Nowadays the development of the screen technology is really fast, there are lcd, led, oled screen and many kinds of screens. They all have their own advantages and disadvantages, LCD screen is usually constrained by the size, and the LED screen is usually constrained by the resolution. In this thesis I will introduce a tiled projection screen which combined LED and LCD together. My major work is to develop algorithms which are used to solve three major problems. The first problem is the radial distortion caused by the lens. This problem is different from the usual distortion correction problem, the method used in this thesis is a reverse process of the camera calibration and the key is to simulate the distortion formula. The second problem is the complex brightness condition of the tiled projected image. In the thesis a non-linear edge blending method is applied so the projected images could merge together seamlessly. The third problem is combination of the LED and the LCD without harming the resolution of the whole picture. The result shows that the size and the resolution have been improved greatly. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

Sistemas de telepresença têm sido pesquisados e desenvolvidos para inúmeras aplicações que exigem a presença física de pessoas em ambientes inacessíveis; tais situações são diversas, desde aquelas relacionadas com educação a distância até aquelas que envolvem alta periculosidade. Neste trabalho, a pesquisa e desenvolvimento se concentram na concepção e implementação de sistemas de telepresença voltados para ambientes imersivos em 360º, capazes de realizar a aquisição, transmissão e projeção de imagens em movimento em sistemas de multiprojeção imersivos, como é o caso da CAVERNA Digital®, desenvolvida pelo Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da USP. Assim, o presente trabalho apresenta contribuições para o desenvolvimento de sistemas de telepresença, dentre os quais destacam-se: o detalhamento da arquitetura geral do sistema, a implementação de métodos para a calibração, correção das imagens e montagem de panoramas de 360º. Construiu-se um protótipo composto de: um Módulo de Aquisição, que adquire as imagens de oito câmeras (montadas num anel de câmeras sobre um robô), efetua as correções e monta uma imagem panorâmica; um Módulo de Composição que costura as várias imagens panorâmicas em um panorama final; e um Módulo de Exibição que ajusta e projeta o panorama nas telas da CAVERNA Digital®. Finalmente, apresentam-se considerações sobre o presente trabalho e perspectivas futuras. / Research and development in telepresence systems have been done in several applications that require physical presence of people into non-accessible environments. These situations may vary, from those related to distance education to those related to very hazardous places for humans. In this work, the main research and development goal is the conception and implementation of a telepresence system for 360 degrees immersive environments, this system is able to perform acquisition, transmission and projection of moving images on immersive multi-projection environments, such as the CAVERNA Digital®, developed by the Laboratório de Sistemas Integráveis at the Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. The main contributions to the development of telepresence systems are: a detailed specification of the general architecture of the system, the implementation of the calibration, the imagery correction and the 360 degrees panoramas composition methods. The prototype that was implemented includes: an Acquisition Module, that acquires image of eight cameras (mounted on a ring of cameras placed on top of a robot), executes corrections and prepares a panoramic image; a Composition Module, that stitches the images in a final panorama; and an Exhibition Module, that adjusts and projects the panorama into the screens of the CAVERNA Digital®. Final, remarks on this present work and future perspectives are presented at the end.

Sistemas de telepresença têm sido pesquisados e desenvolvidos para inúmeras aplicações que exigem a presença física de pessoas em ambientes inacessíveis; tais situações são diversas, desde aquelas relacionadas com educação a distância até aquelas que envolvem alta periculosidade. Neste trabalho, a pesquisa e desenvolvimento se concentram na concepção e implementação de sistemas de telepresença voltados para ambientes imersivos em 360º, capazes de realizar a aquisição, transmissão e projeção de imagens em movimento em sistemas de multiprojeção imersivos, como é o caso da CAVERNA Digital®, desenvolvida pelo Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da USP. Assim, o presente trabalho apresenta contribuições para o desenvolvimento de sistemas de telepresença, dentre os quais destacam-se: o detalhamento da arquitetura geral do sistema, a implementação de métodos para a calibração, correção das imagens e montagem de panoramas de 360º. Construiu-se um protótipo composto de: um Módulo de Aquisição, que adquire as imagens de oito câmeras (montadas num anel de câmeras sobre um robô), efetua as correções e monta uma imagem panorâmica; um Módulo de Composição que costura as várias imagens panorâmicas em um panorama final; e um Módulo de Exibição que ajusta e projeta o panorama nas telas da CAVERNA Digital®. Finalmente, apresentam-se considerações sobre o presente trabalho e perspectivas futuras. / Research and development in telepresence systems have been done in several applications that require physical presence of people into non-accessible environments. These situations may vary, from those related to distance education to those related to very hazardous places for humans. In this work, the main research and development goal is the conception and implementation of a telepresence system for 360 degrees immersive environments, this system is able to perform acquisition, transmission and projection of moving images on immersive multi-projection environments, such as the CAVERNA Digital®, developed by the Laboratório de Sistemas Integráveis at the Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. The main contributions to the development of telepresence systems are: a detailed specification of the general architecture of the system, the implementation of the calibration, the imagery correction and the 360 degrees panoramas composition methods. The prototype that was implemented includes: an Acquisition Module, that acquires image of eight cameras (mounted on a ring of cameras placed on top of a robot), executes corrections and prepares a panoramic image; a Composition Module, that stitches the images in a final panorama; and an Exhibition Module, that adjusts and projects the panorama into the screens of the CAVERNA Digital®. Final, remarks on this present work and future perspectives are presented at the end.

Submitted by LUIZ SOARES DOS SANTOS BAGLIE (luizssb.biz@gmail.com) on 2018-07-23T22:54:59Z No. of bitstreams: 1 Disserta__o_Luiz.pdf: 8121427 bytes, checksum: 6d6fc6e77c3675f8bfbb0dd27c3f2c74 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) Está faltando o LOGO (Símbolo)da Universidade/Câmpus no cabeçalho da capa do seu trabalho.(este item é obrigatório), e no rodapé solicitamos tirar os escritos(São Paulo – Brasil, Julho) Problema 02) O arquivo contém 13(treze) páginas em branco, solicitamos a retirada das mesmas. Problema 03) ) Nos agradecimentos consta financiadora CAPES, se você recebeu financiamento da CAPES, deve constar o nome dela também na folha de rosto e de aprovação. Problema 04) Na descrição da natureza da pesquisa faltam algumas informações. Na folha de rosto Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciência da Computação, junto ao Programa de Pós- Graduação em Ciência da Computação, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de São José do Rio Preto. e no rodapé : São José do Rio Preto 2018 E na folha de aprovação, como você defendeu em Bauru, deve ser o local efetivo da defesa: “Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciência da Computação , junto ao Programa de Pós- Graduação em Ciência da Computação , da Faculdade de Ciências da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de Bauru.” e no rodapé : Bauru 06 de Julho de 2018 OBS:-Estou encaminhando via e-mail o template/modelo das páginas pré-textuais para que você possa fazer as correções, sugerimos que siga o modelo pois ele comtempla as normas da ABNT Sua submissão será rejeitada para que você possa fazer as correções. Lembramos que o arquivo depositado no repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2018-07-24T14:45:12Z (GMT) / Submitted by LUIZ SOARES DOS SANTOS BAGLIE (luizssb.biz@gmail.com) on 2018-07-24T20:39:02Z No. of bitstreams: 1 Disserta__o_Luiz-2.pdf: 8540676 bytes, checksum: 8be2dd495278e34017e4670f776757fd (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-07-25T13:39:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 baglie_lss_me_sjrp.pdf: 8553740 bytes, checksum: 17eeffc8fdbf59778d5ffda8f5826a60 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-25T13:39:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 baglie_lss_me_sjrp.pdf: 8553740 bytes, checksum: 17eeffc8fdbf59778d5ffda8f5826a60 (MD5) Previous issue date: 2018-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Visualização de Informação (VI) é uma disciplina focada na exploração, monitoramento e descoberta de informações, colaboração profissional e apresentações de dados compreensíveis. VI 3D pode ser usada para dados inerentemente tridimensionais ou em visualizações que requerem entendimento de formas (e.g., design de automóvel, moléculas). Além disso, interação por meio dispositivos de entrada além de mouse e teclado auxilia a investigação de novas consultas. VI 3D interativa (VI3DI) pode ser desenvolvida com técnicas e recursos da Realidade Virtual, que envolve aplicações 3D com ambientes virtuais, proporcionando imersão, interação e envolvimento. Imersão pode se dar por sistemas de multi-projeção, os quais usam clusters gráficos (CGs); interação pode fazer uso de dispositivos de entrada diversificados. Navegadores web são interessantes para VI3DI, devido a facilidade de execução, portabilidade e recursos disponíveis. O objetivo desta dissertação é, com base no entendimento dos domínios e tendências presentes nos trabalhos científicos em que multi-projeção e dispositivos de interação são utilizados na web, propor, implementar, aplicar e avaliar um design para aplicações VI3DI na web. É realizada uma revisão sistemática da literatura, revelando a falta de estudos e recursos sobre uso de ambos multi-projeção e dispositivos de interação diversificados na web. Assim, propõe-se um design de solução para aplicações VI3DI web, apoiando a multi-projeção por meio de CGs mestreescravo e descentralizado e dispositivos de interação diversificados. O design é implementado em um framework/biblioteca JavaScript, Livvclib, para validá-lo e facilitar seu reuso. Livvclib é usada adicionar suporte a multi-projeção e dispositivos de interação a uma aplicação web de visualização molecular. A aplicação é avaliada por meio de um experimento com 11 participantes junto a sistema de multi-projeção e dispositivos de interação. Resultados mostram aceitação do desempenho do design proposto, de sua implementação, da possibilidade de visualização das moléculas com a multi-projeção e dos dispositivos de interação diversificados. / Information Visualization (IV) is a discipline focused on exploring, monitoring, and discovering information, professional collaboration, and understandable data presentations. 3D IV can be used for inherently three-dimensional data or in visualizations that require understanding shapes (e.g., automotive design, molecules). In addition, interaction via input devices besides mouse and keyboard helps the investigation of new queries. Interactive 3D IV (I3DIV) can be developed with techniques and resources from Virtual Reality, which involves 3D applications with virtual environments, providing immersion, interaction, and engagement. Immersion can be provided by multi-projection systems, which use graphical clusters (GCs); interaction can make use of diversified input devices. Web browsers are interesting for VI3DI, due to ease of execution, portability and features available. The purpose of this dissertation is to, based on the understanding of the domains and tendencies present in the scientific works in which multi-projection and interaction devices are used on the web, propose, implement, apply, and evaluate a design for VI3DI applications on the web. A systematic review of the literature is conducted, revealing the lack of studies and resources on the use of both multi-projection and diversified interaction devices on the web. Thus, we propose the design of a solution for VI3DI web applications, supporting the multi-projection through master-slave and decentralized GCs, and diversified interaction devices. The design is implemented in a JavaScript framework, Livvclib, to validate it and facilitate its reuse. Livvclib is used to add support to multi-projection and interaction devices to a web application for molecular visualization. The application is evaluated in an experiment with 11 participants, a multi-projection system, and interaction devices. Results show acceptance of the performance of the proposed design, its implementation, the possibility of visualization of the molecules with the multi-projection and of the diversified interaction devices.

Ce mémoire s'inscrit dans le domaine de la vision par ordinateur. Elle s'intéresse à la calibration de systèmes de caméras stéréoscopiques, à la mise en correspondance caméra-projecteur, à la reconstruction 3D, à l'alignement photométrique de projecteurs, au maillage de nuages de points, ainsi qu'au paramétrage de surfaces. Réalisé dans le cadre du projet LightTwist du laboratoire Vision3D, elle vise à permettre la projection sur grandes surfaces arbitraires à l'aide de plusieurs projecteurs. Ce genre de projection est souvent utilisé en arts technologiques, en théâtre et en projection architecturale. Dans ce mémoire, on procède au calibrage des caméras, suivi d'une reconstruction 3D par morceaux basée sur une méthode active de mise en correspondance, la lumière non structurée. Après un alignement et un maillage automatisés, on dispose d'un modèle 3D complet de la surface de projection. Ce mémoire introduit ensuite une nouvelle approche pour le paramétrage de modèles 3D basée sur le calcul efficace de distances géodésiques sur des maillages. L'usager n'a qu'à délimiter manuellement le contour de la zone de projection sur le modèle. Le paramétrage final est calculé en utilisant les distances obtenues pour chaque point du modèle. Jusqu'à maintenant, les méthodes existante ne permettaient pas de paramétrer des modèles ayant plus d'un million de points. / This thesis falls within the field of computer vision. It focuses on stereoscopic camera calibration, camera-projector matching, 3D reconstruction, projector blending, point cloud meshing, and surface parameterization. Conducted as part of the LightTwist project at the Vision3D laboratory, the work presented in this thesis aims to facilitate video projections on large surfaces of arbitrary shape using more than one projector. This type of projection is often seen in theater, digital arts, and architectural projections. To this end, we begin with the calibration of the cameras, followed by a piecewise 3D reconstruction using an active unstructured light scanning method. An automated alignment and meshing of the partial reconstructions yields a complete 3D model of the projection surface. This thesis then introduces a new approach for the parameterization of 3D models based on an efficient computation of geodesic distances across triangular meshes. The only input required from the user is the manual selection of the boudaries of the projection area on the model. The final parameterization is computed using the geodesic distances obtained for each of the model's vertices. Until now, existing methods did not permit the parameterization of models having a million vertices or more.

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