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Item 3D Visualization of Sparse Geophysical Data Representing Uncertainty(The Eurographics Association, 2021) Gonçalves, Vítor; Dias, Paulo; Almeida, Fernando; Madeira, Joaquim; Santos, Beatriz Sousa; Silva, F. and Gutierrez, D. and Rodríguez, J. and Figueiredo, M.Geophysical data are sparse and by nature difficult to analyze. Usually domain experts use "mental models" to infer missing data according to the surrounding data and their own knowledge. The main goal of this work is to explore the best way to represent uncertainty in geophysical data. Given the sparse nature of the represented data, it is important to provide a 3D volumetric representation of the whole subsoil, based on a geostatistical process. We use kriging interpolation to generate a structured grid from the original sparse data. However, the analysis of such an interpolated representation must be careful, since the uncertainty varies significantly according to the distance to real measurements. We use different representations to emphasize data uncertainty during the analysis stage. The different visualization techniques implemented in our prototype, as well as methods used to simultaneously visualize resistivity and uncertainty information, are presented.Item Auralização em Tempo Real num Ambiente de Realidade virtual(The Eurographics Association, 2021) Casaleiro, Ricardo; Dias, Paulo; Campos, Guilherme; Santos, Beatriz Sousa; Creissac Campos, José and Gonçalves, DanielA realidade virtual (RV) é uma área de crescente importância, com uma gama de aplicações também ela crescente. Nos últimos anos têm surgido várias empresas que disponibilizam ambientes cada vez mais complexos, imersivos e com dispositivos de interacção cada vez mais avançados. Não obstante o seu grande potencial, este tipo de ambientes ainda tem muitos desafios a ultrapassar ao nível da interacção e do realismo. No desenvolvimento desses ambientes é dado particular ênfase à vertente visual, mas uma imersão e interacção só poderá ser completa se incluir também os outros sentidos. Em particular a audição permite aumentar de uma forma significativa tanto a sensação de imersão como a capacidade de localização num ambiente virtual. O trabalho apresentado neste artigo visa o desenvolvimento de algoritmos de auralização realistas e eficientes para permitir estimular em tempo real os utilizadores enquanto os mesmos se encontram imersos num ambiente de Realidade Virtual. São apresentados os principais algoritmos utilizados para calcular o som directo e a reverberação tardia assim como alguns testes perceptuais preliminares para tentar validar as opções tomadas e eventualmente corrigir algumas delas.Item Avaliação de Usabilidade em Ambientes de Realidade Virtual: Um Estudo com Utilizadores(The Eurographics Association, 2021) Silva, Samuel; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Salgado, Norberto; Capucho, Luís; Lino, Filipe; Carvalho, Vitor; Ferreira, Carlos; Creissac Campos, José and Gonçalves, DanielDescreve-se um estudo com utilizadores para comparação de um sistema de Realidade Virtual (RV) de baixo custo usando um Head-Mounted Display com um desktop e um outro sistema com projecção de imagem numa tela. Este estudo foi efectuado com a colaboração de 18 participantes sem experi ência prévia em ambientes de RV que jogaram o mesmo jogo nas tr ês plataformas. Durante o jogo foram recolhidos dados referentes ao desempenho dos utilizadores; os níveis de satisfação e opini ˜oes foram obtidos através de um question ário. Os resultados mostram que, em geral, os utilizadores n ão gostaram do sistema usando a tela e apresentaram melhor desempenho no desktop. Isto pode dever-se ao facto de a maior parte dos utilizadores ter j á experiência de jogo nessa configuração. é de salientar que os resultados para o HMD n ão foram muito diferentes dos obtidos nos outros sistemas e que para esta configuração os utilizadores colidiram menos com as paredes.Item Beyond What is Visible: Enhancing Air Quality Awareness through Immersive Virtual Reality Visualizations(The Eurographics Association, 2023) Marques, Bernardo; Oliveira, Daniel; Leitão, João; Martins, Nuno Cid; Rafael, Sandra; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Abey Campbell; Claudia Krogmeier; Gareth YoungThe levels of air quality found in some cities are a growing concern for environmental, healthcare, and government organizations worldwide due to the rise of environmental pollution. Thus, novel solutions for raising population awareness are of paramount importance. This work describes a platform for visualizing air quality data using Virtual Reality (VR), allowing having an aerial view of a given location, enhanced with air quality layers with the goal of helping raise awareness during education classes, fairs, or events. Using distinct visualization techniques, users can navigate through a map, position themselves in different points of view, and contemplate how air pollution is hiding from their view in the physical world, as well as filter using several parameters, e.g., removing roads, buildings, or displaying only a specific data range for a given period in time.Item Comparação de Dispositivos de Interacção em Ambientes de Realidade Virtual: Desenvolvimento de um Setup Experimental e Estudos com Utilizadores(The Eurographics Association, 2021) Lino, Filipe; Dias, Paulo; Oliveira, Arnaldo; Santos, Beatriz Sousa; Coelho, António and Cláudio, Ana PaulaA Realidade Virtual (RV) tem despertado um interesse crescente nos ultimos anos. Contudo a sua evolup'io tem sido mais lenta que o esperado, provavelmente devido a.o custo dos equipamentos, mas tambem as capacidades dos dispositivos de interacrao que ainda estiio em muitos aspectos aquem do esperado. Exist em jd vdrios dispositivos de interaccao para ambientes de RV, sendo um dos mais recentes o comando da Wii, o Wiimote, que tem permitido de alguma forma vulgarizar uma interacrao mais natural. Contudo a utilizar;iio deste tipo de ambientes e dispositivos para tarefas como a manipularao e selecrao de objectos numa aplicarao ainda tem muitas dificuldades para ultrapassa1; 0 ganho que esses dispositivos podem trazer relativamente a dispositivos mais tradicionais como o rato ainda niio estd hem quantificado. 0 trabalho apresentado neste artigo tem como objectivo estudar a interacrao num ambiente de RV comparando vdrios dispositivos de entrada, mais concretamente, o Wiimote, o rato e o GamePad. Para talfoi adaptada uma aplicacao Ja existente cujo objectivo ea manipularao e selecrao de polfgonos num modelo. Foram ainda realizadas duas experiencias com utilizadores para validar os tipos de interacr;iio escolhidos assim como comparar o desempenho dos utilizadores com os diferentes dispositivos. Uma das conclusoes e que para este tipo de interacrao, os utilizadores tem um desempenho muito pr6ximo usando o Wiimote e o rato, sendo o gamepad nitidamente pio1; Por outro lado, a evolufiiO do desempenho com o Wiimote entre as duas experiencias apresentadas tambem mostra a importtincia que tem a configurarao do dispositivo e o tipo de interacrao definido no desempenho final do utilizador.Item Dados Geotécnicos e Geofísicos: Exploração de novas formas de visualização(The Eurographics Association, 2021) Gonçalves, Vítor; Dias, Paulo; Almeida, Fernando; Batista, João; Santos, Beatriz Sousa; Coelho, António and Cláudio, Ana PaulaEste artigo visa a explorar:ao de novas formas de visualizar:ao de dados geotecnicos que possam ser mais enriquecedoras e mais interactivas que as oferecidas pelos actuais sistemas informar:ao geografica (SIG). Desta forma os dados siio simplesmente um mode lo para a construr:ao de uma potencial ferramenta. Na pratica pretende-se a implementar:ao de metodos de visualizar:ao e interacr:ao que permitam a visualizar:ao simultanea dos varios tipos de dados disponibilizados. Este trabalho ainda se encontra numa fase experimental e tern como objectivo explorar varias formas de visualizar:ao, verificar a sua validade/adaptabilidade ao caso concreto dos dados geotecnicos. Neste caso de estudo, foram utilizados dados geotecnicos adquiridos atraves de diferentes modalidades.Item DETIGuide: Interagindo com um ecrã de grandes dimensões através de um dispositivo móvel(The Eurographics Association, 2021) Palha, Rui; Dias, Paulo; Costa, Rui A.; Santos, Beatriz Sousa; Mealha, Óscar and Madeira, Joaquim and Tércio, Daniel and Sousa Santos, BeatrizA interacção com sistemas multimédia interiores ou exteriores baseados em ecrãs de grandes dimensões ainda tem limitações e problemas a ser superados. Os mais recentes dispositivos móveis, equipados com sensores (tais como acelerómetros, bússolas e ecrãs sensíveis ao toque), podem ser uma alternativa para interagir com estes ecrãs já que esta solução não implica hardware adicional (o utilizador pode usar o seu próprio telemóvel). Neste trabalho apresentamos as diferentes opções e os passos que levaram à criação do DetiGuide: um guia informático para o Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática da Universidade de Aveiro que permite aos utilizadores interagir com a informação apresentada num ecrã instalado no átrio do departamento através de um dispositivo móvel Android. O principal objectivo deste protótipo é estudar o uso de dispositivos móveis para interagir com ecrãs de grandes dimensões.Item Escolha de uma técnica de seleção para um ambiente virtual imersivo(The Eurographics Association, 2020) Souza, Danilo Duarte de; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Souza; Santos, Daniel; Magalhães, Luís and Santos, BeatrizEste artigo apresenta uma plataforma para fácil configuração de ambientes virtuais imersivos (pSIVE) juntamente com um estudo com utilizadores para avaliar duas técnicas para a seleção de objetos tridimensionais. O pSIVE, sigla em inglês para 'Platform for setting up interactive virtual environments', tem como objetivo a fácil criação de ambientes virtuais por não-especialistas e a utilização dos mesmos pelo público em geral. Neste âmbito, foi realizado um estudo com o objetivo de comparar duas variações da técnica de 'ray-tracing' para a seleção de objetos tridimensionais em ambientes virtuais imersivos. Na primeira variante usa-se o ponteiro laser como metáfora e o feixe de seleção tem origem na mão do utilizador e na outra o raio apontador tem origem na cabeça. Concluiu-se que a flexibilidade do sistema apresentado possibilita a fácil extensão do mesmo para aplicações de domínio específico, como no caso do teste com utilizadores. No que diz a respeito ao estudo com utilizadores, os resultados mostram que a seleção a partir da cabeça permite um melhor desempenho, mas que para aqueles que iniciaram com o ponteiro laser o processo de aprendizagem foi mais intuitivo resultando em menos erros e tempos reduzidos de seleção. Mostrando, também, a flexibilidade do sistema apresentado, visto que o mesmo possibilitou a construção do ambiente utilizado nos testes de maneira simplificada.Item Interação com ecrãs de larga dimensão usando o kinect(The Eurographics Association, 2020) Sousa, Tiago; Parracho, João; Cardoso, Igor; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Magalhães, Luís and Santos, BeatrizNos últimos anos, fomos explorando soluções para interação com ecrãs públicos utilizando vários dispositivos de entrada como um telemóvel ou um Kinect. O resultado mais recente desse trabalho é uma plataforma de interação conhecida como DETI-Interact. Neste artigo vamos descrever o trabalho que foi realizado para melhorar este sistema bem como as novas aplicações desenvolvidas.Item Interaction with Large Displays in a Public Space Using the Kinect Sensor(The Eurographics Association, 2021) Cardoso, Igor Duarte; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Branco, Pedro and Rodrigues, RuiCom a evolução da tecnologia, monitores de computador e televisores têm-se tornado cada vez mais finos e baratos, o que permitiu a sua colocação em muitos espac¸os públicos tais como aeroportos, halls de entrada de edifícios, etc. para apresentação de informação a quem frequente esses espac¸os. No entanto, a utilização destes ecrãs apresenta alguns desafios sobretudo quanto `a forma como a informação é apresentada e como se pode interagir com a mesma. Em trabalhos anteriores estudámos a possibilidade de utilizar telemóveis como dispositivos de interação com estes ecrãs; neste artigo, apresentamos uma evolução que utiliza o Kinect como dispositivo de entrada permitindo um controlo da informação apresentada no ecrã sem recurso a hardware adicional. São descritas as modificações ao protótipo original (desenhado para telemóveis) e duas propostas de interação diferentes: ''Gesture-Based Interaction'' e ''Pointer-Based Interaction''. Finalmente, apresentam-se os resultados dos testes efectuados para avaliar as escolhas realizadas e testar a viabilidade do sistema para interagir com ecrãs em espaços públicos.Item Interactive configurable virtual environment with Kinect navigation and interaction(The Eurographics Association, 2020) Pinto, João; Dias, Paulo; Eliseu, Sérgio; Santos, Beatriz Sousa; Dias, Paulo and Menezes, PauloAs a solution to immersive virtual museum visits, we propose an extension upon the platform we previously developed for Setting-up Interactive Virtual Environments (pSIVE) that maintains all of the Virtual Environment creation features of the platform as well as content association (PDF, Video, Text), but also allows gesture-based interaction and one to one navigational input using skeleton tracking with a Kinect that is calibrated in the real world space where the user is located in. In order to validate our new navigation and interaction methods, a comparative study was performed, comparing our gesture-based interaction and positional tracking with a controller button navigation and interaction method.Item Investigating Different Augmented Reality Approaches in Circuit Assembly: a User Study(The Eurographics Association, 2019) Marques, Bernardo; Esteves, Rafael; Alves, João; Ferreira, Carlos; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Cignoni, Paolo and Miguel, EderAugmented Reality (AR) has been considered as having great potential in assisting performance and training of complex tasks. Assembling electronic circuits is such a task, since many errors may occur, as wrong choice or positioning of components or incorrect wiring and thus using AR approaches may be beneficial. This paper describes a controlled experiment aimed at comparing usability and acceptance of two AR-based approaches (one based on a single device and another approach using two interconnected devices), with a traditional approach using a paper manual in the assembly of an electronic circuit. Participants were significantly faster and made fewer errors while using the AR approaches, and most preferred the multi-device approach.Item Medidas e Deteção de Estruturas Morfológicas para Craniometria usando Modelos 3D(The Eurographics Association, 2020) Neves, Luís; Dias, Paulo; Coelho, Catarina; Ferreira, Maria Teresa; Santos, Hélder; Santos, Beatriz Sousa; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, NunoEste artigo descreve os recentes desenvolvimentos num trabalho ainda em curso referente a uma nova abordagem à craniometria tradicional baseada na análise de modelos digitais 3D de crânios através da aplicação CraMs (Craniometric Measurements).O desenvolvimento desta aplicação tem como primeiro objetivo apoiar os antropólogos na obtenção de medidas craniométricas. Recentemente foi acrescentada a possibilidade de obter duas medidas adicionais baseadas em projeções de planos auxiliares. Foram ainda desenvolvidos e integrados na aplicação métodos para detetar estruturas de interesse através da análise da morfologia dos crânios. Estes métodos são baseados na curvatura e na deteção de sharp edges e suportam a extração de informação morfológica das órbitas e suturas cranianas, estruturas consideradas de interesse para o estudo dos crânios. Apresentam- se os métodos usados e os resultados obtidos em oito crânios.Item Multimodal application for visualization and manipulation of Electrocorticography data(The Eurographics Association, 2021) Amaral, Pedro; Sales, Franscisco; Cunha, João Paulo Silva; Dias, Paulo; Fernandes, José Maria; Santos, Luís Paulo and Fonseca, Manuel João and Dias, Miguel and Jorge, Joaquim A. and Santos, VítorDespi te the existence of severa/ treatments for epilepsy contrai, nearly one third of the patients still need to undergo surgery in arder to contrai the seizures. Especially in these cases, it is essentia/ to locate precisely the area responsiblefor the seizures. With the advances in technology the number of techniques to help in this diagnostic has increased dramatically as well as the resolution of the resulting images. A surge011 can now have information about brain activity from severa! exams: EEG, MRI, CT, PET and Electrocorticography (ECoG) where epidural or subdural electrodes are used to record the Electroencephalogram (EEG). Many software applications are used to analyze these data, but most of them do not provide any facility to super-impose in the sarne view information from different techniques. ln ECoG, for examp/e, it is essential for the surgeon to loca te the electrodes within the brain of the patient in arder to plan the surgery and avoid removing criticai areas. ln this paper, we present the first version of a software whose objective is to combine in the sarne application the data comingfrom ECoG, MRI and CT to provide the surgeons with a too/ that combine easily ali lhe data in the sarne visualization too/ to facilita te the interpretation of the available information as a whole.Item On the Impact of Training HRTF-Based Auralisation(The Eurographics Association, 2021) Mendonça, Catarina; Santos, Jorge A.; Campos, Guilherme; Dias, Paulo; Ferreira, João P.; Mealha, Óscar and Madeira, Joaquim and Tércio, Daniel and Sousa Santos, BeatrizAuralisation with generic, non-individualised, Head Related Transfer Functions (HRTF) is common practice, as obtaining individualised HRTFs poses very serious practical difficulties. It is therefore extremely important to assess to what extent this hinders our 3D sound localisation capabilities. Here, we address this issue from a learning perspective. We carried out a set of experiments to better understand how the 3D virtual source localisation performance of listeners using generic HRTF is influenced by training. In experiment 1, we observed that listeners perform fairly well in terms of azimuth discrimination, but mere exposure to the tests does not cause performance improvement. In experiments 2 and 3 we implemented a short training period on both azimuth (exp2.) and elevation (exp. 3) discrimination. Training involved active learning and feedback and led to significantly better results. We therefore propose that in order to fulfil its perceptual potential, auralisation based on generic HRTF sets should always be preceded by a period of training.Item Rato versus joystick como dispositivo de entrada para navegação num ambiente virtual com um Head-Mounted Device(The Eurographics Association, 2021) Dias, Paulo; Santos, Paulo; Ferreira, Carlos; Santos, Beatriz Sousa; Mealha, Óscar and Madeira, Joaquim and Tércio, Daniel and Sousa Santos, BeatrizEste artigo apresenta uma experiência controlada realizada para comparar dois dispositivos comuns, um rato e um joystick, como dispositivos de entrada durante a navegação num Ambiente Virtual constituído por um labirinto 3D sendo o dispositivo de saída um Head-Mounted Device. Nesta experiência mediram-se o desempenho e a satisfação de 45 participantes, não se tendo observado uma diferença significativa nas duas condições experimentais, o que permite concluir que ambos os dispositivos têm uma usabilidade comparável nas condições da experiência.Item Sala de Espectáculos Virtual: Articulação em Tempo Real dos Ambientes Visual e Acústico(The Eurographics Association, 2021) Casaleiro, Ricardo; Seco, Ricardo; Campos, Guilherme; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Santos, Luís Paulo and Fonseca, Manuel João and Dias, Miguel and Jorge, Joaquim A. and Santos, VítorUtilizando as ferramentas e técnicas de visualização e computação gráfica proporcionadas pelo Visualization Toolkit (VTK), foi desenvolvida uma aplicação para visualizar, manipular e editar modelos tridimensionais (3D) de salas no formato OBJ. A aplicação permite definir, a partir de uma base de dados de materiais, as características acústicas (coeficientes de absorção) de cada superficie da sala e calcular o tempo de reverberação (R T 6n) em bandas de oitava pela fórmula de Millington-Sette. Uma outra aplicação actua sobre o mesmo modelo 3D para permitir posicionar na sala fontes sonoras e um receptor - ouvinte virtual. A posição da cabeça desse ouvinte virtual segue a do utilizador, detectada através de um sensor. O som directo proveniente das fontes e suas primeiras reflexões (calculadas no modelo em causa pelo método das imagens virtuais) são processados em tempo real por filtros HRTF (head-related transfer function) se/eccionados em função da orientação da cabeça do ouvinte. Isto proporciona adequadas pistas de localização espacial das fontes sonoras. Este cálculo do campo sonoro na sala tendo em conta as suas propriedades fisicas, realizado em tempo real, permite aliar à imersão visual também uma imersão auditiva do utilizador.Item Seeing Clearly: A Situated Air Quality Visualization with AR Egocentric Viewpoint Extension(The Eurographics Association, 2023) Martins, Nuno C.; Marques, Bernardo; Rafael, Sandra; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Dutta, Soumya; Feige, Kathrin; Rink, Karsten; Zeckzer, DirkRaising public awareness about air quality is crucial for promoting individual and collective actions to mitigate the harmful effects of air pollution and achieve a healthier and more sustainable environment. This article presents an application that uses Augmented Reality (AR) and Situated Visualization (SV) to increase public awareness of air quality-related issues. The application, created according to the Human-Centered Design (HCD) methodology, overlays a visual representation of realtime air quality data onto the user's immediate environment, taking advantage of SV's contextualization capabilities. However, this kind of AR application faces some challenges, namely the AR egocentric viewpoint limitation of users when using SV. The application incorporates two solutions to mitigate this problem: multi-dynamic camera feeds (using the front and rear cameras of the mobile phone to extend the user's field of view) and side-by-side dynamic AR and Virtual Reality (VR) camera feeds (a transitional interface with an AR camera and a 3D virtual/digital representation of the area where the user is). Finally, the article evaluates the usability of the application and proposes solutions to mitigate egocentric viewpoint limitations. A study was conducted with seven participants with no prior experience in air quality visualization or AR to complete a task that involved pollution information retrieval using only the AR camera, as well as the side-by-side dynamic AR and VR camera feeds. The results showed that by using the solutions, the task completion time decreased by 42%. Additionally, the application received positive feedback regarding ease of understanding, complexity, and involvement, suggesting that it can be truly helpful.Item Um Ambiente de Baixo Custo para Aplicações de Realidade Virtual e Aumentada(The Eurographics Association, 2021) Moreira, Paulo; Cruz, Mário; Dias, Paulo; Martins, Paulo; Gomes, Rui; Madeira, Joaquim; Cunha, Manuel Bernardo; Santos, Beatriz Sousa; Lopes, AdrianoApesar da sua crescente importância, as aplicações dos ambientes de Realidade Virtual e/ou Aumentada têm sido, de algum modo, ainda limitadas quer pelo custo das tecnologias que lhes são habitualmente associadas, quer pela inexistência de técnicas de interacção apropriadas. Nesta comunicação são descritos os esforços desenvolvidos para a criação de um ambiente de custo reduzido que permite a investigação e o desenvolvimento de aplicações em Realidade Virtual e Aumentada. A utilização de um ''Head-Mounted Display'' e de sensores de orientação e de aceleração, conjugados com ''toolkits'' gráficos de domínio público, permitiram o desenvolvimento da arquitectura de um primeiro protótipo e a rápida implementação de ambientes virtuais, bem como o teste de diferentes métodos de navegação. A posterior adição de uma câmara de vídeo passou a permitir, também, a criação de ambientes aumentados do tipo ''video see-through'' e com algum grau de interacção.Item Usability in Virtual and Augmented Environments: A qualitative study(The Eurographics Association, 2021) Pimentel, Angela; Dias, Paulo; Huussen, Frank van; Horst, Pauline van der; Baggerman, Jan-Willem; Bidarra, Rafael; Madeira, Joaquim; Santos, Beatriz Sousa; Chambel, Teresa and Nunes, Nuno and Romao, Teresa and Creissac Campos, JoséVirtual and Augmented reality are developing rapidly: there is a multitude of environments and experiments in several laboratories using from simple HMD visualization to more complex and expensive 6-wall projection, CAVEs, and other systems. Still there is not yet a clear emerging technology in this area, nor commercial applications based on this technology are used in large scale. In addition to the fact that this is an emerging and relatively recent technology, there is little work to validate the utility and usability of these Virtual and Augmented environments when compared with traditional desktops. However, usability evaluation is crucial in order to design better systems that respond to the users' needs, as well as for finding applications that can really gain from the use of these new technologies. In this short paper, we present a preliminary qualitative usability study of a Virtual and Augmented Reality environment under development at the University of Aveiro. The main goal is to find clues on how to develop better evaluation methods for systems based on AR/VR technologies.