetivo verificar a influência da iluminação na percepção do espaço urbano e na relação do usuário com o ambiente noturno. Neste sentido, a pesquisa concentra-se em duas vertentes, uma teórica e outra experimental. Primeiro, a partir da revisão da literatura, investiga-se as impressões dos usuários em ambientes iluminados a partir de conceitos como atmosfera, cunhada por Vogels (2008), e questões relacionadas a variáveis da iluminação e sua influência na percepção visual. Por fim, o estudo contempla um viés experimental, no sentido de formular recursos - aparatos e procedimentos - para avaliação dos cenários pelos usuários. Sob à luz dos conceitos selecionados e, utilizando o ambiente virtual como suporte à criação de cenários noturnos, os resultados mostram que existem qualidades subjetivas diferentes nos espaços, relacionadas com questões de segurança e sociabilidade do ambiente, o que reflete a importância destas avaliações, além de apontar possibilidades de investigação sobre a relação entre intenções do projetista e as necessidades e expectativas dos usuários, além de futuros desenvolvimentos em outros contextos onde a iluminação desempenha papel fundamental na vivência e percepção do espaço. / Researches in the field of lighting focuses on the quantitative and physical aspects of light effects and their performance in the user-environment relationship. Studies on the subjective aspects of light and its influence on the perception and usufruct of space are increasing; however, there are few experiments to evaluate subjective impressions of urban spaces at night. The aim of research, therefore, is to try to reverse the question: how much light do people need? to How do people interpret the enlightened space in which they are inserted?, and respond to it through visual assessments of occupants in different lighting scenarios. Thus, the research aims to verify the influence of lighting in the perception of urban space and the relationship of the user with the nocturnal environment. In this sense, the research focuses on two aspects: theoretical and experimental. First, from the literature review we investigate the impressions of users in illuminated environments based on concepts such as atmosphere, coined by Vogels (2008), and questions related to lighting variables and their influence on visual perception. Finally, the study contemplates an experimental phase, in the sense of formulating resources - devices and procedures - to evaluate the scenarios by users. Using the selected concepts and through the virtual environment as support for the creation of night scenarios, the results show that there are different subjective qualities in the spaces, related to safety issues and the sociability of the environment, which reflects the importance of these evaluations. Besides that, the research aims to point out possibilities about the relation between the designer\'s intentions and the user\'s needs and expectations, as well as future developments in other contexts where lighting planning plays a fundamental role in the experience and perception of space.