Made available in DSpace on 2019-03-29T23:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-02-21 / Rendering engines are specialized softwares, built on graphics libraries, whose responsibility is to generate realistic tridimensional scenes, containing a robust description of the geometry, color, texture and visual effects (reflections, shadows, shading, etc.). The computer representation of light rays from the real world is not a trivial task. Actually, it is an extremely costly process and generally unfeasible to be done in real time. A quite robust and realistic technique for rendering, normally, static scenes is ray tracing. Although there are other rendering algorithms at GPU level, they target speed at the expense of quality, generating undesirable visual artifacts to achieve interactive rates (approximately 30 frames per second) in dynamic scenes. This thesis presents VTracer, a hybrid rendering engine capable of generating realistic visual effects at interactive rates, through a new solution for reflection synthesis which combines Screen Space Reflection (SSR) in screen space with ray tracing in GPU (into two versions, one using the OptiX library and one entirely developed in CUDA), and for shadow synthesis using shadow maps and/or ray tracing. In particular, for the ray tracer in CUDA, a Linear Bounding Volume Hierarchy (LBVH) was used as the accelerator data structure. Moreover, VTracer has been successfully integrated into the Bullet Physics engine to generate also realistic visual effects in dynamic simulations of rigid and deformable bodies. The results show that it is possible to combine rasterization and ray tracing for the synthesis of realistic hybrid visual effects (shadows and, particularly, reflections) at interactive rates, both in static scenes containing flat and curved objects (concave and convex, with or without normal maps), as in dynamic scenes, whether these objects are rigid or deformable. In order to verify and validate the proposal, several systematic and varied case studies were conducted focusing on the performance analysis of VTracer in terms of quality, frame rates and scalability. Two metrics were applied for the objective quality analysis, which proved the level of realism of all the images synthesized in the tests. In addition, the tests showed that VTracer is capable of generating hybrid reflections and shadows at interactive rates and with good scalability as the levels of geometric complexity and movement of objects' vertices increase, even in high-cost scenes such as the dynamic ones with deformable objects. Finally, it is possible to conclude that, for the majority of the test cases investigated, the VTracer module in OptiX was more recommended for static scenes and, the one in CUDA, for dynamic ones. With regards to the application of this work, there are many possibilities envisioned, for example, the creation of a plugin that would allow the generation of the VTracer's visual effects in commercial game engines. Keywords: Rendering engine. Shadows. Reflections. Rasterization. Ray Tracing. Realism. Interactive FPS. Static and Dynamic Scenes. Rigid and deformable bodies. / Motores de renderização são softwares especializados, construídos sobre bibliotecas gráficas, cuja responsabilidade é gerar cenas tridimensionais realistas, contendo uma descrição robusta da geometria, cor, textura e efeitos visuais (reflexos, sombras, tonalização, etc.). A representação por computador dos raios de luz do mundo real não é uma tarefa trivial. Na realidade, é um processo extremamente custoso e geralmente inviável de ser feito em tempo real. Uma técnica bastante realista para a renderização, normalmente, de cenas estáticas é o ray tracing. Embora existam outros algoritmos de renderização em nível de GPU, estes objetivam a velocidade em detrimento da qualidade, gerando artefatos visuais indesejáveis para atingir taxas interativas (aproximadamente, 30 quadros por segundo) em cenas dinâmicas. Esta tese apresenta VTracer, um motor de renderização híbrido capaz de gerar efeitos visuais realistas a taxas interativas, através de uma nova solução para a síntese de reflexos que combina Screen Space Reflection (SSR) em espaço de tela com ray tracing em GPU (em duas versões, uma usando a biblioteca OptiX e outra integralmente em CUDA) e, para a síntese de sombras, usando shadow maps e/ou ray tracing. Em particular, para o ray tracer em CUDA, uma Linear Bounding Volume Hierarchy (LBVH) foi usada como estrutura de dados aceleradora. Além disso, VTracer foi integrado com sucesso ao motor da Física Bullet, para também gerar efeitos visuais realistas em simulações dinâmicas de corpos rígidos e deformáveis. Os resultados mostram que é possível combinar rasterização e ray tracing para a síntese de efeitos visuais realistas (sombras e, particularmente, reflexos) a taxas interativas, tanto em cenas estáticas contendo objetos planos e curvos (côncavos e convexos, com ou sem normal maps), quanto em cenas dinâmicas, sejam estes objetos rígidos ou deformáveis. Para verificação e validação da proposta, estudos de caso variados e sistemáticos foram conduzidos, focados na análise de desempenho do VTracer quanto à qualidade, taxas de quadros por segundo e escalabilidade. Duas métricas foram aplicadas para a análise objetiva da qualidade, as quais comprovaram o nível de realismo de todas as imagens sintetizadas nos testes. Adicionalmente, os testes mostraram que VTracer é capaz de gerar reflexos híbridos e sombras a taxas interativas e com boa escalabilidade, à medida que os níveis de complexidade geométrica e de movimento dos vértices dos objetos aumentam, mesmo em cenas de alto custo computacional, como as dinâmicas com objetos deformáveis. Finalmente, é possível concluir que, para a maior parte dos casos de teste investigados, o módulo do VTracer em OptiX foi mais recomendado para cenas estáticas e, o em CUDA, para dinâmicas. Com relação à aplicação deste trabalho, há várias possibilidades vislumbradas, por exemplo, a criação de um plugin que possibilitasse a geração dos efeitos visuais do VTracer em motores de jogos comerciais. Palavras-chave: Motor de renderização. Sombras. Reflexos. Rasterização. Ray tracing. Realismo. FPS interativo. Cenas estáticas e dinâmicas. Corpos rígidos e deformáveis.

Submitted by Mayara Nascimento (mayara.nascimento@ufba.br) on 2016-05-31T14:44:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Liordino.pdf: 77032339 bytes, checksum: db9dc02e75586a68d3466651d8c7d5cf (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva (sivalda@ufba.br) on 2016-06-03T23:33:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Liordino.pdf: 77032339 bytes, checksum: db9dc02e75586a68d3466651d8c7d5cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-03T23:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Liordino.pdf: 77032339 bytes, checksum: db9dc02e75586a68d3466651d8c7d5cf (MD5) / Estilos não-fotorealistas de renderização (Non-Photorealistic Rendering - NPR) são frequentemente utilizados no domínio de jogos eletrônicos, com o objetivo de enfatizar aspectos do enredo e da fantasia do jogo. Nesses cenários, a presença de elementos da natureza, como água, fogo, fumaça, entre outros, é bastante comum. Tais fenômenos são bastante desafiadores do ponto de vista computacional, visto que envolvem simulações baseadas em leis físicas e renderização em tempo real. Esse trabalho apresenta um método de renderização com visual não-fotorealista aplicado a simulação de água para aplicações interativas e em tempo real, como jogos eletrônicos. O método apresentado recebe como entrada uma simulação de partículas a partir da qual é extraída a superfície do fluido, que em seguida é suavizada. Efeitos ópticos de refração e reflexão, além da geração de espuma e gotículas, adequadas ao visual NPR, conferem um visual natural à água. O método é inteiramente realizado em espaço de tela, e todos os passos são implementados diretamente em GPU. Uma análise empírica foi realizada em um ambiente de simulação física bastante utilizado em motores de jogos comerciais, que inclui suporte a colisões das partículas de água com corpos rígidos. Testes comparativos com outros métodos presentes na literatura demonstram a aplicabilidade da abordagem apresentada

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1894_1.pdf: 7059196 bytes, checksum: fd446b4e905af6ff54c5aa0798e13d32 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho apresenta um modelo de iluminação probabilístico implementado em GPU (Graphics Processing Unit) para renderização de pelagem rala de mamíferos sob influência do ambiente, particularmente água. Nós estendemos a técnica conhecida como Fakefur incluindo um método que captura as características principais do pêlo no estado de molhado. Uma função de umidade é usada para controlar o nível de umidade do pêlo por variação de alguns parâmetroschave de renderização. Algumas fotos de cães secos e molhados foram usadas para calibrar os parâmetros do sistema. O sistema descrito neste trabalho tem uma complexidade computacional muito menor do que os métodos de renderização de pêlos tradicionais, devido não apenas à sua natureza probabilística, mas também por sua implementação em GPU, que possibilita renderização de pelagem animal seca e molhada em tempo-real

Conhecido pelo seu alto custo computacional e grande qualidade das imagens sintetizadas, o traçado de raios vem sendo mais recentemente explorado pela comunidade científica em pesquisas por uma taxa de quadro interativa e constante. Almejando um novo modo de aceleração do traçado de raios, uma nova abordagem denominada traçado de raios assistido pela unidade de processamento gráfico é apresentada neste trabalho. Seu objetivo é dar base à formulação de algoritmos que façam um uso melhor dos recursos disponíveis nas placas de vídeo frequentemente encontradas nos computadores convencionais atuais. Com base nesta abordagem, várias contribuições são propostas nesta dissertação. Além de apresentar conceitos básicos de traçado de raios e uma revisão literária de seus tópicos mais importantes, este trabalho também explica e exemplifica alguns algoritmos clássicos de traçado de raios que serão utilizados como base para outros algoritmos aqui apresentados. Como principal contribuição é proposto e implementado um algoritmo, que calcula os pontos iniciais de varredura de subdivisões espaciais do traçado de raios primários de mapas de alturas a partir de um distance-buffer (mapa de distâncias) sintetizado pela unidade de processamento gráfico da placa de vídeo. Um segundo algoritmo é também proposto, onde um object-buffer (mapa de objetos) é sintetizado pela placa de vídeo para acelerar a varredura de estruturas de subdivisão espacial em cenas com primitivas genéricas do traçado de raios. Contribuições pontuais são realizadas neste trabalho no campo de síntese de mapas de alturas pela definição dos seguintes algoritmos: o algoritmo de reconstrução bilinear analítica, o algoritmo de interpolação biquadrátrica dupla, o algoritmo de predição por planos de altura inclinados e o algoritmo de mapeamento de nível de detalhe de reconstrução da superfície para o modelo de voxels. Uma breve discussão a respeito do futuro de algoritmos de traçado de raios assistido pela unidade de processamento gráfico e de sua implementação em aglomerados gráficos é apresentada no final deste trabalho, explorando novas possibilidades para a sua continuidade, desencadeando novas linhas de pesquisa correlacionadas. / Known by its high computational cost and by the high quality rendered imagens, ray tracing has been most recently explored by the scientific community in researches for interactive and constant frame rate. Aiming for a new way for optimizing ray tracing, a new approach called GPU-assisted ray tracing is defined in this work. Its objective is to be a first step in the formulation of ray tracing algorithms that take better advantage of graphics processing units commonly found in personal computers nowadays. Based on this approach, several contributions are proposed in this work. Besides presenting the basic concepts for ray tracing and a literature review of the most relevant topics, this work also explains and exemplifies some classical algorithms that are used as a base for the new algorithms here presented. As main contribution, we propose and implement an algorithm that calculates the initial points for traversing spatial subdivision structures, for tracing primary rays in height maps from a distance-buffer rendered by the video card. A second algorithm is proposed as well, where an object-buffer is rendered by the video card to accelerate the traversal of rays in spatial subdivision structures for scenes with generic primitives. Individual contributions are made, in this work, in rendering height maps by defining the following algorithms: the analytic bilinear reconstruction algorithm, the double bi-quadratic interpolation algorithm, the prediction by inclined height planes algorithm and the level of detail mapping for surface reconstruction in voxel-based models algorithm. A brief discussion about the future of GPU-assisted ray tracing algorithms and its implementation in graphical clusters is presented at the end of this work, exploiting new possibilities for its continuation and for related research topics.

Conhecido pelo seu alto custo computacional e grande qualidade das imagens sintetizadas, o traçado de raios vem sendo mais recentemente explorado pela comunidade científica em pesquisas por uma taxa de quadro interativa e constante. Almejando um novo modo de aceleração do traçado de raios, uma nova abordagem denominada traçado de raios assistido pela unidade de processamento gráfico é apresentada neste trabalho. Seu objetivo é dar base à formulação de algoritmos que façam um uso melhor dos recursos disponíveis nas placas de vídeo frequentemente encontradas nos computadores convencionais atuais. Com base nesta abordagem, várias contribuições são propostas nesta dissertação. Além de apresentar conceitos básicos de traçado de raios e uma revisão literária de seus tópicos mais importantes, este trabalho também explica e exemplifica alguns algoritmos clássicos de traçado de raios que serão utilizados como base para outros algoritmos aqui apresentados. Como principal contribuição é proposto e implementado um algoritmo, que calcula os pontos iniciais de varredura de subdivisões espaciais do traçado de raios primários de mapas de alturas a partir de um distance-buffer (mapa de distâncias) sintetizado pela unidade de processamento gráfico da placa de vídeo. Um segundo algoritmo é também proposto, onde um object-buffer (mapa de objetos) é sintetizado pela placa de vídeo para acelerar a varredura de estruturas de subdivisão espacial em cenas com primitivas genéricas do traçado de raios. Contribuições pontuais são realizadas neste trabalho no campo de síntese de mapas de alturas pela definição dos seguintes algoritmos: o algoritmo de reconstrução bilinear analítica, o algoritmo de interpolação biquadrátrica dupla, o algoritmo de predição por planos de altura inclinados e o algoritmo de mapeamento de nível de detalhe de reconstrução da superfície para o modelo de voxels. Uma breve discussão a respeito do futuro de algoritmos de traçado de raios assistido pela unidade de processamento gráfico e de sua implementação em aglomerados gráficos é apresentada no final deste trabalho, explorando novas possibilidades para a sua continuidade, desencadeando novas linhas de pesquisa correlacionadas. / Known by its high computational cost and by the high quality rendered imagens, ray tracing has been most recently explored by the scientific community in researches for interactive and constant frame rate. Aiming for a new way for optimizing ray tracing, a new approach called GPU-assisted ray tracing is defined in this work. Its objective is to be a first step in the formulation of ray tracing algorithms that take better advantage of graphics processing units commonly found in personal computers nowadays. Based on this approach, several contributions are proposed in this work. Besides presenting the basic concepts for ray tracing and a literature review of the most relevant topics, this work also explains and exemplifies some classical algorithms that are used as a base for the new algorithms here presented. As main contribution, we propose and implement an algorithm that calculates the initial points for traversing spatial subdivision structures, for tracing primary rays in height maps from a distance-buffer rendered by the video card. A second algorithm is proposed as well, where an object-buffer is rendered by the video card to accelerate the traversal of rays in spatial subdivision structures for scenes with generic primitives. Individual contributions are made, in this work, in rendering height maps by defining the following algorithms: the analytic bilinear reconstruction algorithm, the double bi-quadratic interpolation algorithm, the prediction by inclined height planes algorithm and the level of detail mapping for surface reconstruction in voxel-based models algorithm. A brief discussion about the future of GPU-assisted ray tracing algorithms and its implementation in graphical clusters is presented at the end of this work, exploiting new possibilities for its continuation and for related research topics.

SILVA JÚNIOR, Erasmo Artur da. Método dinâmico para troca de representação em sistemas híbridos de renderização de multidões. 2013. 52 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-21T19:52:02Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_easilvajunior.pdf: 12555422 bytes, checksum: fafd7f37a684a97a47f66846c82081ed (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-21T19:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_easilvajunior.pdf: 12555422 bytes, checksum: fafd7f37a684a97a47f66846c82081ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T19:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_easilvajunior.pdf: 12555422 bytes, checksum: fafd7f37a684a97a47f66846c82081ed (MD5) Previous issue date: 2013 / Environments populated with crowds are employed in various applications, such as games, simulators and editors. Many of these environments require not only a realistic and detailed rendering, but it must run smoothly in real-time. This task easily exhausts the system’s resources, even considering the current state-of-the-art hardware. Therefore, crowd rendering in real-time remains a challenge in computer graphics. Approaches exploiting levels of detail, visibility culling and image-based rendering are presented in order to facilitate this task. The first two increase the efficiency of rendering, but sometimes are not enough to keep an interactive frame rate. Some researches on this subject focus on image-based rendering techniques, specifically with the use of impostors. In this work it is proposed a method that balances the computational demand of rendering job by varying the threshold’s distance of the representation switch between full geometry (mesh) and image-based(impostors) models in accordance with the available resources. / Ambientes providos de multidões são empregados em diversas aplicações, como jogos, simuladores e editores. Muitas destas aplicações não requerem somente a renderização de agentes animados de forma realística e detalhada, mas que seja executada suavemente em tempo real, tarefa que facilmente esgota os recursos do sistema (mesmo considerando hardware no estado da arte). Por conta disso,a renderização de multidões em tempo real permanece como um desafio dentro da computação gráfica. Abordagens explorando nível de detalhe, descarte por visibilidade e renderização baseada em imagens foram propostas no intuito de viabilizar esta tarefa. As duas primeiras aumentam a eficiência da renderização, mas as vezes não são suficientes para manter taxas de quadros por segundo interativas. Grande parte dos estudos acerca do tema se concentra em técnicas de renderização baseadas em imagem, especificamente com o emprego de impostores. Neste trabalho é proposto um método que faz o balanço da demanda computacional da renderização através da variação da distância do limiar onde ocorre a troca de representação entre os modelos de geometria completa (malhas) e os baseados em imagem (impostores) de acordo com os recursos disponíveis.

This dissertation dicusses the main concepts involved in the non-photorealistic rendering techniques and proposes a general scheme to implement such techniques. The work discusses also a non-photorealistic rendering style from line drawing to 3D models presented by Stéphane Grabli et al, in such a way that the line styles are programmable. We also present an implementation from portion of the work of Grabli. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação são discutidos os principais conceitos envolvidos nas técnicas de renderização não-fotorrelística e propõe um esquema geral para implementação de tais técnicas. É discutido também um estilo de renderização não-fotorrealística de desenhos de linha para modelos 3D apresentado por Stéphane Grabli e colaboradores, cujos estilos de linha sejam programáveis. Também apresentamos uma implementação de parte do trabalho de Grabli.

SILVA JÚNIOR, Erasmo Artur da. Método dinâmico para troca de representação em sistemas híbridos de renderização de multidões. 2013. 61 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-11T13:53:21Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_easilvajunior.pdf: 12555422 bytes, checksum: fafd7f37a684a97a47f66846c82081ed (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-15T13:37:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_easilvajunior.pdf: 12555422 bytes, checksum: fafd7f37a684a97a47f66846c82081ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T13:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_easilvajunior.pdf: 12555422 bytes, checksum: fafd7f37a684a97a47f66846c82081ed (MD5) Previous issue date: 2013 / Environments populated with crowds are employed in various applications, such as games, simulators and editors. Many of these environments require not only a realistic and detailed rendering, but it must run smoothly in real-time. This task easily exhausts the system’s resources, even considering the current state-of-the-art hardware. Therefore, crowd rendering in real-time remains a challenge in computer graphics. Approaches exploiting levels of detail, visibility culling and image-based rendering are presented in order to facilitate this task. The first two increase the efficiency of rendering, but sometimes are not enough to keep an interactive frame rate. Some researches on this subject focus on image-based rendering techniques, specifically with the use of impostors. In this work it is proposed a method that balances the computational demand of rendering job by varying the threshold’s distance of the representation switch between full geometry (mesh) and image-based(impostors) models in accordance with the available resources. / Ambientes providos de multidões são empregados em diversas aplicações, como jogos, simuladores e editores. Muitas destas aplicações não requerem somente a renderização de agentes animados de forma realística e detalhada, mas que seja executada suavemente em tempo real, tarefa que facilmente esgota os recursos do sistema (mesmo considerando hardware no estado da arte). Por conta disso,a renderização de multidões em tempo real permanece como um desafio dentro da computação gráfica. Abordagens explorando nível de detalhe, descarte por visibilidade e renderização baseada em imagens foram propostas no intuito de viabilizar esta tarefa. As duas primeiras aumentam a eficiência da renderização, mas as vezes não são suficientes para manter taxas de quadros por segundo interativas. Grande parte dos estudos acerca do tema se concentra em técnicas de renderização baseadas em imagem, especificamente com o emprego de impostores. Neste trabalho é proposto um método que faz o balanço da demanda computacional da renderização através da variação da distância do limiar onde ocorre a troca de representação entre os modelos de geometria completa (malhas) e os baseados em imagem (impostores) de acordo com os recursos disponíveis.

A estereoscopia é a área do conhecimento que aborda a visão em três dimensões, mas se limita, por definição, apenas às técnicas que possibilitam a reconstituição de uma cena tridimensional observada através de pelo menos dois pontos de vista distintos, que no caso dos seres humanos é a cena reconstituída no cérebro a partir das imagens obtidas pelos olhos. Inicialmente, o presente trabalho consolida os principais conceitos e técnicas desta área abrangente, para em seguida propor formas de análise, comparação e classificação de técnicas de estereoscopia através de conceitos teóricos e métricas qualitativas e quantitativas. Complementando esta proposta, com base na revisão da literatura e nos resultados experimentais, a pesquisa busca avaliar vantagens e desvantagens entre as técnicas estereoscópicas e na estereoscopia como um todo, para alimentar discussões, tendências e desafios encontrados na aplicação da estereoscopia a sistemas de Realidade Aumentada (RA), em particular sistemas de tele-presença com vídeo-avatar, e na área de jogos. / Stereoscopy is the area of knowledge that addresses three dimensional vision, but its restricted to, by definition, the techniques that allows the reconstruction of a three dimensional scene observed from two different points of view at least, in the case of human beings it is the scene reconstructed in the brain from the images obtained by the eyes. Initially, the present work consolidates the main concepts and techniques of this extended area, considering, after that, ways of analysis, comparison and classification of stereoscopy techniques through qualitative and quantitative metrics and theorical data. Additionally, based on literature review and in experimental results, the research try\'s to evaluate advantages and disadvantages between stereoscopy techniques and in stereoscopy as a whole, to stimulate discussion, trends and challenges found when merging stereoscopy to Augmented Reality (AR) systems, in particular tele-presence systems with video-avatar, and computer games.

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