Portuguese Meeting on Computer Graphics 2000

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Ambiente Virtual para Treino e Avaliação de Pilotagem
(The Eurographics Association, 2023) Santos, Manuel Próspero dos; Abreu, Hugo Filipe; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Apresenta-se um ambiente de simulação de voo destinado ao treino e avaliação de pilotos de aviões de combate numa plataforma de baixo custo mas, em contrapartida, exibindo um grande rigor técnico e realismo. A arquitectura foi concebida de forma modular, o que permite uma adaptação a outro género de aviões, quer comerciais, quer particulares. Pela mesma razão se podem também adaptar diferentes dispositivos de interface. O ambiente virtual é de multi-utilizador, em rede de computadores pessoais. Uma vez que os aspectos de interacção e de síntese de imagem são muito importantes nos produtos finais para simulação de voo, sendo isso até um dos critérios mais comuns para se julgar a sua qualidade, o artigo refere predominantemente os assuntos relacionados com tal vertente, em prejuízo dos temas que têm a ver com a modelação aerodinâmica e as regras de voo.
Avaliação Comparativa da Usabilidade de Locais na World-Wide-Web
(The Eurographics Association, 2023) Gonçalves, Daniel; Lopes, João Brisson; Jorge, Joaquim A.; Gomes, Mário Rui; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
A extraordinária difusão da World-Wide Web e protocolos associados nestes últimos anos, transformaram os navegadores Internet e páginas Web numa das interfaces utilizador mais visíveis no mundo depois do telefone e do automóvel. Este artigo apresenta um estudo prático comparativo da usabilidade de locais noticiosos e de venda de livros, duas das actividades mais populares entre a comunidade on-line. Através deste estudo conduzido no âmbito de uma disciplina de licenciatura do IST, procurámos caracterizar a facilidade de utilização de várias abordagens distintas, nacionais e estrangeiras numa experiência de âmbito limitado (quatro locais e 130 utilizadores). A aplicação de técnicas de avaliação heurística mesmo com base num questionário simples e limitado permitiu identificar uma surpreendente quantidade de problemas de usabilidade nalguns dos locais estudados, mesmo naqueles com excelente reputação internacional.
CAL I: Uma Biblioteca de Componentes para Interfaces Caligráficas
(The Eurographics Association, 2023) Fonseca, Manuel J.; Jorge, Joaquim A.; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
A utilização de diagramas e esboços é natural na comunicação entre pessoas em domínios que vão desde a engenharia mecânica e civil à música. No entanto, apesar dos diagramas serem de uso comum, as interfaces utilizador correntes, encerradas que estão na metáfora do tampo de secretária e manipulação directa, tendem a utilizar modos de interacção mais limitados e menos "naturais". Tal deve-se em grande parte à ausência de componentes de base que permitam aos programadores criarem interfaces mais sofisticadas e intuitivas. Este artigo apresenta uma modesta contribuição para a construção de interfaces caligráficas (interfaces inteligentes baseadas em esboços e interacção gestual) centrada num reconhecedor simples, ainda que poderoso de formas geométricas utilizando lógica difusa.
Determinação da Correspondência entre Objectos utilizando Modelação Física
(The Eurographics Association, 2023) Tavares, João Manuel; Barbosa, J.; Padilha, A. Jorge; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Nesta comunicação é apresentada uma abordagem baseada em modelação fisica por intermédio de elementos finitos e na análise modal dos sistemas modelados, para a determinação da correspondência entre objectos, rígidos e não rígidos, em Visão por Computador. Com a abordagem apresentada é possível determinar as correspondências entre duas imagens distintas, em 2D ou em 3 D, e também estimar os deslocamentos nodais entre as imagens e calcular a energia de deformação. Esta energia de deformação pode ser utilizada na determinação da similaridade existente entre objectos.
Integração do Suporte à Visualização num Modelo de Sistemas de Partículas
(The Eurographics Association, 2023) Santos, Manuel Próspero dos; Birra, Fernando Pedro; Piotrowska, Renata; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
É apresentado um sistema de modelação e síntese com base em partículas, destinado fundamentalmente à visualização de dados científicos e simulação. O modelo conceptual é criado a partir da existência de quatro componentes fundamentais, que são interligados de modo original. O suporte às técnicas de visualização é integrado no próprio modelo por uma extensão coerente do mesmo, que dá origem a uma nova arquitectura do sistema. Os componentes, implementados com JavaBeans, permitem ainda a programação visual. A comunicação termina com um exemplo de visualização da simulação de um fenómeno natural, utilizando-se para tal o modelo integrado.
Interactive Assembly Modelling within a CAVE Environment
(The Eurographics Association, 2023) Fernando, Terrence; Marcelino, Luis; Wimalaratne, Prasad; Tan, Kevin; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
This paper presents the design and implementation of a constraint-based virtual environment for supponing interactive assembly and maintenance tasks within an immersive virtual reality environment. The system architecture of the constraint-based virtual environment is based on the integration of components such as OpenGL Optimizer, Parasolid geometric kemel, a Constraint Engine and an Assembly Relationship Graph ( ARG ). The approach presented in this paper is based on pure geometric constraints. Techniques such as automatic constraint recognition, constraint satisfaction, constraint management and constrained motion are employed to suppon interactive assembly operations and realistic behaviour of assembly pans. The rendering and the interaction capabilities of the OpenGL Optimizer graphical API has been extended to run on a CAVE environment. lnteractive assembly and disassembly operations are performed through a glove-based interface. The current system has been evaluated using two industrial case studies: digger mechanism and a helicopter rotor biade mechanism. This work is being carried out as a part of a research programme referred to as IPSEAM (/nteractive Product Simulation Environment for Assessing Assembly and Maintenance), at the Universiry of Salford.
Modelo Funcional de Automatização de Representações do Tabuleiro de Pontes: Planos, Perspectivas e Estrutura Discretizada
(The Eurographics Association, 2023) Sampaio, Alcínia Zita; Recuem, Alfonso; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Num projecto, os processos de carácter geométrico dependem directamente da forma real apresentada pela estrutura. Contudo, a informação geométrica da forma não é utilizada de um modo automático na definição daquelas fases. No caso de pontes, em que a configuração apresentada pelo tabuleiro é normalmente complexa, torna-se morosa a execução com rigor de determinadas representações requeridas no projecto de pontes. Esta comunicação apresenta um modelo integrado funcional capaz de proporcionar a automatização das representações planas específicas do tabuleiro, de perspectivas e, ainda, da discretização da estrutura. O modelo baseia- se no conceito de modelação geométrica de objectos por varrimento, considerando a secção transversal como o elemento gerador do tabuleiro. A informação, relativa a secções geradas ao longo do tabuleiro, é utilizada na execução automática de modelos geométricos do tabuleiro de interesse num projecto. A implementação do modelo dirige-se ao tabuleiro em caixão unicelular, uma das soluções estruturais mais utilizada.
Novos Métodos de Design de Iluminação
(The Eurographics Association, 2023) Costa, António Cardoso; Sousa, António Augusto; Ferreira, Fernando Nunes; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
O design de iluminação ainda é predominantemente baseado em processos empíricos. O utilizador geralmente recorre a métodos numéricos para determinar a solução pretendida, mas não dispõe de ferramentas evoluídas de análise e predição. Este artigo descreve uma abordagem ao design de iluminação que, utilizando modelos ópticos verosímeis, permite ao utilizador definir os objectivos de iluminação, incorporá-los nos dados de entrada e obter soluções "óptimas". Este tipo de design inverso apresenta claras vantagens sobre o design baseado em "tentativa e erro" (evolução interactiva). A metodologia desenvolvida baseia-se na versão dual da equação de transporte da luz (equação de transporte da importância) para transformar o problema de design de iluminação num problema de optimização global. A solução "óptima" deste problema representa uma configuração particular de parâmetros da cena que maximiza a satisfação dos objectivos de iluminação.
Paralelização do Algoritmo de Iluminação Global
(The Eurographics Association, 2023) Venâncio, Hugo; João, Nuno; Pereira, João Madeiras; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
O PAIO é um sistema distribuído que paraleliza a computação do algoritmo de Iluminação Global RayTracing, utilizando um qualquer numero maquinas heterogéneas. Todo o PAIO foi implementado na linguagem Java, o que lhe permite ser completamente independente de plataforma e bastante flexível, tornando-o num sistema adequado ao teste e experimentação. O PAIO executa-se sobre uma maquina MIMD virtual. Como suporte à distribuição utilizamos a biblioteca o JPVM - Java Parallel Virtual Machine - semelhante ao PVM - Parallel Virtual Machine - mas implementado em Java. Esta permite que processos lancem processos num conjunto de maquinas heterogéneas que formam uma só maquina, uma maquina virtual, e comuniquem entre si. E' o JPVM quem escolhe as maquinas físicas onde os processos lançados se irão executar, e quem trata da comunicação. Embora o algoritmo de RayTracing em si possua características que permitem facilmente a sua paralelização, a sua distribuição em particular levanta dois factores importantes que a podem tornar não compensatória: o balanceamento da carga e os custos de comunicação. A comunicação tem que ser reduzida ao mínimo, pois uma transferência através da rede é muito mais lenta do que uma transferência local a uma maquina.O balanceamento da carga computacional é feito dinamicamente, atribuindo mais trabalho aos processos à medida que o anterior é entregue já realizado. Divisão no espaço imagem foi a nossa escolha para o modo de fazer a divisão do trabalho. Tínhamos duas opções: divisão no espaço imagem e divisão no espaço objecto. Na primeira, a imagem 2D é dividida em zonas e cada uma dessas zonas é atribuída a um processo. Na segunda, é o espaço tridimensional da cena que é dividido e cada zona do espaço é atribuída a um processo. No entanto, a divisão no espaço objecto implica uma maior comunicação entre processos, uma vez que, tipicamente, o teste de intersecção de um raio envolve comunicação entre vários processos, pelo que foi colocada de parte. Por outro lado a divisão no espaço imagem exige apenas a comunicação do trabalho em si, mas implica que todos os processos tenham acesso a toda a cena. No PAIO a cena não é replicada pelos processos, é distribuída. Um processo especial coordena as operações, distribuindo os dados da cena e o trabalho, e colectando os resultados. Não conseguimos atingir os objectivos a que nos propusemos inicialmente, não devido a um fraco poder computacional das maquinas e/ou aplicações, mas sim porque grande parte do tempo de execução da aplicação é perdida nas comunicações.
Proceedings Info
(The Eurographics Association, 2023) Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Realidade Virtual em Subvisão
(The Eurographics Association, 2023) Antunes, Cláudia; Lynce, Inês; Pereira, João Madeiras; Martins, João Pavão; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Neste artigo descrevemos um projecto desenvolvido no âmbito da Realidade Virtual que integra vários exercícios de reabilitação para crianças com Subvisão. As limitações a nível visual, já perto da cegueira, convertem as aplicações informáticas num particular foco de atracção para este tipo de doentes. Ainda que a situação seja irreversível, a conjugação de elementos criteriosamente escolhidos - forma, cor, textura, luminosidade - pode vir a estimular o uso da visão residual. A criação de cenas simples e complexas, juntamente com a exploração de diferentes movimentos para os objectos intervenientes, abrem caminho para um projecto que poderá vir a constituir uma poderosa ferramenta para auxílio do pessoal médico.
Representação de Agentes Autónomos em VRML 97
(The Eurographics Association, 2023) Caetano, Artur; Pereira, João; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Apresentamos neste documento três modelos para a representação em VRML de pop.ulações heterogénas de agentes interactivos. Estes modelos permitem estender o conceito de interacção aos objectos da cena atraves da adição de comportamento autónomo e reactivo. Dois dos modelos assentam directamente na plataforma de prototipagem e de guiões patente no VRML. O modelo de representação externa utiliza o RML apenas : como meio de visualização, ficando o comportamento dos agentes definido externamente num modulo Java. São também discutidos os resultados de um estudo comparativo entre os diversos modelos em conjunto com os cenários tipi- cos da sua utilização.
SharedFantasy: A shared distributed Multi-User Technology using Java's RMI
(The Eurographics Association, 2023) Sinnen, Oliver; Leal, João; Pereira, João; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
A Multi-User Technology (MUTech) permits multiple users to navigate and interact in a shared virtual environment. ln this paper a WWW based MUTech, called SharedFantasy, is presented based on the open technologies VRML. HTML and Jara. For the exchange of shared and distributed information, the Jam integrated technology RMI (Remore Method lnvocation) is proposed. After the detailed description of the SharedFantasy functionality, the principies and technology of this nell' MUTech are discussed in detail. Special attention is given to the Living Worlds oriented VRML structure and to the RMI based communication technology.
Shoelast 3D- Sistema para Modelação de Formas para Calçado
(The Eurographics Association, 2023) Almeida, Luís; Gameiro, Sofia; Madeira, Joaquim; Teixeira, José C.; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Esta comunicação apresenta o sistema Shoelast 3D. Trata-se de um trabalho de I&D desenvolvido pelo Centro de Computação Gráfica (CCG), em colaboração com o Centro Tecnológico do Calçado e uma empresa de formas, que consistiu na implementação de um modelador de superfícies de fomia livre, do tipo NURBS, orientado para o design e produção de formas para calçado. É feiro o enquadramento de um sistema deste tipo neste sector da indústria portuguesa e apresenta-se a arquitecrura do sistema e as soluções tecnológicas adoptadas. As mais importantes soluções algorítmicas implementadas, nomeadamente, para a digitalização 3D, para o corre de modelos, para a criação de novos modelos a partir de partes de forma e para a deformação inreracriva da superfície de formas são apresentadas detalhadamente.
Sistema de Visualização 3D de Circuitos Integrados Digitais utilizando VRML
(The Eurographics Association, 2023) Zibreira, Carla; Coelho, Carlos Pinto; Valentim, João; Silveira, Luís Miguel; Pereira, João; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Neste trabalho foi implementado um sistema de visualização tridimensional da estrutura física de circuitos integrados. O sistema permite a animação de grandezas físicas, como a tensão ou a temperatura, associadas à resposta do circuito a um estímulo. A partir da representação hierárquica do circuito a nível físico, no formato CIF ou GDSII, é criado um mundo virtual, descrito na linguagem de modelação VRML. O formato CIF e o formato GDSII são formatos standard que contém a descrição das camadas e processo de fabrico de um circuito integrado. Caso se pretenda gerar uma representação estática do circuito, em que o único interesse é a observação da estrutura, o mundo virtual criado segue a estrutura hierárquica da representação original. Para a representação da resposta do circuito a um estímulo, o projecto utiliza o extractor de layout SPACE, da Universidade de Delft, para obter uma netlist a partir da descrição física do circuito. Neste momento, a netlist é gerada é compatível com o simulador de circuitos SPICE. A partir da netlist e de uma excitação definida pelo utilizador, o comportamento do circuito é simulado, recorrendo ao simulador SPICE3f, da Universidade de Berkeley. As ferramentas do pacote de extracção de layout são utilizadas para estabelecer uma relação entre os nós do circuito e os blocos que compõem cada máscara. Os resultados da simulação são mapeados no mundo virtual através da variação da intensidade da cor de cada bloco. As cores e os parâmetros que determinam a posição vertical e profundidade da representação de cada máscara são definidos pelo utilizador. O mundo virtual criado encontrase organizado de modo a permitir a manipulação de cada máscara como um só objecto. Esta propriedade tem a vantagem de facilitar o uso dos mundos virtuais criados, em aplicações didácticas acerca do fabrico e funcionamento de circuitos integrados. A geração automática de mundos virtuais representando circuitos integrados, ou sistemas micro electromecânicos, permite que o projectista navegue pelo seu trabalho e possa melhorar a sua compreensão do problema. A possibilidade de visualizar dados físicos resultantes da operação e resposta do circuito a determinados estímulos serve igualmente como uma ferramenta elementar de verificação de um projecto e de detecção prévia de eventuais problemas, nomeadamente de acoplamentos indesejáveis, excessivo aquecimento, etc. O uso de ambientes virtuais no projecto de circuitos integrados e no ensino da electrónica constitui assim uma aplicação práticas e uma contribuição do estudo dos ambientes virtuais à electrónica.
Taco a Taco
(The Eurographics Association, 2023) Lopes, Pedro Faria; Muge, Amélia; Moreira, Maria Vasconcelos; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Descreve-se a experiência desenvolvida com a aplicação de uma técnica de morphing destinada a imagens topologicamente idênticas, originalmente proposta em 1992, aplicada aqui com uma metodologia diferente de utilização: tendo como ponto de partida premissas artísticas de "transgressão à norma ", estas impuseram que se encontrasse uma abordagem alternativa de modo a alcançar os resultados pretendidos. O trabalho realizado, em conjugação com dança e canto, permitiu experiências de interacção e integração, que resultaram na realização do teledisco Taco a Taco do CD álbum do mesmo nome.
Urbanismo e Espaços Virtuais: Divulgação e Discussão na Comunidade
(The Eurographics Association, 2023) Miranda, José Carlos; Sousa, A. Augusto de; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Uma Autarquia possui uma vasta expenencia no planeamento e gestão do projecto urbano que poderá ser interessante explorar e enriquecer através das novas tecnologias de informação (Internet, Multimédia, Realidade Virtual, etc.), de forma a tomar o processo de transformação da cidade mais divulgado e participado. Neste contexto, foi desenvolvido um protótipo que oferece a possibilidade ao cidadão de aceder, via Internet, a um modelo virtual 3D do centro histórico da cidade da Guarda. Este modelo pode ser manipulado, sob o ponto de vista urbanístico, mediante a alteração e remoção dos diferentes elementos que o compõem, assim como pode beneficiar com a integração de novos elementos. Os resultados dessa manipulação poderão ser enviados, como sugestão, para a Autarquia que fornece o serviço, de forma a poder ser avaliado, ''na hora'', o seu impacto urbano. A actual tecnologia aponta para o VRML como sendo um suporte adequado para descrever ambientes virtuais interactivos e a três dimensões na Internet e, complementarmente, para o Java como sendo a linguagem apropriada à adição de comportamentos complexos aos objectos de uma cena VRML.
Utilização de um Ray-Caster na Visualização de Volumes: Uma Aplicação e um Estudo
(The Eurographics Association, 2023) Vieira, Paulo Breda; Santos, Beatriz Sousa; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Neste artigo apresenta-se uma aplicação desenvolvida com o objectivo de estudar a utilização de um ray-caster na visualização de volumes definidos por voxels; esta aplicação permite a variação de alguns parâmetros que detemzinam a qualidade das imagens obtidas. Apresenta-se também um estudo feito utilizando esta aplicação e volumes sintéticos e naturais, variando os referidos parâmetros.
Variação do Nível de Detalhe Comportamental de Agentes em Ambientes Simulados
(The Eurographics Association, 2023) Leitão, J. Miguel; Sousa, A.Augusto; Ferreira, F. Nunes; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
Graças aos recentes desenvolvimentos e divulgação de sistemas de síntese de imagem, é hoje vulgar a utilização de sistemas de simulação visual interactiva de médio custo com qualidade de imagem satisfatória. No entanro, na maioria destes sistemas, o realismo da simulação comportamental dos elementos autónomos i·irtuais incluídos e/ou o seu número fica muito aquém da qualidade das imagens geradas. Neste anigo apresenta-se um trabalho realizado com o objectivo de conseguir uma simulação eficiente de um grande número de elementos autónomos baseados em comportamento em sistemas interactivos de tempo real. O trabalho apresemado foi especialmeme orientado para a optimização da simulação de veículos e peões alltónomos num simulador de condução. A técnica de optimização desenvolvida pennite diminuir a capacidade de processamento necessária para a simulação de um grande número de elementos virtuais utónomos sem prejudicar o realismo perceptivel nem o trabalho de preparação de cenários.
VRML+:uma Plataforma de Desenvolvimento Rápido de Mundos VRML
(The Eurographics Association, 2023) Fernades, A. Ramires; Pires, H. Castelo; Beatriz Sousa Santos; Joaquim A. Jorge; José Manuel Dionísio
O VRML é uma linguagem "simples" para a criação de modelos 3D [VnnlSpec, Carey97, Ames97, Femandes97]. Contudo, esta simplicidade força à escrita de muitas linhas de código quando, por vezes, o que se pretende fazer é algo, algoritmicamente, tão simples como um ciclo. Neste contexto apresentamos uma extensão ao VRML, denominada VRML+, que procura eliminar estes problemas e introduzir novas potencialidades como a ligação a bases de dados. Não se pretende criar uma nova linguagem de raiz e muito menos uma nova nonna. O objectivo é apenas definir novas instruções e disponibilizar um pré-processador que converterá o código fonte VRML+ em código VRML Evita-se assim o moroso processo de criação de novas ferramentas de desenvolvimento e visualização, inerentes ao processo de elaboração de uma nova linguagem [Elliot99].

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