A geração de bons movimentos em tempo real para corpos com muitos graus de liberdade ainda é um desafio. Uma quantidade elevada de graus de liberdade aumenta de forma exponencial a quantidade de posições diferentes que um determinado corpo pode obter. Fazer uso dessa quantidade de possibilidades para gerar movimentos complexos pode ser extremamente útil para planejamento de movimentos de robôs ou personagens virtuais, porém incrivelmente caro em termos computacionais. Existem muitos algoritmos que se baseiam no uso de mapas de caminhos (chamados roadmaps) para trabalhar com corpos com muitos graus de liberdade. Um roadmap funciona como uma coletânea de poses de um corpo interligadas entre si, onde cada ligação representa uma possibilidade de transição livre de colisões. Geralmente as técnicas que utilizam roadmaps usam abordagens determinísticas ou aleatórias para atingir o objetivo. Através de métodos determinísticos é possível explorar de forma mais uniforme o espaço de configuração, garantindo uma melhor cobertura e qualidade do roadmap. Já as abordagens aleatórias, geralmente permitem um melhor desempenho e, principalmente, tornam viáveis a aplicação de uma solução para corpos com muitos graus de liberdade. Neste trabalho é proposto um método determinístico adaptável para a geração de roadmaps (ADRM) que provê uma cobertura adequada do espaço de configuração em um tempo perfeitamente aceitável em comparação a outros métodos. Para obter isso, é feita em primeiro lugar uma classificação de todos os DOFs do modelo e, então, essa classificação é usada como parâmetro para decidir quantas amostras serão geradas de cada DOF. A combinação entre as amostras de todos os DOFs gera a quantidade total de amostras. Para validação do novo método foram executados diversos testes em ambientes distintos. Os testes foram avaliados através da comparação com outras técnicas existentes, em quesitos como tempo de geração e cobertura do espaço de configuração. Os resultados demonstram que o método atinge uma cobertura do espaço de configuração muito boa, em um tempo aceitável. / The creation of good real time movements for bodies with many degrees of freedom (DOF) still remains a challenge. A great amount of DOFs increase, in an exponential way, the quantity of different positions that a body can assume. Making use of that amount of possibilities to generate complex movements can be useful for planning robots’ movements or even to animate virtual characters, however it is extremely expensive in computational terms. There are many algorithms that are based on the use of roadmaps to work with bodies with many degrees of freedom. A roadmap works as a collection of valid body’s positions interconnected, where each connection represents a possibility of a transaction free of collisions. Usually, the techniques which make use of roadmaps follow deterministic or probabilistic approaches to get to the objective. Trough deterministic methods it is possible to explore in a more uniform way the configuration’s space, assuring a better covering and quality of the roadmap. Therefore, probabilistic (or random) approaches allow a better performance and, mainly, make possibly the application of a solution for bodies with higher degrees of freedom. This work proposes a deterministic method applicable to roadmaps generation (ADRM) which provides an adequate covering of the configuration’s space in a completely acceptable time range comparing to other rates. To achieve this goal, first of all a classification of all of the DOFs of the model is made and, then, this classification is used as a parameter to decide how many samples will be generated of each DOF. The combining between the samples of all of the DOFs generates the total amount of samples. To validate the new method, several tests were executed at different environments. The tests were evaluated trough the comparison with other existents techniques, using criteria like the time spent in generating a roadmap and covering of the space of configuration. The results show us that the method achieves a satisfactory covering of the space configuration in an acceptable time range.

A simulação do movimento de humanos virtuais em mundos sintéticos é necessária a áreas tais como: jogos eletrônicos, filmes, ambientes virtuais colaborativos como Second Life R , simulação de pedestres, sistemas de treinamento e simulação de evacuações em situações de emergência. Contudo, mesmo sendo um importante tópico de pesquisa desde a década de 70, a simulação de comportamentos para personagens virtuais ainda é um desafio. O principal objetivo deste trabalho é estender a técnica proposta por Dapper et al. (DAPPER, 2007) onde foi apresentado um planejador de movimento para humanos virtuais que fornece trajetórias suaves e dependentes de parâmetros individuais dos agentes, permitindo a navegação de grupos de forma mais eficiente. Neste trabalho, é proposto um algoritmo para controlar o movimento de grupos em ambientes interativos e uma estratégia para manter a formação durante o deslocamento. O método é baseado em campos potenciais, ou seja, na solução numérica de problemas de valores de contorno envolvendo a equação de Laplace. O método proposto, é composto de duas camadas. Na primeira camada, um mapa para o controle do grupo é criado para possibilitar o controle de cada indivíduo, enquanto que na segunda camada, um algoritmo de planejamento de caminho é utilizado para o movimento do grupo como um todo. A técnica proposta combina o planejamento de movimento para grupos com a navegação baseada em esboços. Os resultados mostram que a técnica é robusta e pode ser utilizada em tempo-real. / The motion simulation of the movement of virtual humans in synthetic worlds is necessary for areas such as: electronic games, movies, collaborative virtual environments such as Second Life R , pedestrian simulation, training systems, simulation of evacuations in emergency situations. However, although being an important research topic since the 70s, the simulation of behaviors for virtual characters is still a challenge. Dapper et al. (DAPPER, 2007) developed a motion planner that provides smooth trajectories dependent on the individual parameters of the agents. The main goal of this work is to extend the technique proposed by Dapper, allowing for a more efficient control and navigation of groups. In this work, an algorithm for the control of group motion in interactive environments is proposed, along with a strategy for maintaining the group formation during the motion. The method is based on potential fields, more specifically, on the numeric solution of boundary-value problems involving the Laplace equation. The proposed method has two layers. In the first layer, a map for group control is created in order to allow for the control of every individual, while in the second layer a path planning algorithm is used for the movement of the group as a whole. The proposed technique combines the planning of group movements with a sketch-based navigation. The results show that the technique is robust and can be used in real-time.

Modelos geométricos desempenham um papel fundamental em divérsas áreas, desde a indústria do entretenimento até aplicações científicas. Para reduzir o elevado custo de criação de um modelo 3D, a reutilização de modelos existentes é a solução ideal. Recuperação de modelos 3D utilizam técnicas baseadas em conteúdo (do inglês CBR) que auxiliam a busca de modelos desejados em repositórios massivos, muitos disponíveis publicamente na Internet. Pontos principais para técnicas CBR eficientes e eficazes são descritores de forma que capturam com precisão as características de uma forma 3D e são capazes de discriminar entre diferentes formas. Nós apresentamos um descritor com base na distribuição de duas características globais, extraídas de uma forma 3D, depth complexity e thickness, que, respectivamente, capturam aspectos da topologia e da geometria das formas 3D. O descritor final, chamado DCT (depth complexity and thickness histogram), é um histograma 2D invariante a translações, rotações e escalas das formas geométricas. Nós eficientemente implementamos o DCT na GPU, permitindo sua utilização em consultas em tempo real em grandes bases de dados de modelos 3D. Nós validamos o DCT com as Princeton e Toyohashi Forma Benchmarks, contendo 1815 e 10000 modelos respectivamente. Os resultados mostram que DCT pode discriminar classes significativas desses benchmarks, é rápido e robusto contra transformações de forma e diferentes níveis de subdivisão e suavidade dos modelos. / Geometric models play a vital role in several fields, from the entertainment industry to scientific applications. To reduce the high cost of model creation, reusing existing models is the solution of choice. Model reuse is supported by content-based shape retrieval (CBR) techniques that help finding the desired models in massive repositories, many publicly available on the Internet. Key to efficient and effective CBR techniques are shape descriptors that accurately capture the characteristics of a shape and are able to discriminate between different shapes. We present a descriptor based on the distribution of two global features measured on a 3D shape, depth complexity and thickness, which respectively capture aspects of the geometry and topology of 3D shapes. The final descriptor, called DCT (depth complexity and thickness histogram), is a 2D histogram that is invariant to the translation, rotation and scale of geometric shapes. We efficiently implement the DCT on the GPU, allowing its use in real-time queries of large model databases. We validate the DCT with the Princeton and Toyohashi Shape Benchmarks, containing 1815 and 10000 models respectively. Results show that DCT can discriminate meaningful classes of these benchmarks, and is fast to compute and robust against shape transformations and different levels of subdivision and smoothness.

O ensino de conteúdos de Probabilidade e Estatística na Educação Básica é atualmente um dos desafios do professor de Matemática e há carência de material de apoio didático, principalmente para a preparação dos alunos às questões da prova do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). O presente estudo teve como objetivo resolver e comentar as questões das provas de Matemática do ENEM realizadas nos anos de 2009 a 2014. Foram analisadas as questões que envolviam conteúdos específicos de Probabilidade e Estatística ou representação gráfica em geral. Nesta análise levamos em consideração a classificação do nível de dificuldade na interpretação da leitura, de gráficos segundo Curcio e tabelas conforme Wainer e também os registros de representação semiótica citados por Duval. Observamos que ao longo do tempo a distribuição dos conteúdos nas provas permanece u, praticamente, estável e ultrapassam 20% a participação das questões da área de interesse deste estudo. As principais competências exploradas nas provas envolviam a leitura direta de dados em gráficos, tabelas ou quadros. As habilidades de resolução de problemas, inferência e aleatoriedade se fizerem presentes. Como produto deste estudo foi desenvolvida uma sequência didática com 15 alunos do Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia Sul-Rio-Grandense (IFSul) na cidade de Charqueadas. A abordagem metodológica adotada foi a Engenharia Didática. Os alunos mostraram no pós-teste elevação no índice de acertos e no grau de importância atribuído e reduziram o nível médio de dificuldade percebido nas questões da prova do ENEM-2014. / The Probability and Statistics teaching in Basic Education is, currently, one of the challenges of mathematics teacher and there is a lack of educational support material, mainly to prepare students to do the Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). This study aimed to solve and comment questions of ENEM math tests that carried out from 2009 to 2014. The issues involving specific contents of probability and statistics or graphical representation at large were analyzed. This analysis considered the classification of the level of difficulty on interpretation when reading the graphs according to Curcio, the charts in accordance with Wainer and also the semiotic representation registers cited by Duval. It was observed that over the time, the distribution of content in tests remains, virtually, stable and overtook more than 20% the share of issues related to the interest area of this study. The main competencies explored in the test involved the direct reading of the graphs's data, tables or figures. Problems-solving skills, inference and randomness were observed. As a product of this study was developed a teaching sequence with 15 students of Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSul) in the city of Charqueadas. The methodological approach used was the Didactic Engineering. The students showed at posttest an increase in the hit rate and in the degree of importance attributed to this and reduced the average level perceived on the difficulty solving the issues of ENEM 2014.

Esta tese apresenta um novo método para interpolação de vistas em vídeos usando câmeras ao longo de um baseline baseado em uma triangulação 2D. A imagem de referência é primeiramente particionada em regiões triangulares usando informação de bordas e escala, visando colocar vértices ao longo das bordas da imagem e aumentar o número de triângulos em regiões texturadas. Um algoritmo de casamento de regiões é então usado para encontrar a disparidade inicial de cada triângulo, e uma etapa de refinamento é aplicada para mudar a disparidade nos vértices dos triângulos, gerando um mapa de disparidade linear em trechos. Uma simples etapa de pós-processamento é aplicada para conectar os triângulos com disparidade semelhante, gerando uma malha 3D relacionada a cada câmera, que são usadas para gerar novas vistas sintéticas ao longo do mesmo baseline das câmeras. Para gerar vistas com menos artefatos temporais (flickering), foi proposta uma abordagem para atualizar a malha 3D inicial dinamicamente, movendo, removendo e inserindo vértices a cada quadro baseado no fluxo óptico. Esta abordagem permite relacionar triângulos da malha ao longo do tempo, e uma combinação de Modelo Oculto de Markov, aplicado nos triângulos que persistem ao longo do tempo, com Filtro de Kalman, aplicado nos vértices, permite a geração de uma mapa de disparidade com coerência temporal. Com a abordagem proposta, o processo de gerar vistas interpoladas se reduz à trivial tarefa de renderizar uma malha poligonal, algo que pode ser feito muito rapidamente, principalmente quando placas gráficas são utilizadas. Além disso, as vistas geradas não possuem buracos, diferente de muitas técnicas de interpolação de vistas baseadas em pixels que requerem procedimentos de pós-processamento para preencher buracos. Os resultados experimentais indicam que a abordagem proposta foi capaz de gerar vistas interpoladas visualmente coerentes em vídeos desafiadores, com luz natural e movimento de câmera. Além disso, uma avaliação quantitativa usando métricas de qualidade de vídeos mostrou que as sequências de video interpoladas são melhores que abordagens competitivas. / This thesis presents a new method for video view interpolation using multiview linear camera arrays based on 2D domain triangulation. The domain of the reference image is initially partitioned into triangular regions using edge and scale information, aiming to place vertices along image edges and to increase the number of triangles in textured regions. A region-based matching algorithm is then used to find an initial disparity for each triangle, and a refinement stage is applied to change the disparity at the vertices of the triangles, generating a piecewise linear disparity map. A simple post-processing procedure is applied to connect the triangles with similar disparities, generating a full 3D mesh related to each camera (view), which are used to generate the new synthesized views along the cameras baseline. In order to generate views with less temporal flickering artifacts, we propose a scheme to update the initial 3D mesh dynamically, by moving, deleting and inserting vertices at each frame based on optical flow. This approach allows to relate triangles of the mesh across time, and a combination of Hidden Markov Models (HMMs), applied to time-persistent triangles, with the Kalman Filter, applied to vertices, so that temporal consistency can also be obtained. With the proposed framework, view interpolation reduces to the trivial task of rendering polygonal meshes, which can be done very fast, particularly when GPUs are employed. Furthermore, the generated views are hole-free, unlike most point-based view interpolation schemes that require some kind of post-processing procedures to fill holes. Experimental results indicate that our approach was able to generate visually coherent in-between interpolated views for challenging, real-world videos with natural lighting and camera movement.

Atualmente, o reconhecimento facial por técnicas automáticas é ainda uma tarefa desafiadora uma vez que as imagens faciais podem ser afetadas por mudanças na cena, tais como na iluminação, na pose da cabeça, ou na expressão facial. Além disso, a representação de faces por feições faciais geralmente requer diversas dimensões, o que impõe desafios adicionais ao reconhecimento facial. Nessa tese, é proposto um novo método de reconhecimento facial com o objetivo de ser robusto a muitos dos fatores que podem afetar as feições faciais na prática e se baseia em determinar transformações do espaço original de feições faciais de alta dimensionalidade para um espaço de baixa dimensionalidade que apresenta maior discriminação das classes de dados faciais (indivíduos). Isso é realizado através da aplicação de um método Projeções Ortogonais Preservadoras de Localidade (Orthogonal Locality Preserving Projections - OLPP) modificado, que usa esquemas de definição de localidade supervisionados que têm o objetivo de preservar a estrutura das classes de dados faciais no espaço resultante de baixa dimensionalidade, diferentemente do método OLPP típico que preserva a estrutura dos dados faciais. Dessa forma, as classes se tornam mais compactas, preservando a métrica de classificação. O método proposto pode trabalhar tanto com representações densas como esparsas de imagens faciais (ou seja, ele pode usar subconjuntos ou todos os pixels das imagens faciais), sendo proposto nessa tese um método de extração de feições faciais esparsas e um método de extração de feições faciais densas que preservam a informação de cor das imagens faciais apresentando melhora em relação ao método OLPP típico que usa imagens em escalas de cinza em baixa resolução. Novas imagens faciais de teste são classificadas no espaço de baixa dimensionalidade obtido usando Máquinas de Vetores de Suporte (Support Vector Machines - SVM) treinadas com margens suaves, apresentando maior eficiência do que a regra do vizinho mais próximo usada no método OLPP típico. Um conjunto de experimentos foi projetado para avaliar o método proposto sob várias condições encontradas na prática (como mudanças na pose, expressão facial, iluminação e a presença de artefatos que causam oclusão facial). Os resultados experimentais foram obtidos usando cinco bases de imagens faciais públicas (a PUT, a FEI, a FERET, a Yale e a ORL). Esses experimentos confirmam que os esquemas propostos de extração de feições faciais integrados à transformação proposta para um espaço discriminativo de baixa dimensionalidade empregando o esquema alternativo de classificação usando SVM com margens suaves obtêm maiores taxas de reconhecimento do que o próprio método OLPP e métodos representativos do estado da arte mesmo quando são usadas imagens coloridas em alta resolução (das bases de imagens faciais PUT, FEI e FERET) como imagens faciais em escalas de cinza em baixa resolução (das bases Yale e ORL). / Nowadays, face recognition by automatic techniques still is a challenging task since face images may be affected by changes in the scene, such as in the illumination, head pose or face expression. Also, face feature representation often requires several dimensions, which poses additional challenges for face recognition. In this thesis is proposed a novel face recognition method with the objective of to be robust to many issues which can affect the face features in practice and it is based on projections of high dimensional face image representations into lower dimensionality and highly discriminative spaces. This is achieved by a modified Orthogonal Locality Preserving Projections (OLPP) method that uses a supervised alternative locality definition scheme designed to preserve the face class (individuals) structure in the obtained lower dimensionality face feature space unlike the typical OLPP method which preserves the face data structure. Besides, a new kernel equation is proposed to calculate affinities among face samples, presenting better class structure preservation when compared to the heat kernel used by the typical OLPP method. The proposed method can work with sparse and dense face image representations (i.e. it can use sub-sets or all face image pixels), and a sparse and a dense feature extraction methods are proposed, which preserve the color information during the feature extraction process from the facial images improving on the typical OLPP method which uses grayscale low-resolution face images. New test face images are classified in the obtained lower dimensionality feature space using a trained soft margins Support Vector Machine (SVM), so it performs better than the nearest neighbor rule used in the typical OLPP method. A set of experiments was designed to evaluate the proposed method under various conditions found in practice (such as changes in head pose, face expression, illumination, and in the presence of occlusion artifacts). The experimental results were obtained using five challenging public face databases (namely, PUT, FEI, FERET, Yale and ORL). These experiments confirm that the proposed feature extraction method integrated to the proposed transformation to a discriminative lower dimensionality space using the alternative classification scheme with SVM and soft margins obtains higher recognition rates than the OLPP method itself and methods representative of the state-ofthe- art even when are used color (RGB) face images in high resolution (PUT, FEI and FERET face databases) as well as grayscale face images in low resolution (Yale and ORL face databases).

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.

Este trabalho tem por objetivo elaborar uma sistematização de conhecimentos técnicos, funcionais e compositivos, complementares aos conhecimentos tradicionais da arquitetura e do design, para o desenvolvimento de ambientes virtuais digitais interativos para jogos digitais e cenografia virtual para televisão. Para tanto, é elaborada uma fundamentação teórica baseada em pesquisa bibliográfica e é estudado um caso de produção de um cenário virtual para televisão. Como experiência de validação, é criado um ambiente virtual para jogo digital, utilizando-se a sistematização de conhecimentos proposta. / This paper aims to draw up a systematization of technical, functional and compositional knowledge, complementary to traditional knowledge of architecture and design, to the development of digital interactive virtual environments for videogames and virtual set design for television. Therefore, it is elaborated a theoretical framework based on literature review, and a case is studied where a virtual set for television is developed. As a validation experiment, it is created a virtual environment for a digital game, using the knowledge systematization proposed.

Métodos eficientes para planejamento de caminhos têm sido explorados ao longo dos anos para permitir movimento de robôs autônomos ou agentes virtuais. Basicamente, estes algoritmos buscam pelo ambiente por um caminho com pouca probabilidade de colisão com obstáculos, e que conduza o agente de uma posição inicial para uma posição objetivo. Apesar de os primeiros algoritmos para planejamento de caminhos para calcular rotas em grafos foram apresentados a mais de 50 anos atrás, ainda existe muito trabalho sendo realizado para melhorar as técnicas existentes hoje em dia. Os algoritmos de planejamento de caminhos atuais normalmente assumem que o ambiente pode ser facilmente projetado em um plano. Também existem diversos algoritmos que podem trabalhar facilmente com mais dimensões. Porém, uma classe de ambientes que não podem ser facilmente tratadas pelos algoritmos atuais é composta por superfícies arbitrárias. Estas superfícies, com buracos e torções, por exemplo, não podem ser facilmente projetadas em um plano. O fato de o caminho ser restrito à superfície faz com que, em um dado ponto o algoritmo precise calcular um caminho 2D em uma superfície 3D, o que não é trivial de mapear em um algoritmo de planejamento de caminhos para várias dimensões. Este trabalho apresenta uma nova técnica de planejamento de caminhos em superfícies 3D, chamada 3DS-BVP. Este novo planejador de caminhos é baseado em um algoritmo de planejamento de caminhos para ambientes 2D. O algoritmo anterior, chamado BVPPath- Planner, utiliza problemas de valor de contorno (Boundary Value Problems, BVP) e funções harmônicas para gerar campos potenciais. Ao seguir o gradiente descente destes campos potenciais, é possível produzir caminhos suaves livres de mínimos locais, partindo de qualquer posição do ambiente para um dado objetivo. Nosso algoritmo gera um campo potencial diretamente na superfície 3D utilizando um método numérico que foi inspirado por aquele utilizado no BVP-Path-Planner. O 3DS-BVP trabalha sobre superfícies complexas com buracos ou curvaturas, representadas por malhas de triângulos, sem a necessidade de parametrizar a superfície em uma representação 2D. Nossos resultados demonstram que a técnica pode gerar caminhos com qualidade similar àqueles gerados pelo BVP-Path-Planner em ambientes planos. O mesmo algoritmo é capaz de gerar caminhos em superfícies arbitrárias a taxas de atualização interativas. / Efficient path planning methods are being explored along the years to allow the movement of autonomous robots or virtual agents. Basically these algorithms search the environment for a path with low probability of collision with obstacles that conduces the agent from an initial to a goal position. Although the first path planning algorithms to compute routes in graphs were presented more than 50 years ago, there is still a lot of effort into improving the current approaches. The current path planning algorithms usually assume that the environment can be easily projected on a plane. There are also other algorithms that can easily deal with higher dimensional spaces. But a class of environments that cannot be easily treated by current algorithms is the one composed by arbitrary surfaces. These surfaces, with holes and bends for instance, cannot be directly projected on a plane. Because the path must be on the surface, it has only 2 degrees of freedom in any point of the surface, which is not trivial to map for a higher dimensional path planning algorithm. This work presents a new technique for path planning on 3D surfaces called 3DS-BVP. This new path planner is based on a previous path planning algorithm for 2D environments. The former algorithm, called BVP-Path-Planner, uses Boundary Value Problems (BVP) and harmonic functions to generate potential fields. By following the gradient descent of these potential fields, it is possible to produce smooth paths free from local minima from any point of the environment to a given goal position. Our algorithm generates a potential field directly on the 3D surface using a numerical method inspired on the one used by the BVP-Path-Planner. The 3DS-BVP works over complex surfaces of arbitrary genus or curvature, represented by a triangle mesh, without the need of 2D parametrizations. Our results demonstrate that our technique can generate paths with similar quality as those generated by the BVP-Path-Planner in planar environments. The same algorithm is also able to generate paths in arbitrary surfaces at interactive frame rates.

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.