Existem milhares de espécies de serpentes no mundo, muitas com padrões distintos e intricados. Esta diversidade se torna um problema para usuários que precisam criar texturas de pele de serpente para aplicar em modelos 3D, pois a dificuldade em criar estes padrões complexos é considerável. Nós primeiramente propomos uma categorização de padrões de pele de serpentes levando em conta suas características visuais. Então apresentamos um modelo procedural capaz de sintetizar uma vasta gama de textura de padrões de pele de serpentes. O modelo usa processamento de imagem simples (tal como sintetizar bolinhas e listras) bem como autômatos celulares e geradores de ruído para criar texturas realistas para usar em renderizadores modernos. Nossos resultados mostram boa similaridade visual com pele de serpentes reais. As texturas resultantes podem ser usadas não apenas em computação gráfica, mas também em educação sobre serpentes e suas características visuais. Nós também realizamos testes com usuários para avaliar a usabilidade de nossa ferramenta. O escore da Escala de Usabilidade do Sistema foi de 85:8, sugerindo uma ferramenta de texturização altamente efetiva. / There are thousands of snake species in the world, many with intricate and distinct skin patterns. This diversity becomes a problem for users who need to create snake skin textures to apply on 3D models, as the difficulty for creating such complex patterns is considerable. We first propose a categorization of snake skin patterns considering their visual characteristics. We then present a procedural model capable of synthesizing a wide range of texture skin patterns from snakes. The model uses simple image processing (such as synthesizing spots and stripes) as well as cellular automata and noise generators to create realistic textures for use in a modern renderer. Our results show good visual similarity with real skin found in snakes. The resulting textures can be used not only for computer graphics texturing, but also in education about snakes and their visual characteristics. We have also performed a user study to assess the usability of our tool. The score from the System Usability Scale was 85:8, suggesting a highly effective texturing tool.

O crescente uso das tecnologias digitais no dia-a-dia das pessoas gerou diversas mudanças de comportamento; tendências colaborativas de troca e compartilhamento de informações, ideias, conhecimentos e bens materiais passam a integrar não apenas a vida social dos usuários da internet, mas também surgem no ambiente escolar e de trabalho, mediadas por diferentes interfaces e dispositivos digitais. Nesse contexto, esta pesquisa pretende compreender como as ferramentas que surgiram a partir do uso das novas tecnologias de informação e comunicação (TICs) impulsionaram ou facilitaram a colaboração entre usuários na internet, abordando os principais aspectos e necessidades da colaboração em ambientes virtuais e relacionando-os com conhecimentos da área do design de interfaces O principal objetivo do estudo é propor elementos de interface que, integrados aos ambientes virtuais de aprendizagem (AVAs), favoreçam a realização de atividades colaborativas. Para tanto, após revisão bibliográfica e análise de similares, foi realizada uma análise das ferramentas colaborativas na interface do AVA Moodle, sob o aspecto dos mecanismos de conversação, coordenação e percepção de Preece, Rogers e Sharp (2005). Em seguida, foi aplicado um questionário com professores da área de design a respeito do uso do Moodle e/ou de demais tecnologias digitais em atividades colaborativas com os alunos. Os resultados dessa etapa foram discutidos em uma oficina com especialistas do campo de design a fim de avaliar as possibilidades de implementação de elementos gráficos e ferramentas computacionais na interface do Moodle que pudessem facilitar a colaboração entre seus usuários. Esses procedimentos elucidaram um conjunto de necessidades, requisitos, elementos e funcionalidades de interface com vistas a apoiar a colaboração em AVAs e/ou outras plataformas digitais. / The increasing use of digital technologies in people's daily lives has generated a number of behavioral changes; collaborative tendencies of exchange and sharing of information, ideas, knowledge and material goods integrate not only the social life of internet users, but also arise in the school and work environment, mediated by different interfaces and digital devices. In this sense, this research aims to understand how the tools that have emerged from the use of the new information and communication technologies (ICTs) have driven or facilitated Internet user’s collaboration, addressing the main aspects and needs of collaboration in virtual environments, relating them to interface design topics. The main objective of the study is to propose interface elements that, integrated to the interface of learning management systems (LMS), promote the accomplishment of collaborative activities To do so, after a literature review and the analysis of interfaces with collaborative functions, an analysis of Moodle's collaborative tools was carried out considering the mechanisms of conversation, coordination and awareness (PREECE; ROGERS; SHARP, 2005). Then, a questionnaire was applied with professors from the design area regarding the use of Moodle and/or other digital technologies in collaborative activities with their students. The results of this stage were discussed in a workshop with design experts, in order to evaluate the possibilities of implementing graphic elements and computational tools in Moodle's interface that could facilitate user's collaboration. These procedures have generated a set of needs, requirements, interface elements and functionalities to facilitate collaboration processes in learning management systems and/or other digital platforms.

As pessoas estão ficando cada vez mais interessadas no uso de monitores de atividade. A quantidade de dados de indivíduos disponível está ajudando na expansão e desenvolvimento de novas aplicações e projetos de visualizações para ser usados em casa, em ciência (e.g. para entender melhor o comportamento de populações) ou em governos interessados em desenvolver cidades inteligentes. Nesse trabalho é apresentada uma visualização simples e intuitiva que permite a exploração de dados pessoais por pessoas comuns. Com foco em ajudar as pessoas a compreenderem a si mesmas melhor e perceber coisas novas sobre seus dados. A visualização construída neste projeto é baseada em metáforas de calendários, relógios e mapas, além de utilizar gráficos de barra para explorar dados crus. A exploração desses dados se dá pela interação entre essas visualizações. Para avaliar o produto do trabalho são apresentados dois casos de uso onde alguns usuários tiveram a oportunidade de observar e discutir suas informações de dois pontos de vista diferente: exploração de dados pessoais para auto-aperfeiçoamento e o uso do Everyday Visualization por cientistas da saúde. Em nenhum dos casos houve treinamento. As visualizações resultantes agregam diversas fontes de dados, indo além de outros trabalhos de visualização casual e pessoal. Os resultados promissores demonstram a viabilidade de tais técnicas para visualização de dados pessoais. / People are becoming increasingly more interested in the use of activity monitors and selfimprovement. The availability of individuals’ data is also pushing the development of new applications and data visualization projects to be used at home, in science (e.g. to better understand the behavior of populations) or for governments interested in developing intelligent cities. In this work, we present an easy and intuitive set of visualizations to allow the exploration of personal data by common people. We focus on helping people to know themselves better and to make sense of their own data. Our visualizations are based on the metaphors of calendars, clocks, and maps, as well as on the use of bar charts to explore raw data. Data exploration is therefore guaranteed by the interaction between them. In order to evaluate our work we present two use cases, where few users observe and discuss the data from different points of view: the exploration of personal data for self-improvement purposes, and the use of Everyday Visualization by health scientists. Both use cases were ran without any training session. The resulting visualization aggregates several different data sources, going beyond many of the personal and casual visualization works. The promising results achieved demonstrated the viability of the use of such techniques for personal data visualizations and sense making.

A presente pesquisa tem como ponto de partida minha produção em desenho desenvolvida a partir de 2009. Observando minhas estratégias de ação busco estabelecer relações entre desenho, documentos de trabalho e processo criativo, fundamentando-as sob as diretrizes de referenciais teóricos. Assim sendo, o objeto desta pesquisa está centrado no desenho e seu processo de criação. O estudo investigou desdobramentos como o conceito do gênero paisagem aqui definido como intervenção poética para uma crônica gráfica. / This present research has as starting point my production in drawing developed from 2009. Observing my action strategies I seek to establish relationships between drawing, working documents and creative process supporting them under guidelines of theoretical referential. Therefore, the object of this research is focused on the drawing and on its creation process. The study investigated unfoldings, like concept of the landscape genre, defined here as poetic intervention for a graphical chronic.

Um dos objetivos permanentes da Computação Gráfica é a representação fiel, e por consequência realista, da aparência de objetos e cenas sintetizadas. Para objetos e cenas do Reino Vegetal pode-se dizer que houve um grande avanço nos métodos para modelagem da forma e propriedades de reflexão de elementos individuais, como folhas, e de coleções de elementos, como árvores, vegetação em geral e florestas. Por outro lado, as técnicas para modelagem de padrões visuais presentes em muitos objetos naturais do Reino Vegetal, como listras de melancias ou padrões em folhas e flores, não tem recebido a mesma atenção. O presente trabalho tem por objetivos principais o estudo de técnicas de Computação Gráfica aplicáveis ao Reino Vegetal, principalmente explorar o modelo procedural Mosaico de Clones (MClone), desenvolvido em pesquisas anteriores, para a síntese de padrões visuais familiares do Reino Vegetal. Nossos resultados mostram que, neste contexto, um modelo procedural tem vantagens sobre outras técnicas, como, por exemplo, mapeamento de texturas, pois geralmente esses padrões são necessários em grande quantidade, e, ao menos para algumas plantas, com muitas variações geométricas, a atribuição de coordenadas de textura consistentes é um desafio. Nós mostramos resultados para frutos, cactus e pequenas folhagens decorativas, que confirmam a aplicabilidade do MClone para uma ampla gama de padrões do Reino Vegetal. / There has been a lot of progress in modeling and rendering elements of our Natural World for computer graphics tasks. In the Plant Kingdom, techniques for modeling the visual patterns presented in many natural objects (such as stripes on a watermelon or spots on flowers) have advanced far less than methods for modeling the shape and reflectance properties of individual or large collections of elements (such as leaves and trees). In this work we want to explore the procedural Clonal Mosaic Model (MClone), developed in previous research, for synthesis of many familiar visual patterns from the Plant Kingdom. Our results show that in this context a procedural model has advantages over other techniques such as texture mapping, since these patterns are often needed in large quantities, and at least for some plants, with many geometric variation, assigning consistent texture coordinates is a challenge. We show results for fruits, cactus, and small decorative plants, which confirm the applicability of the MClone model for synthesis of a large group of visual patterns in the Plant Kingdom.

Seleção é uma das quatro formas fundamentais de interação em mundos virtuais. É a habilidade de especificar objectos em ambientes virtuais para ações posteriores. A literatura é rica em técnicas de seleção imediata; no entanto, esta classe de técnicas está exposta a problemas de precisão, ambiguidade e complexidade de seleção. Os problemas mencionados podem ser abordados com técnicas de seleção por: refinamento prograssivo, que consiste na redução da quantia de objetos selecionáveis através de etapas de refinamento, até que o objeto desejado seja selecionado; ou níveis de precisão, que consiste em aumentar a precisão de apontamento através da manipulação de parametros do mapeamento controle para display, assim como na combinação de abordagens de apontamentio. Níveis de precisão é uma classe de técnicas de seleção que estamos propondo neste dissertação. Neste documento também apresentamos uma pesquisa com literatura relacionada a estas duas classes de técnicas de seleção. Adicionalmente, propomos as técnicas de seleção LOP-cursor e tela de desambiguação. A primeira conta com múltiplos níveis de precisão para proporcionar maior controle sobre a posição do cursor, enquanto a segunda usa a alta resolução de entrada proporcionada pela tela sensível ao toque de disposiiticos móveis para rapidamente desambiguar a seleção de um alvo entre centenas de outros objetos. Por fim, apresentamos a metáfora de um cursor com duas pernas, uma nova abordagem para apontar duas posições distintas simultaneamente. O cursor de duas pernas é projetado para rapidamente realizar tarefas compostas, como arrastar e soltar em uma área de trabalho. Avaliações com usuários mostram que nossas abordagens são promissoras, e que o espaço de design de técnicas utilizado dispoitivos móveis pode produzir inúmeras possibilidades. Os usuários foram capazes de selecionar alvos com 0:1 de tamanho angular visual com o LOP-cursor. Em um dos experimentos, a tela de desambiguação obteve a proporção de erro < 0:01 por tentativa de seleção. Por fim, ambas as técnicas foram mais rápidas que o tradicional ray-casting para seleção de objetos pequenos, sendo sempre preferidas pelos usuários. / Selection is one of the four fundamental forms of interaction in a virtual world. It is the ability of the user to specify objects in the virtual environment for subsequent actions. The literature is rich in immediate selection techniques; however, this class of technique is exposed to problems of selection accuracy, ambiguity and complexity. These issues can be addressed using techniques of selection by: progressive refinement, which consists of reducing the amount of selectable objects through refinement steps until the desired object is selected; or levels of precision, which consists of increasing accuracy of pointing by manipulating the control-to-display parameters as well as by the combination of pointing approaches. Levels of precision is a class of selection techniques we are proposing in this dissertation. We also present a survey that comprehends literature on these two classes of selection techniques. Furthermore, we propose the LOP-cursor and the disambiguation canvas selection techniques. The first rely on multiple levels of precision to achieve very high control over the cursor position, while the second uses the high resolution of input provided by a mobile device touchscreen to quickly disambiguate a selection among hundreds of objects. Finally, we present the two-legged cursor metaphor, a novel approach for simultaneously pointing of two distinct locations. The two-legged cursor is intended to be used to quickly perform composite tasks, such as drag and drop. User evaluation shows that our approaches are promising, and that the design space of techniques using mobile devices can lead to numerous possibilities. Users were able to select targets as little as 0:1 of visual angular size with LOP-cursor. In one of its evaluations, disambiguation canvas achieved an error rate < 0:01 per selection trial. Finally, Both techniques performed faster than ray-casting for small targets, and overall they were preferred by users.

Topografias da córnea consistem em medir a forma da córnea, que é um fator chave para a acuidade visual. O exame é usado, por exemplo, na detecção de ceratocone, ajuste personalizado de lentes de contato, e pre e pós procedimentos associados com cirurgias refrativas e transplante de córnea. Esta dissertação apresenta, uma abordagem acessível e portátil para realizar topografias da córnea. Os resultados obtidos com o nosso protótipo mostram uma diferença média por volta de 0.02 milimetros, equivalente a 0.5% do raio médio da córnea, quando comparadas com topografias adquiridas com um topografo comercial. Nossa abordagem é baseada no disco de Plácido, a um conjunto de círculos concêntricos que são colocados na frente do olho do paciente e refletidos na córnea. Observando a deformação do padrão projetado, podemos identificar algumas condições refrativas (e.g. astigmatismo, ceratocone) e estimar a topografia da córnea do paciente. Nós construimos um dispositivo para ser utilizado com um celular para emitir os padrões, estes são então capturados pela câmera do celular. Nós usamos um sequência de procedimentos para melhor as imagens, segmentar os padrões, associar o padrão capturado com o emitido para amostrar o sinal, e finalmente estimar a superfície da córnea. A forma estimada é então decomposta, usando-se os polinômios de Zernike, em componentes com significado ótico específico. Nós avaliamos os resultados obtidos com o nosso protótipo de três maneiras: inspeção visual de ceratoscopias, detecção de ceratocone, e comparação com os resultados produzidos por um topográfo de córnea comercial. De acordo com essa análise, nosso dispositivo pode ser utilizado para o exame de indivíduos com ceratocone, e obter topografias com 0.02 milimetros de diferença em relação aos resultados obtidos com um topógrafo comercial. / Corneal topography consists of measuring the corneal shape, which is a key factor for visual acuity. The exam is used, for instance, in keratoconus detection, personalized contact lens fitting, in pre- and post-procedures associated with refractive surgery and corneal transplants. This thesis presents an accessible, inexpensive and portable approach to perform corneal topographies. The results obtained with our prototype show a mean difference of about 0.02 millimeters, equivalent to 0.5% of the mean corneal radius, when compared to topographies acquired with a commercial device. Our approach is based on Placido’s disks, a set of concentric disks that are placed in front of the patient’s eye and reflected on the cornea. Observing the deformation of the projected pattern, one can identify some refractive conditions (e.g., astigmatism, keratoconus) and estimate the patient’s corneal topography. We have built a clip-on device to be used with a cell phone to emit the patterns, which are then captured by the cell phone camera. We use a software pipeline to enhance the images, segment the patterns, associate the emitted pattern with the captured one to sample the signal, and finally estimate the corneal surface. The estimated shape is then decomposed using Zernike polynomials in components with specific optical meanings. We have evaluated the results obtained with our prototype in three ways: visual inspection of keratoscopies, keratoconus detection, and comparison with the results produced by a commercial corneal topographer. According to such analysis, our device can be used for screening of individuals with keratoconus, and to obtain corneal topographies with 0.02-millimeter differences with respect to the results obtained with a commercial corneal topographer.

Detecção automática de regiões planares em nuvens de pontos é um importante passo para muitas aplicações gráficas, de processamento de imagens e de visão computacional. Enquanto a disponibilidade de digitalizadores a laser e a fotografia digital tem nos permitido capturar nuvens de pontos cada vez maiores, técnicas anteriores para detecção de planos são computacionalmente caras, sendo incapazes de alcançar desempenho em tempo real para conjunto de dados contendo dezenas de milhares de pontos, mesmo quando a detecção é feita de um modo não determinístico. Apresentamos uma abordagem determinística para detecção de planos em nuvens de pontos não estruturadas que apresenta complexidade computacional O(n log n) no número de amostras de entrada. Ela é baseada em um método eficiente de votação para a transformada de Hough. Nossa estratégia agrupa conjuntos de pontos aproximadamente coplanares e deposita votos para estes conjuntos em um acumulador esférico, utilizando núcleos Gaussianos trivariados. Uma comparação com as técnicas concorrentes mostra que nossa abordagem é consideravelmente mais rápida e escala significativamente melhor que as técnicas anteriores, sendo a primeira solução prática para detecção determinística de planos em nuvens de pontos grandes e não estruturadas. / Automatic detection of planar regions in point clouds is an important step for many graphics, image processing, and computer vision applications. While laser scanners and digital photography have allowed us to capture increasingly larger datasets, previous techniques are computationally expensive, being unable to achieve real-time performance for datasets containing tens of thousands of points, even when detection is performed in a non-deterministic way. We present a deterministic technique for plane detection in unorganized point clouds whose cost is O(n log n) in the number of input samples. It is based on an efficient Hough-transform voting scheme and works by clustering approximately co-planar points and by casting votes for these clusters on a spherical accumulator using a trivariate Gaussian kernel. A comparison with competing techniques shows that our approach is considerably faster and scales significantly better than previous ones, being the first practical solution for deterministic plane detection in large unorganized point clouds.

Reconhecer a identidade de seres humanos a partir de imagens digitais gravadas de suas faces é uma etapa importante para uma variedade de aplicações que incluem segurança de acesso, iteração humano computador, entretenimento digital, entre outras. Neste trabalho é proposto um novo método automático para reconhecimento facial que utiliza simultaneamente a informação 2D e 3D de uma câmera RGB-D(Kinect). O método proposto utiliza a informação de cor da imagem 2D para localizar faces na cena, uma vez que uma face é localizada ela é devidamente recortada e normalizada para um padrão de tamanho e cor. Posteriormente com a informação de profundidade o método estima a pose da cabeça em relação com à câmera. Com faces recortadas e suas respectivas informações de pose, o método proposto treina um modelo de faces robusto à variação de poses e expressões propondo uma nova técnica automática que separa diferentes poses em diferentes modelos de faces. Com o modelo treinado o método é capaz de identificar se as pessoas utilizadas para aprender o modelo estão ou não presentes em novas imagens adquiridas, as quais o modelo não teve acesso na etapa de treinamento. Os experimentos realizados demonstram que o método proposto melhora consideravelmente o resultado de classificação em imagens reais com variação de pose e expressão. / Recognizing the identity of human beings from recorded digital images of their faces is important for a variety of applications, namely, security access, human computer interation, digital entertainment, etc. This dissertation proposes a new method for automatic face recognition that uses both 2D and 3D information of an RGB-D(Kinect) camera. The method uses the color information of the 2D image to locate faces in the scene, once a face is properly located it is cut and normalized to a standard size and color. Afterwards, using depth information the method estimates the pose of the head relative to the camera. With the normalized faces and their respective pose information, the proposed method trains a model of faces that is robust to pose and expressions using a new automatic technique that separates different poses in different models of faces. With the trained model, the method is able to identify whether people used to train the model are present or not in new acquired images, which the model had no access during the training phase. The experiments demonstrate that the proposed method considerably improves the result of classification in real images with varying pose and expression.

Ao longo dos anos, com a evolução das estações de trabalho para computadores pessoais, ganharam foco diversas pesquisas visando desenvolver aplicações cada vez mais complexas nessas novas plataformas. Uma das áreas privilegiadas nesse contexto, foi a de Visualização de Informações, pois através do barateamento dos componentes de hardware e avanço das placas gráficas, as análises de dados que antes eram realizadas apenas máquinas com grande poder de processamento, poderiam ser realizadas em computadores pessoais. Hoje, tais computadores podem ser substituídos por dispositivos móveis, tais como tablets ou celulares, devido a performance desses dispositivos ser igual ou, em alguns casos, superior a computadores pessoais. Com isso, a área de Visualização de Informações passa a ser explorada no segmento mobile, devido à necessidade de empresas e instituições analisarem os mais diversos tipos de dados, nos mais diversos contextos, independentemente de localização geográfica. Nesse contexto, esse trabalho tem o objetivo de explorar possíveis técnicas de Visualização de Informações que utilizem os principais recursos dos dispositivos móveis, e que, de forma interativa e simples possam auxiliar no processo de análise e tomada de decisão por parte dos profissionais. Para isso, serão apresentadas três técnicas de visualização para análise de dados multidimensionais em dispositivos móveis, em dois estudos de casos distintos, sendo o primeiro baseado em dados de simulação de diagênese de reservatórios e o segundo em uma base de estatísticas de acidentes de trânsito em estradas dos EUA no período de 1975 a 2007. / Throughout the time, in consequence of workstations and personal computers, the software and hardware takes focus at various research areas around the world due the possibility to reduce the size of computers and doesn't compromises the performance of applications. One of areas that takes advantage from it is Information Visualization due the fallen of costs of hardware components and the improving of graphics cards, the data visual analysis that could be done only in workstations, today, is possible uses the personal computers. Now days, such personal computers can be replaced by mobile devices, e.g., tablets and cellphones since the performance of those devices is equivalent or, in some cases, better than PCs. Thereby, the Information Visualization area can be explored in mobile devices allowing companies and research labs to analyses different types of data and various contexts and geographic location that they are. Working in this context fits in order to explore techniques of Information Visualization that use the main resources of mobile devices interactive and simple mode. We hope to support the analysis process and decision making of users. In this work we are going to presents three techniques of Information Visualization for analysis the multidimensional database in mobile device, since that each one of these will be exemplified in two distinct cases of study. One of this is part of Petrobras Project at UFRGS and the next in a Fatality Analysis Reporting System of railroads at US between 1975 and 2007.