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    Animación de Actores Virtuales: Expresión de Emociones Mediante Lenguaje Corporal
    (The Eurographics Association, 2008) Guedes, A.; Baldassarri, S.; Cerezo, E.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Para lograr que los personajes sintéticos resulten más creíbles y con un comportamiento más natural para el usuario, en este artículo se aborda el problema de la expresión de las emociones, a través del lenguaje corporal. El sistema desarrollado permite la síntesis corporal de seis emociones básicas: enfado, disgusto, miedo, alegría, tristeza y sorpresa, más la neutral, y, a diferencia de otros trabajos previos no se limita a un ámbito o entorno específico
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    Auto-labeling as a Minimization Problem with Virtual Occlusions
    (The Eurographics Association, 2008) Cuevas, A.; Rodriguez-Navarro, J.; Susin, A.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    In this paper we propose a fast algorithm for the automatic labeling of a set of predefined markers in an optical motion capture system. This algorithm is facing the problem as a minimization problem, using a virtual representation of the real model to predict possible occlusions that happen in the captured images. Moreover, we take advantage of the knowledge of the cameras parameters to solve potential labeling conflicts between markers.
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    Cálculo de la Pose de la Cámara ante Oclusiones de un Marcador
    (The Eurographics Association, 2008) Alvarez, H.; Borro, D.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Uno de los principales problemas de la realidad aumentada consiste en el seguimiento de la cámara (tracking), es decir, conocer la posición de la cámara dentro de la escena en todo momento. Para conseguir este objetivo existen numerosas alternativas, entre las que se encuentra el posicionamiento basado en marcadores. Estos marcadores son identificados en cada fotograma, y son utilizados como sistema de referencia a partir del cual se calcula la posición y orientación de la cámara (camera pose). Sin embargo, ante oclusiones parciales del marcador, este no puede ser identificado correctamente, y por tanto no es posible calcular la nueva pose de la cámara. Para combatir este problema han aparecido propuestas basadas en añadir múltiples marcadores al entorno, pero tienen el inconveniente de agravar el principal problema que tiene la solución basada en marcadores: adecuación del entorno. En este artículo se propone una solución al problema de oclusión de los marcadores basándose en un único marcador y utilizando coherencia temporal. El coste computacional es despreciable, lo cual lo convierte también en una solución ideal para los dispositivos móviles, que carecen de gran capacidad de cómputo. Para poder aplicar el método y mostrar los resultados que se consiguen, se ha utilizado la librería de software ARToolkitPlus.
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    Deformación Interactiva de Modelos Volumétricos con Dispositivos Hápticos
    (The Eurographics Association, 2008) Prados, Francisco J. R.; Leon, Alejandro J.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    El campo de la interacción háptica con modelos deformables ha experimentado numerosos avances, desde los primeros modelos que aproximaban un comportamiento puramente elástico hasta las aproximaciones más modernas que recogen comportamientos plásticos o con histéresis elástica. Hasta el momento se han seguido dos estrategias de simplificación a la hora de abarcar la complejidad de los modelos. Por una parte se han simplificado los modelos que representan la forma de los objetos y, por otra, se han reducido las capacidades de deformación sobre estos. Ambas simplificaciones provocan que los resultados que producen los modelos se alejen del comportamiento físico real del material. Este trabajo presenta un nuevo modelo de deformación que se basa en una representación volumétrica de los objetos y en el modelado del comportamiento ideal de un sólido elastoplástico para realizar la deformación. La respuesta en fuerza (requerida por el dispositivo háptico) y la correspondiente deformación del objeto se calculan en el momento de la interacción; actualizando el estado del material en el entorno de la herramienta de interacción y computando la fuerza de salida en base al modelo físico mencionado. Este análisis y actualización se producen en un tiempo de ejecución acotado, ofreciéndose una interacción natural y realista que se refleja tanto en la respuesta visual como en la sensación táctil generada
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    Dos Sistemas de Realidad Aumentada para el Tratamiento de la Acrofobia
    (The Eurographics Association, 2008) Perez, D.; Juan, M. C.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    En este artículo presentamos dos sistemas de RA para el tratamiento de la acrofobia. El primero de ellos utiliza fotos navegables como elementos virtuales. En el segundo las sensaciones acrofóbicas se producen simulando que repentinamente: se abre un agujero en el suelo o se suben las paredes. Para comprobar la sensación de presencia y grado de ansiedad producidos por estos sistemas, se han realizado dos estudios comparativos. En el primero de ellos, se ha comparado el primer sistema de RA (foto navegable) con el mismo entorno real. En el segundo, se ha comparado el segundo sistema de RA con un sistema similar de RV. Los resultados han demostrado que la RA produce suficiente sensación de presencia y ansiedad en usuarios sin fobia. Por consiguiente, a falta de hacer pruebas con pacientes reales, nos inclinamos a pensar que este tipo de sistemas puede ser una alternativa a la RV para terapia
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    Edición de Escenas 3D sobre OpenSceneGraph
    (The Eurographics Association, 2008) Zarzoso, Jesus; Ten, Maria; Torres, Jordi; Gaitan, Rafael; Lluch, Javier; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    En este artículo, presentamos un sistema de edición y manipulación de objetos 3D multiplataforma y de código libre, programado sobre OpenSceneGraph. El sistema está compuesto por una librería, que permite la manipulación de los objetos mediante operaciones de traslación, rotación y escalado, y una aplicación de edición de escenas 3D basada en la librería, y desarrollada como una extensión de la plataforma Eclipse
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    An Efficient Restricted Quadtree Triangulation based on the Hilbert Space-filling Curve
    (The Eurographics Association, 2008) Valle, Y.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Digital Terrain Models play an important role in a variety of applications such as games, virtual simulations and geographic information systems. Most of terrain visualization techniques are based on multiresolution models that reduce the number of rendered primitives using different levels of detail. In fact, the main problems are the big number of primitives to visualize and the transmission of large terrain datasets across the networks. The main contributions of this paper are focused on the first of this problems: an efficient implementation of a quadtree data structure for in-memory representation of terrain models is proposed, and a triangle strip generation algorithm based on the Hilbert space-filling curve for the fast rendering of the final multiresolution mesh.
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    Estimación de Densidades usando GPUs
    (The Eurographics Association, 2008) Lastra, M.; Urena, C.; Bittner, J.; García, R.; Montes, R.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Este artículo presenta un método de estimación de densidades basado en rayos que ha sido implementado completamente en la GPU. La estimación de densidades basada en rayos reduce el sesgo de los enfoques clásicos basados en fotones aunque tiene un costo computacional más alto. Proponemos algoritmos y estructuras de datos para la implementación en GPUs de la estimación de densidades basada en rayos y mostramos que la técnica propuesta da hasta un orden de magnitud de aceleración comparada con su variante CPU. La aceleración obtenida se incrementa al aumentar el número de rayos y por tanto el método es muy útil en aplicaciones que requieran renderización de alta calidad.
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    Evaluación Optimizada de Arboles CSG de Sólidos Triangulados de Forma Libre
    (The Eurographics Association, 2008) Ogayar, C. J.; Feito, F. R.; Segura, R. J.; Rivero, M. L.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    En este trabajo se presenta un algoritmo robusto para la evaluación de un árbol CSG completo de sólidos cuyas fronteras están delimitadas por mallas de triángulos. Este enfoque permite realizar la evaluación de un árbol CSG en una sola pasada, realizando las transformaciones geométricas y las operaciones booleanas asociadas a cada nodo en una sola expresión.
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    Fast Inverse Reflector Design (FIRD)
    (The Eurographics Association, 2008) Mas, Albert; Martin, Ignacio; Patow, Gustavo; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    This paper presents a new method ofr a GPU-based computation of outgoing light distribution for inverse reflector design. We propose a fast method to obtain the outgoing light distribution of a parametrized reflector, and compare it with the desired illumination, that works completely in the GPU. We trace millions of rays using a hierarchical height-field representation of the reflector. Multiple reflections are taken into account. The parameters that define the reflector shape are optimized in an iterative procedure in order that the resulting light distribution is as close as possible to the user-provided target light distribution. We show that our method can calculate the reflector lighting at least one order of magnitude faster, even with millions of rays, and complex geometries and light sources.
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    Faster Rendering of Human Skin
    (The Eurographics Association, 2008) Jimenez, Jorge; Gutierrez, Diego; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Rendering realistic human skin is not a trivial task. It means dealing with light diffusion in a multi-layered material, where multiple subsurface scattering events take place. Great care must be taken when simulating its appearance, to avoid an unnatural, waxy look. Recent works in the field of computer graphics have provided us with the ability to accurately render human skin, both off-line and in real time. The latter takes advantage of modern graphics hardware, defining light diffusion in texture space. In this paper we leverage this framework and optimize the irradiance map calculations, which simulate light diffusion in skin. We present three simple yet effective improvements implemented on top of the state-of-the-art, real-time rendering algorithm published by d'Eon et al. We achieve maximum speed-ups in excess of 2:7x using the same hardware configuration. Our implementation scales well, and is particularly efficient in multiple-character scenarios. This should be specially useful for real-time realistic human skin rendering for crowds.
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    Hacia un Modelo Integral para la Generación de Mundos Virtuales
    (The Eurographics Association, 2008) Garcia, Gabriel Lopez; Carmona, Rafael Molina; Sanchez, Antonio Javier Gallego; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Uno de los problemas más importantes en los sistemas de Realidad Virtual es la diversidad de los dispositivos visuales y de interacción que existen en la actualidad. Junto a esto, la heterogeneidad de los motores gráficos, los motores físicos y los módulos de Inteligencia Artificial, propicia que no exista un modelo que aúne todos estos aspectos de una forma integral y coherente. Con el objetivo de unificar toda esta diversidad, presentamos un modelo formal que afronta de forma integral el problema de la diversidad en los sistemas de RV, así como la definición de los módulos principales que los constituyen. El modelo propuesto se basa en la definición de una gramática, que integra la actividad necesaria en un sistema de RV, su visualización y su interacción con el usuario. La descripción de un mundo se presenta como una secuencia ordenada de primitivas, transformaciones que modifican el comportamiento de las primitivas y actores que definen la actividad del sistema. Los conceptos de primitiva, transformación y actor son mucho más amplios de lo que es habitual en estos sistemas: Las primitivas no son simples primitivas de dibujo sino acciones que se deben ejecutar en un determinado sistema de presentación, gráfico o no; las transformaciones modifican las primitivas, dependiendo de su naturaleza; los actores desarrollan una o varias actividades en el mundo virtual, se visualizan mediante primitivas y transformaciones, y usan eventos que también se definen en sentido amplio. El modelo presentado tiene como virtud la separación de la actividad del sistema de los dispositivos visuales y de interacción concretos que lo componen. Esto supone varias ventajas: los dispositivos pueden ser sustituidos por otros dispositivos o por simulaciones de estos, los elementos del sistema pueden ser reutilizados, y la representación gráfica puede ser diferente dependiendo del dispositivo visual. En definitiva, se ha pretendido diseñar un sistema integral, adaptativo, reutilizable y genérico.Por último se presenta un caso práctico que permite concretar cómo se utiliza el modelo propuesto.
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    Herramientas para la Triangulación y Registrado Inicial de Modelos 3D a Partir de Nubes de Puntos
    (The Eurographics Association, 2008) Espana, M.; Moreno, J. J.; Martin, D.; Cano, P.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Presentamos un sistema para el tratamiento de datos adquiridos mediante escáner láser 3D, cuyo objetivo es la obtención de modelos tridimensionales de manera semiautomática. El sistema, que preserva el histórico de operaciones sobre las mallas desde la adquisición de éstas, consta de dos herramientas software. La primera herramienta se encarga de triangular la nube de puntos obtenida del escáner, consiguiendo mallas más correctas mediante la aplicación de diversos criterios de bondad sobre la triangulación obtenida. Una vez obtenida la malla se pasa al proceso de registrado mediante un procedimiento interactivo en el que las mallas son simplificadas para una más fácil selección de los puntos. El resultado final es un método que sirve para el desarrollo de software para gestión de modelos escaneados que no precisan de alta especialización del usuario final, evitando además el uso masivo de recursos hardware típico de este tipo de aplicaciones.
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    Image-based Participating Media
    (The Eurographics Association, 2008) Lopez-Moreno, Jorge; Cabanes, Angel; Gutierrez, Diego; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Light transport inside participating media, like fog or water, involves complex interaction phenomena, which make traditional 3D rendering approaches challenging and computationally expensive. To circumvent this, we propose an image-based method which adds perceptually plausible participating media effects to a single, clean high dynamic range image. We impose no prior requirements on the input image, and show that the underconstrained nature of the problem (where variables like depth or reflectance properties of the objects are obviously unknown) can be overcome with relatively little unskilled user input, similar to other image-editing techniques. We additionally validate the visual correctness of the results by means of psychophysical tests.
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    Interacción en Tiempo Real para un Sistema de Escultura Virtual
    (The Eurographics Association, 2008) Leon, A.; Velasco, F.; Soler, F.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    La escultura virtual permite al usuario crear objetos de forma que la representación interna de éstos sea transparente. Se pretende simular un proceso de modelado de objetos que imite la escultura de materiales que se realiza en el mundo real. Dicha imitación precisa que la representación permita al usuario realizar operaciones de edición en tiempo real de forma interactiva. En este trabajo presentamos la aplicación de una representación basada en un octree al proceso de escultura virtual. El octree permite representar regiones con mayor y menor nivel de detalle y, con respecto al requisito de abstraer al usuario de la representación subyacente, nuestra representación presenta una isosuperficie extraída a partir del octree mediante una rejilla dual de celdas definidas implícitamente. Esta superficie representa el objeto sobre el que se realizan operaciones de edición mediante herramientas de modelado de material, dando la impresión al usuario de interaccionar sobre la superficie percibida.
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    NikVision: Desarrollo de Videojuegos basados en Interfaces Naturales
    (The Eurographics Association, 2008) Marco, J.; Cerezo, E.; Baldassarri, S.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    En este artículo se presenta una videoconsola experimental para niños basada en el uso de elementos tangibles. No requiere sofisticados elementos tecnológicos, instalaciones grandes o complejas, ni condiciones ambientales restrictivas. Se basa en aprovechar el proceso de desarrollo psicomotriz del niño, permitiéndole jugar con el ordenador igual que juega con el resto de sus juguetes no tecnológicos. Así mismo, se ha buscado una interacción "emocional" mediante el uso de un carácter virtual 3D que actúa como agente pedagógico. Basándose en la consola desarrollada, se están implementando y testeando una serie de juegos educativos que permitan profundizar y experimentar con las nuevas posibilidades de interacción natural y tangible con niños.
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    NURBS-based Inverse Reflector Design
    (The Eurographics Association, 2008) Anson, Oscar; Seron, Francisco J.; Gutierrez, Diego; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Commonly used direct rendering techniques simulate light transport for a complete scene, specified in terms of light sources, geometry, materials, participating media, etc. On the other hand, inverse rendering problems take as input a desired light distribution and try to find the unknown parts of the scene needed to get such light field. The latter kind, where inverse reflector design is included, is traditionally solved by simulation optimization methods, due to the high complexity of the inverse problem. In this paper we present an inverse reflector design method which handles surfaces as NURBS and simulates accurately the light transport by means of a modified photon mapping algorithm. The proposed method is based on an optimization method, called pattern search, in order to compute the reflector needed to generate a target near light field. Some assumptions are determined in order to reduce the complexity of the problem, such as a rotationally symmetric reflector or its perfectly specular reflective behavior. The optimization method specifies the reflector shape by handling a NURBS curve as a generatrix, sequentially modifying the position and weights of its control points in order to obtain the reflector solution. Areas of applications of inverse reflector design span from architectural lighting design to car headlamps design
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    Optimización del Cálculo de Colisiones para Mallas Deformables mediante Voxelización de Primitivas
    (The Eurographics Association, 2008) Gascon, J.; Otaduy, M. A.; Espadero, J. M.; Rodríguez, A.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Este artículo propone una optimización para la detección de colisiones de objetos deformables, consistente en la voxelización eficiente de primitivas en particiones espaciales. Nuestra técnica tiene aplicabilidad en el corte de objetos deformables, el cálculo de intersección de superficies y la detección del instante de colisión entre objetos móviles. El artículo incluye un análisis de rendimiento de la técnica propuesta frente a técnicas tradicionales basadas en cajas envolventes.
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    Proyección Esférica Usando la Programación en la GPU
    (The Eurographics Association, 2008) Amundarain, A.; Buchart, C.; Valero, A.; Aguinaga, I.; Matey, L.; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    Existen una gran cantidad de dispositivos de visualización que se emplean en los sistemas de realidad virtual; desde dispositivos de pantalla plana hasta sistemas que ofrecen una sensación de inmersión completa. Entre estos sistemas se puede encontrar los sistemas de proyección esférica, que presentan un buen grado de inmersión. Sin embargo, el tipo de proyección necesario para este tipo de sistemas no está soportado directamente por el hardware gráfico actual. Las mejoras en la programabilidad de este tipo de hardware permiten implementar los métodos necesarios para usar sistemas de proyección esférica de forma efectiva. En este artículo se describe un método para implementar las proyecciones necesarias en este tipo de sistemas usando el hardware gráfico. Así mismo, se presentan mejoras y métodos que permiten mejorar la eficiencia del método y la calidad de las imágenes obtenidas.
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    Real-Time Exploration of the Virtual Reconstruction of the Entrance of the Ripoll Monastery
    (The Eurographics Association, 2008) Besora, Isaac; Brunet, Pere; Chica, Antoni; Morales, Daniel; Moyes, Jordi; Luis Matey and Juan Carlos Torres
    This paper presents the project of the virtual reconstruction and inspection of the "Portalada", the entrance of the Ripoll Monastery. In a first step, the monument of 7 x 11 meters was acquired using triangulation laser scanning technology, producing a dataset of more than 2000 range maps for a total of more than one billion triangles. After alignment and registration, a nearly complete digital model with 173M triangles and a sampling density of the order of one millimeter was produced and repaired. The paper describes the model acquisition and construction, the use of specific scalable algorithms for model repair and simplification, and then focuses on the design of a hierarchical data structure for data managing and view-dependent navigation of this huge dataset on a PC. Finally, the paper describes the setup for a usable, user-friendly and immersive system that induces a presence perception in the visitors