Portuguese Meeting on Computer Graphics 2003

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    AIF - Uma estrutura de dados B-rep para modelos poligonais
    (The Eurographics Association, 2021) Silva, Frutuoso; Gomes, Abel; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Este artigo introduz uma nova estrutura de dados b-rep (boundary representation) designada de AIF (Adjacency and Incidence Framework). A estrutura de dados AIF é concisa e permite o acesso rápido à sua informação topológica. A sua concisão resulta do facto de ser uma estrutura de dados orientável mas não orientada, isto é, a orientação é induzida topologicamente como é necessário em várias aplicações. É uma estrutura de dados óptima na classe 9 4 C , o que significa que um número mínimo de acessos é necessário para aceder a toda a informação sobre adjacências e incidências. A estrutura de dados AIF suporta a representação de modelos poligonais, não necessariamente triangulares, mesmo em condições de ''non-manifold''.
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    ARK multi-utilizador
    (The Eurographics Association, 2021) Pereira, Pedro; Matos, Nuno; Grave, Luís; Marcos, Adérito; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    This paper present a monitor based prototype for visualization and interaction of an Augmented Reality (AR) system. It had been recently developed at CCG and demonstrated on the conference SIACG2002 at Guimarães, Portugal. ARK – augmented reality kiosk - is a set-up based in the prototypes developed in the European project Virtual Showcases where direct interaction has been added. A normal monitor and a half-silvered mirror constitute the usual setup of the kiosk By integrating a half-silvered mirror and a black virtual hand, our solution solves the occlusion problem that normally occurs when a user interacts with a virtual environment displayed by a monitor or other projection system. Conceived with low monetary resources this portable solution can be deployed in different application contexts as for instance culture heritage. In this paper it will presented an extension of the solution to a multi-user platform for a Portuguese museum.
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    BlobMaker: Free-Form Modelling with Variational Implicit Surfaces
    (The Eurographics Association, 2021) Araújo, Bruno; Jorge, Joaquim; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    We present BlobMaker, a program for modelling surfaces using variational implicit surfaces. Our approach uses variational implicit surfaces as a geometrical representation for free-form shapes. We have implemented new modelling operations to support stroke (pen-based) input. To this end, we have built a complete modeller application using variational implicit surfaces. Users can create and manipulate shapes using sketches on a perspective or parallel view. The main operations are inflate, which creates 3D forms from a 2D stroke, merge, which creates a 3D shape from two blobs and oversketch, which allows users to redefine shapes using a single stroke to change their boundaries or to modify a surface by an implicit extrusion. We compare these techniques with those of other approaches published. Finally, we describe their implementation in BlobMaker. We have provided additional features such as copying, picking and dragging to offer a natural user interface suitable free-form modelling.
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    Computação Gráfica e Arqueologia Urbana: o caso de Bracara Augusta
    (The Eurographics Association, 2021) Bernardes, Paulo; Martins, Manuela; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    A Computação Gráfica é, seguramente, uma ferramenta importante, e crescentemente utilizada, para representar e manipular grandes quantidades de informação de elevada complexidade. Por sua vez a arqueologia, de uma forma geral, produz um manancial de informação de grande complexidade, pelo que a sua representação utilizando as tecnologias da Computação Gráfica constitui um elevado e aliciante desafio. As reconstruções virtuais que representam arqueosítios, como, por exemplo, a cidade romana de Bracara Augusta, devem ser consideradas uma ferramenta importante e fundamental para o desenvolvimento da investigação levada a cabo por peritos (arqueólogos, arquitectos e especialistas em urbanismo) e para o despertar das consciências relativamente à importância da herança cultural.
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    Construção dinâmica de um sistema interactivo para visualização do código intermédio do processo de compilação
    (The Eurographics Association, 2021) Matos, Paulo; Henriques, Pedro; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    O DOLPHIN é uma framework que suporta o desenvolvimento de compiladores de alta performance, multilinguagem e multi-arquitectura. Inclui diversas componentes, uma das quais designada por DOLPHIN-Front- End for the Web, que reúne as componentes relacionadas com a web, nomeadamente: um ambiente integrado de desenvolvimento, que entre outras funcionalidades permite visualizar, sob a forma de hiper-texto, a informação ao longo do processo de compilação. Neste artigo é apresentada uma nova solução desenvolvida com o mesmo objectivo, o de visualizar a informação, mas agora recorrendo a uma solução gráfica, interactiva e que é construída dinamicamente a partir de uma descrição da informação feita em XML.
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    Corte de Peças de Pedra: Uma Aplicação da Computação Gráfica
    (The Eurographics Association, 2021) Silva, Samuel; Marques, Filipe; Raposo, Manuel; Madeira, Joaquim; Santos, Beatriz Sousa; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    A indústria de transformação de blocos de pedra em peças decorativas tem evoluído rapidamente, sendo estas realizadas com recurso a máquinas que dispõem de autómatos programáveis, comandos numéricos e aplicações com interfaces de utilizador, que vão desde consolas de operação com duas linhas de texto a computadores industriais com interfaces gráficas. Embora a indústria portuguesa tenha evoluído nas soluções de controlo, melhores interfaces com o utilizador permitiriam uma preparação de trabalho mais rápida e menos erros de programação dos autómatos. Neste artigo descrevem-se os aspectos mais relevantes de uma destas aplicações, que recebeu melhoramentos a vários níveis, no sentido de uma maior usabilidade. Esta aplicação foi desenvolvida em Visual Basic, recorrendo à biblioteca gráfica OpenGL.
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    Geração de Ambientes Rodoviários Para Simulação de Condução
    (The Eurographics Association, 2021) Campos, Carlos; Cunha, Vítor; Leitão, Miguel; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Este artigo, apresenta uma ferramenta desenvolvida para a geração de ambientes rodoviários, destinada a simuladores de condução, baseando-se essencialmente na informação de traçado longitudinal, e informação de perfil transversal. Esta informação pode ser obtida directamente de qualquer projecto de vias rodoviárias. A ferramenta permite modelar também a sinalização vertical e a sinalização horizontal, de forma, a ser utilizada por um simulador de condução. Os modelos obtidos por esta ferramenta são optimizados para a implementação de simulações visuais interactivas, utilizando técnicas como a organização espacial (árvore de objectos), LOD (level of detail), e o Layer (camadas). A ferramenta desenvolvida, foi já utilizada na implementação de dois ambientes rodoviários para simulação de condução, demonstrando que, permite gerar ambientes de elevada qualidade, reduzindo simultaneamente o tempo necessário à preparação de experiências de simulação de condução. A ferramenta apresentada foi posteriormente vocacionada para o simulador de condução ''Dris'', (''Driving Simulator'').
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    GIDes ++
    (The Eurographics Association, 2021) Jorge, Joaquim; Silva, Nelson; Cardos, Tiago; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    GIDes ++ is a gesture based calligraphic 3D modeller using expectation lists, and extends the notion of natural and efficient interface. A brand new look and a new modeller kernel empower the modelling capabilities. A measures layer enables the user to visualize and change measures, giving a new dimension in precise and accurate modelling. Adding new modalities like handwriting and speech, GIDes ++ present a natural and intelligent multimodal interface enabling quick models prototyping creation. Visually, much effort is being made to create a more appealing and elegant application, but keeping always in mind the usefulness of these visual effects.
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    Identificação e reconstrução 3D de objectos numa malha urbana através de nuvens de pontos georeferenciados
    (The Eurographics Association, 2021) Garcia, Rodrigo; Farracha, Mauro; Dionisio, José; Bernardino, Alexandre; Costeira, João; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Este artigo descreve algumas técnicas utilizadas no âmbito da detecção e reconstrução tridimensional de objectos numa malha urbana através de uma nuvem de pontos georeferenciados. Os dados de entrada foram obtidos através de varrimento laser sobre a baixa da cidade de Lisboa e são apresentados numa malha rectangular de 1m2 . Dada a especificidade dos dados, o trabalho desenvolvido focou primordialmente a detecção de objectos a partir da construção do DSM (Digital Surface Model).Uma vez determinados os limites dos objectos (maioritariamente edifícios), através da estimação de parâmetros característicos, como por exemplo o gradiente de altura, foi gerado o pipeline de reconstrução dos mesmos e consequente processamento tendo em vista a sua visualização em ambientes virtuais interactivos.
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    Image Manipulation through Gestures
    (The Eurographics Association, 2021) Dias, José; Nande, Pedro; Santos, Pedro; Barata, Nuno; Correia, André; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    In this work we present a novel free-hand gesture user interface based on detecting the trajectory of fiducial markers attached to the user's fingers and pulse, able to interact a sequence of images of a digital video piece. The model adopted for the video representation, is based in its decomposition in a sequence of frames, or filmstrip. Totally sensor-less and cable-less interfaces, provide the means for a user to intuitively interact through gestures with the filmstrip, within the framework of an Augmented Virtuality usage scenario. By simply gesturing, users are able to select at random, drag, release, delete or zoom image frames, browse the filmstrip at a controlled user-defined rate and issue start, end, stop and play commands to better control the digital video sequence. A fixed video camera monitors the user interaction through gesturing of the mentioned fiducial markers. This scheme enables the system to simplify the more complex problem of marker-less free-hand gesture tracking. Once the markers are detected and recognized in real- time by the computer vision layer, the system obtains the 3D pose (position and orientation) of the marker centres in relation to a virtual camera reference frame, whose mathematical model matches the real video camera. We are specifically interested in obtaining the pose of the left and right hand pulses, left and right thumb, and left and right hand index. By projecting the positions of these poses in the 2D visualization window, simple topological analysis based in the study of the kinematics evolution of distances and angles, can be implemented, enabling gesture recognition and the activation of system functions and, subsequently, of specific gesture-based user interaction for a given active functionality. This interaction will affect the shape, scale factor, position and visualisation of scene objects, that is, of filmstrip frames. For the computer vision layer, our system adopts AR Toolkit, a C/Open GL-based open source library that uses accurate vision based tracking methods to determine the virtual camera pose information through the detection in real-time of fiducial markers. The graphical output is implemented with C++/Open GL. Our proposed system is general, in the sense that it can interact with any filmstrip, obtained ''a priori'' from a digital video source.
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    Modelação Expedita de Cenas Urbanas
    (The Eurographics Association, 2021) Coelho, António; Sousa, A. Augusto; Ferreira, F. Nunes; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    A natureza complexa e extensa dos ambientes urbanos torna morosa e dispendiosa a tarefa de construção de modelos virtuais destes. No entanto, a grande quantidade de informação disponível em formato digital sobre estas áreas motiva à automatização dos processos de modelação de forma a reduzir a intervenção humana. Neste artigo apresenta-se um sistema para a modelação de ambientes urbanos baseado em informação disponível em formatos e plataformas diversas. A integração dos dados é efectuada utilizando XML, um standard para interoperabilidade. Constitui-se os processos de modelação, baseados na utilização de sistemas L e especificados num formato baseado em XML, denominado XL3D. O sistema permite a geração de forma automática de um modelo inicial, possibilitando o seu melhoramento de forma incremental através da adição de informação e/ou do refinamento dos processos de modelação.
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    Polygon Detection from a Set of Lines
    (The Eurographics Association, 2021) Jr., Alfredo Ferreira; Fonseca, Manuel; Jorge, Joaquim; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Detecting polygons defined by a set of line segments in a plane is an important step in the analysis of vectorial drawings. This paper presents an approach that combines several algorithms to detect basic polygons from a set of arbitrary line segments. The resulting algorithm runs in polynomial time and space, with complexities of O((N + M)4) and O((N + M)2) respectively, where N is the number of line segments and M is the number of intersections between line segments. Our choice of algorithms was made to strike a good compromise between efficiency and ease of implementation. The result is a simple and efficient solution to detect polygons from lines.
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    Proceedings Info
    (Eurographics Association, 2021-10-11) Marcos, Adérito; Mendonça, Ana; Leitão, Miguel; Costa, António; Jorge, Joaquim
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    Representação BSP de Curvas Implícitas 2D
    (The Eurographics Association, 2021) Morgado, Francisco; Gomes, Abel; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Os sistemas gráficos actuais incluem primitivas para desenhar segmentos de recta, circunferências, curvas e superfícies de Bézier, NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines). No entanto, estes sistemas não fornecem primitivas gerais para representar graficamente curvas implícitas. A razão fundamental para este estado-de-coisas prende-se com o facto destas curvas poderem apresentar singularidades (e.g. auto-intersecções) . Este artigo introduz um algoritmo genérico, eficiente e robusto que permite representar qualquer curva analítica definida implicitamente. Para isso, é utilizado um algoritmo BSP (Binary Space Partition) que particiona recursivamente o espaço ambiente O?R2 duma forma não-uniforme de modo a determinar um conjunto de pontos que constituem uma aproximação discreta da curva. Cada ponto não é mais do que a intersecção da recta de bissecção dum subespaço com a curva, sendo determinado através dum algoritmo de aproximação numérica. Não são utilizadas quaisquer técnicas de diferenciação. Ao contrário doutros algoritmos de decomposição, este algoritmo permite também determinar pontos isolados, utilizando o conceito de extremo local de uma função num dado intervalo.
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    Simulação e avaliação de um projecto urbano através dos computadores
    (The Eurographics Association, 2021) Neto, Pedro Leão; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    O potencial que a tecnologia informática possui para descrever empreendimentos futuros ao público em geral é enorme. No entanto, a utilização de modelos realistas de computador podem, por si só, ofuscar variáveis importantes do projecto urbano que se prendem mais com a sua lógica de configuração espacial e com as ideias que lhe estão subjacentes. Foram utilizados dois grupos de contraste, compostos por estudantes universitários de cursos diferentes, para analisar as diferenças em relação à avaliação feita por eles sobre a forma e o conteúdo de uma apresentação em vídeo de um projecto urbano em Lisboa. Os resultados obtidos realçam o poder que a tecnologia informática e a modelação realista possuem para esbater as diferenças entre os sujeitos.
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    Sistema de Realidade Virtual para Tratamento de Fobias
    (The Eurographics Association, 2021) Cunha, Vitor; Leitão, Miguel; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Uma fobia pode ser descrita como um medo reconhecido e persistente a um estímulo circunscrito e o consequente evitar desse mesmo estímulo. Uma fobia típica, conhecida como acrofobia, ocorre quando o estímulo receado são as alturas. O método para tratamento de fobias mais comum e com mais sucesso denomina-se exposição gradual in-vivo. Neste método, o paciente com fobia é exposto a uma sequência do estímulo receado. É conhecido que a exposição a uma correcta intensidade do estímulo conduz a uma habituação e o consequente decréscimo do receio, no entanto, a aplicação deste método pode apresentar dificuldades. Uma alternativa prometedora é a exposição gradual a um estímulo virtual, usando ambientes de Realidade Virtual. A exposição à Realidade Virtual apresenta várias vantagens sobre a exposição in-vivo. O tratamento pode ser conduzido de uma forma privada, no consultório do terapeuta, em vez de ser realizado no exterior, onde as situações reais de fobia se encontram. Assim o tratamento pode ser melhor assistido e realizado de uma forma mais eficiente do ponto de vista económico. Uma outra vantagem é a facilidade de controlar o estímulo virtual, permitindo assim ao terapeuta dosear a intensidade do medo. Este artigo descreve o sistema de Realidade Virtual (VRFobias) desenvolvido no ISEP e testado na Universidade do Minho. Os requisitos principais de um sistema de Realidade Virtual, necessário no tratamento de fobias, estão descritos. Os resultados obtidos até ao momento e os métodos usados no controlo da intensidade do estímulo também estão descritos neste artigo.
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    Task Analysis and Scenario-Based Design of Calligraphic Interfaces
    (The Eurographics Association, 2021) Dias, Filipe; Fonseca, Manuel; Jorge, Joaquim; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    The great functionality of today's CAD systems enables the manufacturing of very complex models. Yet, great part of this power is unusable, early in the design process. As well, we have found two different approaches in two different car designers that surprisingly lead to the same long time in development. In this paper we identify the reasons for these problems, and propose a solution that bridges the different worlds of conceptual and geometric models, using the affordability of the calligraphic interface. Creating a prototype by drawing it allows impossible situations to be immediately identified and corrected, without further communication overheads, certifying that emotional drawing ideas correspond to the designer's intents.
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    Técnicas de realidade virtual aplicadas ao ensino na área da construção
    (The Eurographics Association, 2021) Sampaio, A. Zita; Henriques, Pedro G.; Ferreira, Pedro S.; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    A presente comunicação descreve a criação e a manipulação de um modelo virtual de interesse didáctico no domínio dos processos construtivos em Engenharia Civil. A aplicação desenvolvida corresponde ao modelo de uma parede dupla de alvenaria, uma das componentes de uma construção corrente. De modo a poder simularse visualmente a construção da parede, o modelo geométrico gerado é composto por um conjunto de elementos representando cada um uma componente construtiva. Por recurso a um sistema virtual, são aplicadas sobre o modelo da parede propriedades específicas próprias de um ambiente de simulação virtual. Por interacção directamente com o modelo, é possível controlar a progressão do processo construtivo da parede e aceder a informação relativa a cada elemento, nomeadamente, a sua composição e a fase da sua execução ou montagem em obra, de acordo com determinado planeamento. Demonstra-se, com este exemplo, como a tecnologia de realidade virtual pode ser vantajosamente utilizada na elaboração de material didáctico de grande interesse na formação na área de processos construtivos.
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    Using Sketches to Edit Electronic Documents
    (The Eurographics Association, 2021) Coelho, Pedro; Faria, Gonçalo; Gonçalves, Daniel; Jorg, Joaquim; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    Calligraphic interfaces mimic the interaction of users with pen and paper, to which most persons are used to from an early age. This makes them a privileged way of interacting with computers in efficient and natural ways. One of the tasks more often made with pen and paper is to write and correct text documents. This is done resorting to several symbols with specific meanings, representing the changes to be made in the document. It should be possible to correct electronic texts in a similar way, using calligraphic interfaces. In this paper, we describe the CaliEdit text editor, currently being developed for PalmOS devices with that goal in mind. In its development, we followed a user-centered design approach. The task analysis phase, with the help of questionnaires, identified the most common symbols for the most common text-correcting tasks. The editor itself uses the CALI shape and gesture recognizer, ported to PalmOS, to help recognize those symbols. Several porting and implementation problems were overcome. Currently, heuristic and usability evaluation studies are underway to help validate the editor.
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    Variação Dinâmica do Nível de Detalhe na Simulação Estável de Tecidos
    (The Eurographics Association, 2021) Birra, Fernando; Santos, Manuel; Marcos, Adérito and Mendonça, Ana and Leitão, Miguel and Costa, António and Jorge, Joaquim
    A simulação de tecidos virtuais é um processo que requer um significativo poder computacional. De modo a manter uma velocidade de simulação aceitável sacrifica-se o detalhe. Neste artigo propomos uma técnica de gestão dinâmica do nível de discretização do tecido onde a qualidade das sucessivas malhas obtidas por subdivisão/simplificação é garantida pelo esquema de subdivisão escolhido. A topologia da malha por nós usada exibe algumas características únicas que a tornam atraente no contexto da variação gradual do nível de detalhe. A subdivisão é accionada segundo um critério geométrico, avaliado localmente, tendo como base a presumível curvatura do tecido. A simplificação é despoletada nas regiões do tecido onde a curvatura é suficientemente reduzida. A escolha do método de subdivisão não deverá causar perturbações bruscas no plano do tecido em direcções perpendiculares a este. No entanto, a redução do nível de detalhe produz inevitáveis alterações geométricas instantâneas que provocam descontinuidades ao nível das equações diferenciais usadas no modelo do tecido. Este artigo contribui, de forma original, com um conjunto de técnicas que permitem resolver os problemas de instabilidade numérica que advêm da simplificação da malha.