As estrategias de passes têm sido sempre de interesse para a pesquisa de futebol. Desde os inícios do futebol, os técnicos tem usado olheiros, gravações de vídeo, exercícios de treinamento e feeds de dados para coletar informações sobre as táticas e desempenho dos jogadores. No entanto, a natureza dinâmica das estratégias de passes são bastante complexas para refletir o que está acontecendo dentro do campo e torna difícil o entendimento do jogo. Além disso, existe uma demanda crecente pela deteção de padrões e analise de estrategias de passes popularizado pelo tiki-taka utilizado pelo FC. Barcelona. Neste trabalho, propomos uma abordagem para abstrair as sequências de pases e agrupálas baseadas na geometria da trajetória da bola. Para analizar as estratégias de passes, apresentamos um esquema de visualização interátiva para explorar a frequência de uso, a localização espacial e ocorrência temporal das sequências. A visualização Frequency Stripes fornece uma visão geral da frequencia dos grupos achados em tres regiões do campo: defesa, meio e ataque. O heatmap de trajetórias coordenado com a timeline de passes permite a exploração das formas mais recorrentes no espaço e tempo. Os resultados demostram oito trajetórias comunes da bola para sequências de três pases as quais dependem da posição dos jogadores e os ângulos de passe. Demonstramos o potencial da nossa abordagem com utilizando dados de várias partidas do Campeonato Brasileiro sob diferentes casos de estudo, e reportamos os comentários de especialistas em futebol. / Passing strategies analysis has always been of interest for soccer research. Since the beginning of soccer, managers have used scouting, video footage, training drills and data feeds to collect information about tactics and player performance. However, the dynamic nature of passing strategies is complex enough to reflect what is happening in the game and makes it hard to understand its dynamics. Furthermore, there exists a growing demand for pattern detection and passing sequence analysis popularized by FC Barcelona’s tiki-taka. We propose an approach to abstract passing strategies and group them based on the geometry of the ball trajectory. To analyse passing sequences, we introduce a interactive visualization scheme to explore the frequency of usage, spatial location and time occurrence of the sequences. The frequency stripes visualization provide, an overview of passing groups frequency on three pitch regions: defense, middle, attack. A trajectory heatmap coordinated with a passing timeline allow, for the exploration of most recurrent passing shapes in temporal and spatial domains. Results show eight common ball trajectories for three-long passing sequences which depend on players positioning and on the angle of the pass. We demonstrate the potential of our approach with data from the Brazilian league under several case studies, and report feedback from a soccer expert.

Algoritmos de detecção de linhas são usados em muitos campos de aplicação, tais como visão computacional e automação como base para análises mais complexas. Por exemplo, a informação de linha pode ser usada como dado de entrada para algoritmos de detecção de objetos ou mesmo para a estimativa da orientação espacial de robôs aéreos. Uma das formas de detectar linhas é através do uso de um processo de filtragem não linear chamado deWide Line Detector (WLD). Esse algoritmo é eficaz na marcação de pixels de linha em imagens em tons de cinza, separando linhas claras ou linhas escuras. Contudo, os algoritmos de detecção de linha não estão normalmente preocupados com a estimativa de largura local individual associada a um pixel. Se disponível, tal informação poderia ser explorada por algoritmos de visão computacional. Além do mais, a informação de cor também é extensivamente usada em visão computacional como um discriminante de objetos, mas o WLD não a usa. Neste Trabalho, nós propusemos a extensão do WLD para imagens em cores. Nós também desenvolvemos um novo kernel monotonicamente crescente que é mais eficiente e mais robusto para detectar linhas do que que os kernels monotonicamente decrescentes usados pelo WLD. Por fim, desenvolvemos uma maneira de obter uma estimativa de largura de linha partindo da densidade local associada a similaridade entre pixels, revertendo o processo usado pelo WLD para estimar qual kernel deve ser usado. Diversos experimentos foram realizados com o método proposto considerando diferentes parâmetros, além da comparação com o WLD tradicional, para analizar a eficácia do método. / Line detection algorithms are used by many application fields, such as computer vision and automation, as a basis for more complex analysis. For instance, line information can be used as input to object detection algorithms or even attitude estimation in flying robots. One way to detect lines is to use an isotropic nonlinear filtering procedure called the Wide Line Detector (WLD). This algorithm is effective to highlight the line pixels in gray scale images, separating dark or bright lines. However, line detection algorithms are not normally concerned with the pixel-wise estimation of thickness. If available, such information could be further explored by computer vision algorithms. Furthermore, color is extensively used in computer vision as an object discriminant, but not by the WLD. In this work, we propose the extension of the WLD to color images. We also develop a method that allows the estimation of the line width locally using only the density information and no border or center line information. Finally, we develop a new monotonically increasing kernel that is more efficient and yet effective to detect lines than the monotonically decreasing kernels used by the WLD. Finally, we devise a way ro obtain the wideline thickness from the density estimate obtained from the similarity between pixels, reverting the process used by the WLD to determine which kernel should be used. We perform several experiments with the proposed method, considering different parameters, and comparing it to the traditional WLD algorithm to assess the effectiveness of the method.

A iluminação indireta é capaz de elevar consideravelmente a qualidade visual de cenas renderizadas, mas é também uma operação custosa. Por este motivo, há muito esforço de pesquisa voltado para a renderização de iluminação indireta em tempo real. Apesar de atualmente existirem técnicas poderosas para a iluminação indireta em tempo real, elas fornecem ao artista apenas um controle grosseiro do equilíbrio entre qualidade e desempenho. Nós propomos uma Malha de Luzes Virtuais para calcular a iluminação indireta difusa numa cena, inspirados pelo uso de outras malhas auxiliares, como Malhas de Navegação e Malhas de Colisão. Uma Malha de Luzes Virtuais (MLV) é uma malha simplificada de luzes poligonais usadas para aproximar a luz refletida pela geometria real. Juntamente com a MLV, nós projetamos uma estrutura de dados de aceleração para atingir um desempenho eficiente com iluminação indireta usando uma MLV complexa. O uso da MLV apresenta algumas características vantajosas: maior controle artístico dos atributos da iluminação indireta; a possibilidade de integração com técnicas existentes como animação esquelética e geração procedural; e integração simples com ferramentas e processos de produção de arte existentes. Nossos resultados experimentais mostram que a iluminação indireta controlada por artistas é uma alternativa viável a métodos existentes. / Indirect illumination on a rendered scene can add a great deal to its visual quality, but it is also a costly operation. Therefore, a lot of research targets how to render indirect illumination in real-time. While powerful techniques for real-time indirect illumination currently exist, they provide only coarse-grained artistic control over the trade-off between quality and speed. We propose a Virtual Light Mesh to compute the scene’s diffuse indirect illumination, inspired by the use of other current auxiliary meshes such as Navigation Meshes and Collision Meshes. A Virtual Light Mesh (VLM) is a simplified mesh of polygonal lights used to approximate the light bounced by the real geometry. Together with the VLM, we design an acceleration data structure for efficient indirect illumination performance with a complex VLM. The use of VLM presents some positive properties: greater artistic control of the indirect illumination characteristics; the possibility of integration with existing techniques such as skeletal animation and procedural generation; and simple integration into existing asset production tools and pipelines. Our experimental results show that artist controlled indirect illumination is a viable alternative to existing methods.

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.

A análise de redes sociais através de ferramentas visuais permite ao usuário extrair informações importantes sobre os indivíduos e seus relacionamentos. Através dela é possível entender de que forma os grupos se organizam. Para o caso de redes de coautoria, algumas conclusões como qual o pesquisador com maior prestígio na rede ou qual pesquisador tem o perfil mais parecido com o seu podem ser obtidas. Uma grande quantidade de ferramentas têm sido desenvolvidas para visualização de redes sociais. Algumas delas permitem que análises sejam feitas sobre os dados que compõem as redes, porém a maioria não mostra os resultados dessas análises sobre o próprio grafo, em geral apresentando-as como informações textuais. Neste trabalho, inicialmente, foi feito um estudo comparativo de diversas ferramentas visuais que além de mostrar redes sociais de forma gráfica, fazem algum tipo de análise sobre a rede. O estudo subsidiou o desenvolvimento de Pandora, uma ferramenta que permite visualização incremental de redes acadêmicas além de interação com o grafo e cálculo de algumas métricas, como centralidades, assortatividade e coeficiente de colaboração. / The analysis of social networks through visual tools allows to extract important information about each individual and their relationships. Through it we can understand how groups are organized. For the case of co-authorship networks, some conclusions about which researcher has greater prestige in the network or where the researcher has profile more like his can be obtained. A lot of tools have been developed for visualizing social networks. Some of them allow analyzes are made about the data that make up the networks, but most do not show the results of these analyzes on the graph itself, usually presenting them as textual information. This work was initially done a comparative study of various visual tools that show beyond social networks graphically. This tools generally do some kind of analysis on the network. In this work Pandora was developed, a visualization tool that allows incremental academic networks and interaction with the graph and calculate some metrics, such as centralities, assortativity and collaboration coefficient.

A simulação de cores corresponde à essência do processo de síntese de imagens realistas. Em se tratando de minerais, a presença de uma dada impureza, ou uma variação de sua concentração, pode fazer com que alguns materiais sofram alterações dramáticas em suas cores. Por exemplo, enquanto o quartzo puro é transparente, a ametista é um tipo violeta de quartzo, cuja cor é determinada pela presença de traços de ferro. A quantidade de ferro define o matiz percebido. A cor apresentada por um mineral pode ser determinada com base no seu espectro de absorção. No entanto, a definição de todas as variações possíveis é impraticável e, portanto, tal informação está disponível apenas para um subconjunto dos minerais existentes. Esta dissertação apresenta uma proposta para estimar a cor de ágatas, bem como para simular as cores de ágatas sintéticas (inexistentes). A abordagem utilizada baseia-se nos fundamentos da teoria quântica, e parte de uma descrição da molécula de sílica que se deseja simular. À esta, pode-se adicionar quantidades diferentes de impurezas e alterar o número de átomos incluídos na simulação. O resultado obtido é o espectro de absorção do mineral, que pode então ser utilizado para determinar a cor da ágata com a composição desejada. Embora uma simulação detalhada de todo o processo seja uma tarefa computacionalmente extremamente cara, esta dissertação apresenta alguns resultados que corroboram com a correção da solução proposta. Também é apresentada uma técnica independente que pode ser utilizada para definir um volume de ágata com base em uma imagem 2D. / Color simulation is the essence of realistic image synthesis. In the case of minerals, the presence of a given impurity, or a variation of its concentration, can cause some materials to experience dramatic changes in color. For instance, while pure quartz is transparent, amethyst is a violet type of quartz, whose color is determined by the presence of traces of iron. The amount of iron defines the perceived hue. The color presented by a mineral can be determined based on its absorption spectrum. However, defining all possible variations is impractical and, therefore, such information is available only for a subset of the existing minerals. This thesis presents an approach for simulating the colors of existent agates, as well as for predicting the colors for (non-existent) synthetic ones. The approach is based on the fundamentals of quantum theory, and starts with the description of the silica molecule one wants to simulate. One can add different amounts of impurities, and alter the number of atoms included in the simulation. The obtained result is the absorption spectra of the mineral, which can then be used for determining the color of the agate with the desired composition. Although a detailed simulation of the entire process is extremely computationally-expensive, the thesis presents some results that corroborate the correctness of the proposed solution. It also introduces a standalone technique for defining agate volumes based on 2D images of agates.

Com o constante crescimento tecnológico, é bastante comum deparar-se com um display público em lugares de grande concentração de pessoas, como aeroportos e cinemas. Apesar de possuírem informações úteis, esses displays poderiam ser melhor aproveitados se fossem interativos. Baseando-se em pesquisas sobre a interação com displays grandes e as características próprias de um display colocado em um espaço público, busca-se uma maneira de interação que seja adequada a esse tipo de situação. O presente trabalho introduz um método de interação por gestos sem necessitar que o usuário interagente segure ou tenha nele acoplado qualquer dispositivo ao interagir com um display público. Para realizar as tarefas que deseja, o usuário só precisa posicionar-se frente ao display e interagir com as informações na tela com suas mãos. São suportados gestos para navegação, seleção e manipulação de objetos, bem como para transladar a tela de visualização e ampliá-la ou diminui-la. O sistema proposto é construído de forma que possa funcionar em aplicações diferentes sem um grande custo de implantação. Para isso, é utilizado um sistema do tipo cliente-servidor que integra a aplicação que contém as informações de interesse do usuário e a que interpreta os seus gestos. É utilizado o Microsoft Kinect para a leitura dos movimentos do usuário e um pós-processamento de imagens é realizado de modo a detectar se as mãos do usuário se encontram abertas os fechadas. Após, essa informação é interpretada por uma máquina de estados que identifica o que o usuário está querendo executar na aplicação cliente. Afim de avaliar o quão robusto o sistema se portaria em um ambiente público real, são avaliados critérios que poderiam interferir na tarefa interativa, como a diferença de luminosidade do ambiente e a presença de mais pessoas no mesmo local de interação. Foram desenvolvidas três aplicações a título de estudo de caso e cada uma delas foi avaliada de forma diferente, sendo uma delas utiliza para fins de avaliação formal com usuários. Demonstrados os resultados da avaliação realizada, conclui-se que o sistema, apesar de não se portar corretamente em todas situações, tem potencial de uso desde que sejam contornadas suas deficiências, a maior parte das quais originária das próprias limitações inerentes ao Kinect. O sistema proposto funciona suficientemente bem para seleção e manipulação de objetos grandes e para aplicações baseadas em interação do tipo pan & zoom, como navegação em mapas, por exemplo, e não é influenciado por diferenças de iluminação ou presença de outras pessoas no ambiente. / With the constant technological growth, it is quite common to come across a public display in places with high concentration of people, such as airports and theaters. Although they provide useful information, these displays could be better employed if they were interactive. Based on research on topics of interaction with large displays and the characteristics of a display placed in a public space, a way of interaction that is suitable for this kind of situation is searched. This paper introduces a method of interaction by gestures without requiring that the interacting user take hold or have to him attached any device to interact with a public display. To accomplish the tasks he wants, he needs just to position himself in front of the display and to interact with the information on the screen with his hands. Gestures supported provide navigation, selection and manipulation of objects as well as to pan and zoom at the screen. The proposed system is constructed so that it works in different applications without a large installation cost. In order to achieve this, the system implements a client-server model application that is able to integrate the part that contains the useful information to the user and the one that interprets his gestures. The Microsoft Kinect is used for reading the user’s movements and techniques of image processing are performed to detect if the user’s hands are open or closed. After this information is obtained, it runs through a state machine that identifies what the user is trying to do in the application. In order to evaluate how robust the system is in a real public environment, some criteria that could interfere with the interactive task are evaluated, as the difference in brightness in the environment and the presence of another people in the same place of interaction. Three applications were developed as a case study and each one was evaluated differently, one of them being used for formal user evaluation. Given the results of the performed tasks, it is possible to conclude that the system, although not behaving correctly in all situations, has potential use if its difficulties are circumvented, most of which come from Kinect’s own inherent limitations. The proposed system works well enough for selection and manipulation of large objects and for use in applications based on pan & zoom, like those that supports map navigation, for example, and difference of ilumination or the presence of other persons on the environment does not interfere with the interaction process.

Melanoma é um tipo maligno de lesão de pele pigmentada, e atualmente está entre os tipos de câncer existentes mais perigosos. Entretanto, diferenciar casos malignos de benignos é uma tarefa difícil mesmo para experientes especialistas, e um sistema de diagnóstico auxiliado por computador pode ser uma ferramenta bastante útil. Normalmente, este sistema inicia por um pré-processamento da imagem, isto é, remoção de artefatos indesejados, como pelos, sardas ou efeitos de sombreamento. A seguir, o sistema executa uma etapa de segmentação, identificando as bordas da lesão. Por fim, baseando-se na área da imagem identificada como lesão, diversas feições são computadas e uma classificação é gerada. Neste tese, apresentada na forma de uma coleção de artigos publicados, nós apresentamos técnicas para automaticamente executar todos estes passos, resultando em um pré-diagnóstico para uma lesão de pele pigmentada baseado apenas em uma imagem convencional (uma simples fotografia). Nós testamos nossos métodos em bases de imagens públicas e atingimos melhores resultados de segmentação e classificação que os demais métodos presentes na literatura. / Melanoma is a type of malignant pigmented skin lesion, and currently is among the most dangerous existing cancers. However, differentiating malignant and benign cases is a hard task even for experienced specialists, and a computer-aided diagnosis system can be an useful tool. Usually, the system starts by pre-processing the image, i.e. removing undesired artifacts such as hair, freckles or shading effects. Next, the system performs a segmentation step to identify the lesion boundaries. Finally, based on the image area identified as lesion, several features are computed and a classification is provided. In this Thesis, presented as a collection of published papers, we detail approaches to automatically execute all these steps, resulting in a pre-diagnosis for a pigmented skin lesion based only in a standard camera image (i.e. a simple color photograph). We tested our methods on publicly available datasets and achieved better segmentation and classification results than methods previously proposed in the literature.

Esta dissertação apresenta um novo método para cálculo da pose da cabeça em imagens monoculares. Este cálculo é estimado no sistema de coordenadas da câmera, comparando as posições das características faciais específicas com as de múltiplas instâncias do modelo da face em 3D. Dada uma imagem de uma face humana, o método localiza inicialmente as características faciais, como nariz, olhos e boca. Estas últimas são detectadas e localizadas através de um modelo ativo de forma para faces. O algoritmo foi treinado sobre um conjunto de dados com diferentes poses de cabeça. Para cada face, obtemos um conjunto de pontos característicos no espaço de imagem 2D. Esses pontos são usados como referências na comparação com os respectivos pontos principais das múltiplas instâncias do nosso modelo de face em 3D projetado no espaço da imagem. Para obter a profundidade de cada ponto, usamos as restrições impostas pelo modelo 3D da face por exemplo, os olhos tem uma determinada profundidade em relação ao nariz. A pose da cabeça é estimada, minimizando o erro de comparação entre os pontos localizados numa instância do modelo 3D da face e os localizados na imagem. Nossos resultados preliminares são encorajadores e indicam que a nossa abordagem produz resultados mais precisos que os métodos disponíveis na literatura. / This dissertation presents a new method to accurately compute the head pose in mono cular images. The head pose is estimated in the camera coordinate system, by comparing the positions of specific facial features with the positions of these facial features in multiple instances of a prior 3D face model. Given an image containing a face, our method initially locates some facial features, such as nose, eyes, and mouth; these features are detected and located using an Adaptive Shape Model for faces , this algorithm was trained using on a data set with a variety of head poses. For each face, we obtain a collection of feature locations (i.e. points) in the 2D image space. These 2D feature locations are then used as references in the comparison with the respective feature locations of multiple instances of our 3D face model, projected on the same 2D image space. To obtain the depth of every feature point, we use the 3D spatial constraints imposed by our face model (i.e. eyes are at a certain depth with respect to the nose, and so on). The head pose is estimated by minimizing the comparison error between the 3D feature locations of the face in the image and a given instance of the face model (i.e. a geometrical transformation of the face model in the 3D camera space). Our preliminary experimental results are encouraging, and indicate that our approach can provide more accurate results than comparable methods available in the literature.

Esta tese de doutorado descreve um novo modelo para o acoplamento de difusão química contínua e eventos celulares discretos dentro de um ambiente de simulação biologicamente inspirado. Nosso objetivo é definir e explorar um conjunto minimalista de recursos que também são expressivos, permitindo a criação de padrões 2D complexos usando apenas poucas regras. Por não nos restringirmos a uma grade estática ou regular, mostramos que muitos fenômenos diferentes podem ser simulados, como sistemas tradicionais de reação-difusão, autômatos celulares e padrões de pigmentação de seres vivos. Em particular, demonstramos que a adição de saturação química aumenta significativamente a gama de padrões simulados usando reação-difusão, incluindo padrões que não eram possíveis anteriormente. Nossos resultados sugerem um possível modelo universal que pode integrar abordagens de formação de padrões anteriores, fornecendo nova base para experimentação e texturas de aparência realista para uso geral em Computação Gráfica. / This doctoral thesis describes a novel model for coupling continuous chemical diffusion and discrete cellular events inside a biologically inspired simulation environment. Our goal is to define and explore a minimalist set of features that are also expressive, enabling the creation of complex 2D patterns using just a few rules. By not being constrained into a static or regular grid, we show that many different phenomena can be simulated, such as traditional reaction-diffusion systems, cellular automata, and pigmentation patterns from living beings. In particular, we demonstrate that adding chemical saturation increases significantly the range of simulated patterns using reaction-diffusion, including patterns not possible before. Our results suggest a possible universal model that can integrate previous pattern formation approaches, providing new ground for experimentation and realistic-looking textures for general use in Computer Graphics.