Portuguese Meeting on Computer Graphics 2009

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    Value added 3D modelling of Laser scanned and photogrammetric data
    (The Eurographics Association, 2021) Oliveira, João; Oliveira, Adriano; Boavida, João; Catarino, Luís; Araújo, Bruno; Pereira, João Madeiras; Jorge, Joaquim; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
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    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 Paula
    A 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.
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    Dispositivo de Interacção para Ecrã de Grandes Dimensões
    (The Eurographics Association, 2021) Araújo, Bruno; Jota, Ricardo; Fernandes, João; Ferreira, Alfredo; Pereira, João Madeiras; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    A interacriio corn ecrans de grande dimensiio e um tema que tern despertado a atenriio de investigadores, niio apenas na academia, mas tambem na industria. No entanto, os dispositivos tratlicionais, como o teclado ou o rato, sao claramente inadequados para este tipo de ambientes. Neste contexto concebemos um inovador dispositivo de interaci;iio sem fios esferico, desenhado para caber na m[io de um adulto. Este dispositivo fornece seis graus de liberdade em conjunto corn um sensor de pressiio e um botcio tradicional. Des ta f orma o utilil,Cldor controla niio apenas a posiriio no esparo tri-dimensional, mas tambem a rotai;lio ao Longo dos tres eixos. Nesta comunicarlio apresentamos o dispositivo jl:.sico em conjunto corn o prot6tipo de interacrao.
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    Linear Solvers for Stable Fluids: GPU vs CPU
    (The Eurographics Association, 2021) Amador, Gonçalo; Gomes, Abel; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    Fluid simulation has been an active research field in computer graphics for the last 30 years. Stam's stable fluids method, among others, is used for solving equations that govern fluids. This method solves a sparse linear system during the diffusion and move steps, using either relaxation methods (Jacobi, Gauss-Seidel, etc ), Conjugate Gradient (and its variants), or others (not subject of study in this paper). A comparative pe,formance analysis between a parallel GPU-based (using CUDA) algorithm and a serial CPU-based algorithm, in both 2D and 3D, is given with the corresponding implementation of Jacobi (J), Gauss-Seidel (GS) and Conjugate Gradient (CG) solvers.
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    Visualização e Exploração Interactiva de Espaços de Vídeo através de Cor e Movimento
    (The Eurographics Association, 2021) Martinho, João; Chambel, Teresa; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    Temos assistido a um rripido crescimento na cria<;:iio e disponibiliza9iio de videos em espa9os de informa9iio de acesso generalizado. 0 pr6prio video e um meio bastante rico, incluindo imagens, texto e audio que variam ao Longo do tempo. Esta riqueza cont ibui para que estes espa9os de informa9iio sejam bastante interessantes de e.,r:plorar, pennitindo a comunica9i10 de uma grande quantidade de informa9i10 e constituindo uma excelente plataforma para expressar criatividade. No entanto, inerente a esta riqueza, existe uma complexidade significativa. As tecnicas de visualiza<;a.o podem awciliar a lidar corn esta compfoxidade e a expres sar e explorar a riqueza destes espa9os de informa9i10. Este artigo apresenta um ambiente interactivo para visualizar e explorar espa9os de video, corn um foco em aspectos culturais e salientando propriedades tais como a predominancia de cor, ritmo e movimento, tanto ao nivel do espai;o de videos como ao nivel dos videos individuais. Permite capturar, experienciar e explorar propriedades e rela98es entre os videos, oferecendo a possibilidade de obter novos olhares sobre a cultura e de influenciar a sua expressilo de Jonna criativa.
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    GPU Ray Casting
    (The Eurographics Association, 2021) Marques, Ricardo; Leškovský, Peter; Santos, Luís Paulo; Paloc, Céline; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    For many applications, such as walk-throughs or terrain visualization, drawing geometric primitives is the most efficient and effective way to represent the data. In contmst, other applications require the visualiza-tion of data that is inherently volumetric. For example, in biomedical imaging, it might be necessary to visualize 3D datasets obtained from GT or J\1RI scanners as a meaningful 2D image, in a process called volume rendering. As a result of the popularity and usefulness of volume data, a broad class of volume rendering techniques has emerged. Ray casting is one of these techniques. It allows for high quality volume rendering, but is a computationally expensive technique which, with current technology, lacks interactivity when visualizing large datasets, if processed on the CPU. The advent of efficient GPUs, available on almost every modern workstations, combined with their high deg ree of programmability opens up a wide field of new applications for the graphics cards. Ray casting is among these applications, exhibiting an intrinsic parallelism, in the form of completely independent light rays, which allows to take advantage of the massively parallel architecture of the GPU. This paper describes the implementation and analysis of a set of shaders which allow interactive volume rendering on the GPU by resorting to my casting techniques.
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    Exploração da Remoção Hierárquica por Oclusão em Simulações em Tempo Real
    (The Eurographics Association, 2021) Cunha, Vitor; Leitão, Miguel; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    As aplicacoes de simulacao grafica em tempo real podem apresentar um fraco desempenho devido a complexi­dade de ambientes virtuais de muito grandes dimensoes. Um exemplo ea simulacao de conducao em ambientes urbanos onde se utilizam cenas extensas corn densidade de geometria tipicamente muito elevada. Nesta perspec­tiva, o desenvolvimento de metodos que permitem a seleccao apenas da geometria visivel, eliminado toda a res­tante, e de importancia crucial pois ira diminuir a quantidade de trabalho a realizar pelo hardware grafico. Neste grupo de metodos, que determinam a visibilidade da geometria mediante um ponto de vista sabre a cena, existe um conjunto cujo prop6sito e o de determinar se um dado objecto no ambiente virtual se encontra ocluso por outro(s), logo, niio visivel. Este tipo de algoritmos de remocao por oclusiio, em particular os que usam Hardware Occlusion Queries, tornou atractiva a determinacao de visibilidade em tempo real sem necessidade de extensos calculos em pre-processamento. Neste artigo e abordada a infl.uencia na pe,formance que o uso da remocao por oclusiio, quando aplicada a cenas organizadas em estruturas de dados hierarquicas, tern em simu­la98es de ambientes virtuais complexos de muito grandes dimensoes. A aplicacao de suporte desenvolvida usa as fimcionalidades base que a API OpenSceneGraph disponibiliza para o render da cena e determinacao de visibilidade.
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    Modelling a Virtual Urban Environment with Realistic Terrain Features
    (The Eurographics Association, 2021) Ortega, Maria Dolores Robles; Coelho, António; Sousa, A. Augusto; Alvarado, Lídia Ortega; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    Most of the urban models nowadays consider towns as a flat area without sloping zones. However, in order to obtain a realistic model of a city we need to include the information provided by its Digital Elevation Model (DEM). A global representation using the surface topography and the if1:formation usually given by an urban GIS (the geometry o,f buildings, blocks and streets and additional data about street names, number of floors in buildings, etc.) could provide realistic 3D models of urban environments. Nevertheless we find many non-solved problems to deal with, which we address in this paper and provide some research directions.
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    Estratégias para a Representação de Pontos de Interesse sobre Mapas
    (The Eurographics Association, 2021) Paiva, Bruno; Cláudio, Ana Paula; Carmo, Maria Beatriz; Pombinho, Paulo; Catita, Cristina; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    0 objectivo do nosso trabalho e mostrar pontos de interesse sabre um mapa de um modo que seja inteligivel para o utilizador quando este utiliza um computador de secretaria ou um computador portatil. Sao tidos em considera9ao dais aspectos, para os quais se apresentam abordagens: primeiro, os simbolos relativos aos pon­tos de interesse podem ocultar zonas do mapa que o utilizador necessita visualizar; segundo, os simbolos, ape­sar da aplica9ao da fun9ao de grau de interesse, podem ser em numero sign(ficativo em determinadas zonas do mapa, tornando d[ficil obter informacao util de forma rapida e simples.
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    Sistema flexível de realidade aumentada de baixo custo com base em projecção estereoscópica
    (The Eurographics Association, 2021) Silva, Fernando; Rodrigues, Nuno; Marcos, Adérito Fernandes; Ferreira, Manuel João; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    A Realidade Aumentada usa a renderização de modelos de objectos para complementar informação numa cena física. Para conseguir este objectivo (atingir esta meta), esses modelos necessitam de ser referenciados aos objectos físicos que é suposto serem aumentados. Esta referenciação requer uma calibração dos dispositivos usados para a projecção das imagens aumentadas, assim como dos dispositivos usados para adquirir a informação 3D da cena física. No caso de o aumento de realidade incluir nova geometria, as imagens aumentadas deverão ser projectadas e visualizadas em estéreo, de modo que a cena composta resultante faça sentido. Usualmente, bons exemplos de realidade aumentada são muito caros e as soluções implementadas são rígidas. Neste artigo descrevemos uma arquitectura e a sua implementação como um sistema flexível e de baixo custo, para criação e projecção de realidade aumentada. Na secção final apontamos alguns desenvolvimentos futuros para este sistema, requerendo mais experimentação.
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    Interactive Collision Detection for 3D Environments
    (The Eurographics Association, 2021) Figueiredo, Mauro; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    This paper presents a collision detection algorithm for 3D simulated environments. It describes the implementa­tion of a collision detection approach using the Overlapping Axis-Aligned Bounding Box (OAABB) and R-trees to improve petformance. Experimental results show that this implementation is effective in determining interac­tively intersections between 3D models.
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    GeniusPhone: A Personal Companion for Everyday Situations
    (The Eurographics Association, 2021) Guerreiro, João; Guerreiro, Tiago; Gonçalves, Daniel; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    Mobile devices have become faithful companions that keep track of most o_f our daily interactions and are al­ways available to interact with. However, considering their capabilities, mobile devices play an insufficient role helping the user in his comnzon daily tasks. The in;formation they have access to is limited, as is the context in which it can be used. We present GeniusPhone, a system that inter-relates the users' personal information and interactions with others from their computers and mobile devices, using it to gather additional data .from online public sources. The information retrieved from the personal devices, due to its personal and trustable character, helps us filter the in;formation retrieved from other less trustable and structured sources. GeniusPhone is able to provide the users with relevant summaries about someone or something, from their point of view, at the time they want or need them. An example application that presents condensed information about a person is presented, as well as scenarios revealing its potentialities.
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    Infrared Tracking System for Immersive Virtual Environments
    (The Eurographics Association, 2021) Gaspar, Filipe; Dias, Miguel Sales; Bastos, Rafael; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    In this paper, we describe the theoretical foundations and engineering approach of an infrared-optical tracking system specially design for large scale immersive virtual environments (VE) or augmented reality (AR) settings. The system described is capable of tracking independent retro-reflective markers arranged in a 3D structure (artefact) in real time (25Hz), recovering all possible 6 Degrees of Freedom (DOF). These artefacts can be adjusted to the user's stereo glasses to track his/her pose while immersed in the VE or AR, or can be used as a 3D input device. The hardware configuration consists in 4 shutter-synchronized cameras attached with band-pass infrared filters and the artefacts are illuminated by infrared array-emitters. The system was specially designed to fit a room with sizes of 5.7m x 2.7m x 3.4 m, which match the dimensions of the CAVE-Hollowspace of Lousal where the system will be deployed. Pilot lab results have shown a latency of 40ms in tracking the pose of two artefacts with 4 infrared markers, achieving a frame-rate of 24.80 fps and showing a mean accuracy of 0.93mm/0.52º and a mean precision of 0.08mm/0.04º, respectively, in overall translation/rotation DOFs, fulfilling the system requirements initially defined.
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    Ensaio de Avaliação Preditiva para Utilizadores com Necessidades Especiais
    (The Eurographics Association, 2021) Artífice, Andreia; Lopes, João Brisson; Jorge, Joaquim; Fonseca, Manuel João; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    This paper addresses the prediction of likely user moves in a practical case study where user interaction is pre­dicted on the basis of lambda-parameters acquired from users with special needs playing a software game. A model was built to reproduce actions performed by such users in a 3D world to overcome the difficult set-up of tests due to user reduced availability, mobility and varying/erratic behaviour. User actions data was obtained from usability tests where users played a game requiring them to move around a virtual house and perform some ac­tivities. The tests were carried out with users with disabilities such as severe physical injuries, cerebral palsy and Down syndrome. A three level simulator was developed with data extracted from part o the data collected during experiments, the remaining raw experimental data serving as reference for validation. Data analysis cal­culated the λ-parameter required by the Poisson and Exponential Distributions used by the statistical approach adopted. The tests performed showed an excellent statistical flt of the simulated data to the reference data.
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    Simulação virtual da construção de ponte pelo método de lançamento incremental
    (The Eurographics Association, 2021) Martins, Octávio; Sampaio, Alcínia Zita; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    O texto apresenta uma aplicação de simulação visual da construção de uma ponte em betão executado pelo método de lançamento incremental do tabuleiro. O modelo interactivo, baseado em tecnologia de realidade virtual, permite a visualização da progressão física do trabalho acompanhando o planeamento requerido neste tipo de obra, a observação da forma de todos os componentes do tabuleiro e o modo de actuação do equipamento inerente à construção. A aplicação de simulação visual foi concebida de modo a permitir o acesso directo e, de um modo interactivo, a qualquer etapa do processo da construção em que se baseia, possibilitando a sua visualização a partir de qualquer ponto e se necessário com retrocessos ou avanços, contribuindo para uma eficaz compreensão do método construtivo apresentado. O modelo inclui diversos níveis de detalhe e sequencia adequado a diferentes níveis de formação, como estudantes de Engenharia Civil ou técnicos de obra.
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    Desenvolvimento de um operador de tone mapping para dispositivos com ecrã pequeno
    (The Eurographics Association, 2021) Urbano, Carlos; Magalhães, Luís; Moura, João Paulo; Bessa, Maximino; Marcos, Adérito Fernandes; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    Dada a forte divulgação e crescente adesão à criação e utilização de imagens HDR (High Dynamic Range), quer de fotografias do mundo real quer imagens geradas por computador através de software específico, tornase necessário permitir a sua adequada visualização nos dispositivos de visualização convencionais, incluindo os pequenos e limitados, mas amplamente difundidos, dispositivos com ecrã pequeno (DEP) como os Personal Digital Assistants (PDA). Apesar do considerável esforço na melhoria destes dispositivos, as suas limitações continuam a ser notórias, salientando-se o reduzido tamanho, resolução e gama de cores disponíveis. Conforme demonstrámos em experiências anteriores, este tipo de dispositivos necessitam de um operador de mapeamento de tons (Tone Mapping Operator - TMO) adequado que maximize a percepção de imagens HDR. Neste artigo expomos o estado actual do desenvolvimento deste novo TMO para DEP.
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    Effective Algorithm for Building and Solving Linear Systems
    (The Eurographics Association, 2021) Serna, Sebastian Pena; Silva, João; Stork, Andre; Marcos, Adérito Fernandes; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
    Several mesh-based techniques in computer graphics such as shape deformation, mesh editing, animation and simulation, build and solve linear systems. The most common method to build a linear system consists in traversing the topology (connectivity) of the mesh, producing in general a representation of the set of equations in form of a sparse matrix. Similarly, the solution of the system is achieved, by means of iterating over the set of equations in the default sequence of the vertices (unknowns). This paper presents a new algorithm, which optimizes the build of the linear system and its storage, and which allows the iteration over the set of equations in any arbitrary order. Additionally, our algorithm enables rapid modifications to the linear system, avoiding a complete rebuild.
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    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 Paula
    Este 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.
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    Uma Arquitectura Experimental para Composição de Animações
    (The Eurographics Association, 2021) Braz, José; Ribeiro, Tiago; Pereira, João Madeiras; Tissot, Donovan; Tremblier, Clément; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
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    Simulação e Controlo do Efeito de Profundidade de Campo em Tempo de Interacção
    (The Eurographics Association, 2021) Ventura, Hugo; Santos, Manuel Próspero dos; Coelho, António and Cláudio, Ana Paula
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