Reconstrução de Faces a Partir de Múltiplas Imagens Utilizando um Modelo de Referência e um Conjunto de Pontos de Controle

Dissertação de Mestrado

Nome: Bruno Pera

Instituição: USP - Universidade de São Paulo - Instituto de Matemática e Estatística

Programa: N/

Orientador: Carlos Hitoshi Morimoto

Ano: 2006

País: Brasil

Resumo

Modelos realistas da face humana podem ser utilizados em diversas áreas como animação para filmes e comerciais, jogos eletrônicos, realidade virtual, tele-conferência, agentes para interface com o usuário, planejamento de cirurgias faciais etc. O processo de criação de tais modelos ainda é extremamente trabalhoso e de ve ser realizado por técnicos especializados. Este trabalho apresenta um resumo sobre as diversas técnicas existentes atualmente para a criação automática de modelos de faces, com destaque para os métodos baseados em múltiplas imagens. O texto apresenta também uma revisão dos conceitos de geometria projetiva que podem ser utilizados para lidar com o problema de recosntrução de objetos rígidos. Implementamos um sistema para reconstrução de faces que ajusta um modelo genérico de faces a múltiplas imagens de uma face real através da correspondência entre pontos marcados nas imagens de entrada. A única tarefa do usuário é localização de um pequeno conjunto de pontos de controle sobre cada uma das imagens. Combinamos as imagens de entrada em um mapa de textura em coordenadas esféricas que aplicado ao modelo ajustado aumenta consideravelmente o realismo do resultado. Problemas encontrados no mapa de textura devido a falhas no ajuste do modelo são corrigidos com um processamento estatístico baseado em cor de pele. Os resultados obtidos com nosso protótipo demonstram a simplicidade da interação e a boa qualidade do sistema, que ajusta bem o modelo às características internas da face como olhos, boca e nariz porém, em alguns, distorce levemente o contorno do rosto. Implementamos ainda uma interface simples que permite a criação de animações com diferentes expresões faciais a partir dos modelos reconstruídos.

Palavras-chave: Computação Gráfica, Dissertação.

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Profe, Posso Desenhar Uma Menina? Percepções infantis versus desenhos animados: a representação de cientistas

Dissertação de Mestrado

Nome: Juliana Coelho Braga de Oliveira Penna

Instituição: USP - Universidade de São Paulo - Faculdade de Educação

Programa: Programa de Pós-Graduação de Educação Científica, Matemática e Tecnológica

Orientador: Agnaldo Arroio

Ano: 2021

País: Brasil

Resumo

Esta investigação, de natureza qualitativa, teve como objetivo central analisar as representações de cientistas veiculadas na mídia destinada ao público infantil, investigando possíveis correlações entre o que é apresentado e o que é expresso nas falas e nos desenhos realizados pelas crianças. Para alcançar esse objetivo, fez-se necessária a triangulação de informações obtidas por meio de três instrumentos: a) produto audiovisual; b) desenhos feitos pelas crianças e c) questionário respondido pelas crianças. A pesquisa de campo foi realizada em uma escola de Ensino Fundamental do município de Praia Grande, no estado de São Paulo, e participaram dessa fase 14 crianças com idade entre 8 e 9 anos. O produto audiovisual selecionado foi As Meninas Superpoderosas, animação veiculada em TV aberta, pois apresenta a figura de cientistas e alto nível de aceitação entre as crianças participantes deste estudo. Para analisar os dados, recorreu-se à análise de conteúdo (BARDIN, 2011). Tanto as cenas da animação quanto os desenhos produzidos e os questionários respondidos pelas crianças foram categorizados com base nos seguintes critérios: aspectos profissionais local de trabalho, equipamentos de trabalho, funções que exerce e em quais condições; aspectos físicos tonalidade da pele, vestuário e acessórios; e aspectos sociais gênero e impactos na sociedade. Os resultados evidenciam uma correspondência entre as representações veiculadas na animação e as representações das crianças. Nas duas visões, o cientista: é uma pessoa que está sempre trabalhando, desenvolvendo seus trabalhos individualmente, submetido(a) a situações de perigo, como explosões e monstros, trabalha necessariamente em um laboratório, cercado(a) por vidrarias, usando óculos de grau ou de proteção e criando invenções. É homem e é branco. Essa representação estereotipada aponta para a necessidade de implementar nos cursos de formação de professores o letramento midiático, algo que está longe da realidade dos currículos em vigência que formam os professores atualmente.

Palavras-chave: Estereótipos, Infância, Letramento midiático, Mídias, Representações de cientistas, Dissertação.

Abstract

This qualitative investigation aimed to analyze the representations of scientists published in media aimed at children, investigating possible correlations between what is presented and what is expressed in childrens speeches and drawings. In order to achieve this goal, it was necessary to triangulate information obtained through three instruments: a) audiovisual product; b) drawings made by children, and c) surveys answered by the children. The field research was carried out in an elementary school in the municipality of Praia Grande, in the state of São Paulo, and 14 children aged between 8 and 9 years participated in this stage. The audiovisual product selected was The Powerpuff Girls, an animation broadcasted on open TV, as it presents the figure of scientists and has a high level of acceptance among the children who participated in this study. For analyzing the data, content analysis was used (BARDIN, 2011). Both the animation scenes and the drawings produced plus surveys answered were categorized based on the following criteria: professional aspects workplace, work equipment, tasks performed and conditions; physical aspects skin tone, clothing and accessories; and social aspects gender and impacts on society. Results show a correspondence between the representations conveyed in the animation and children's representations. In both views, the scientist: is a person who is always working, develops his tasks individually, is subjected to dangerous situations such as explosions and monsters, necessarily works in a laboratory surrounded by glassware, wears prescription or protection glasses, and is creating inventions. He's male and he's white. This stereotyped representation points to the need to implement media literacy in teachers education programs, something that is far from the reality of current curricula that train teachers today.

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Articulação de Linguagens nos Modelos de Comunicação Para a Saúde Pública: O personagem Zé Gotinha e o cinema de animação

Dissertação de Mestrado

Nome: Patricia Beatriz Souza Campinas Pena

Instituição: USP - Universidade de São Paulo - Escola de Comunicação e Artes

Programa: Programa de Meios e Processos Audiovisuais

Orientadora: Irene de Araujo Machado

Ano: 2015

País: Brasil

Resumo

Pesquisas acerca do desenvolvimento de modelos comunicacionais em Saúde Pública de eficácia já demonstrada, cujo exemplo pode ser dado pelas animações de Zé Gotinha que auxiliaram na erradicação da poliomielite no Brasil, podem aclarar pontos positivos e auxiliar no entendimento de como propor formatos mais efetivos em termos educacionais. Norteados por esta justificativa e tendo por base o aporte teórico da escola de Tártu de Semiótica da Cultura e o conceito de modelização de linguagens, a dissertação teve por objetivo analisar a articulação dos elementos sígnicos geradores de sentidos considerados importantes no desenvolvimento, aderência e perenidade de ideários benéficos em relação ao ato de se vacinar dentro das animações com Zé Gotinha. Como o arcabouço teórico nos permitiu ver o objeto como uma parte de um movimento maior, também foram desenvolvidas análises das linguagens anteriores as animações, a fim de caracterizá-las dentro deste movimento. Dos materiais e métodos, recolheram-se documentos no Museu de Saúde Pública Emilio Ribas e material produzido pelo Programa Nacional de Imunização (PNI), englobando desde sua formação (1986) até a atualidade (ano de 2012). A pesquisa também obteve entrevistas com envolvidos nos processos criativos. Dos resultados: modelizações de códigos culturais e científicos se fizeram presentes na formação das linguagens; a linha, enquanto artefato gráfico funcionou como modelizante para estas. E das conclusões: os mecanismos culturais, especificamente as animações televisuais, tiveram relevância na sedimentação dos ideários traduzidos pelo personagem; a linha pôde ser um modelizante por possuir grande capacidade de condensação de informação; a imagem cinemática é capaz de traduzir semioticamente conceitos de difícil apreensão e por isso desempenha um trabalho cognitivo válido de educação; os modelos de comunicação em saúde são linguagens modelizadas que oscilam entre os sistemas semióticos científicos e os artísticos sendo necessária a equalização entre ambos para assim comunicar, sensibilizar e informar em mesma medida.

Palavras-chave: Animação, Comunicação, Modelização, Saúde, Semiótica, Dissertação.

Abstract

The animations with Zé Gotinha (Little Drop Joe) helped in the eradication of poliomyelitis in Brazil. Researches along the development of communication models in Public Health of demonstrated effectiveness can clarify positive aspects and auxiliary in the comprehension of formats more effectives in educational terms. Guided by this justification and based on the theoretical approach of the Tartu School of Semiotics of Culture and the concept of modeling languages, the dissertation had as the main goal to analyze the articulation of the signal elements that produce meanings considered important to the development, adherence and abiding of this beneficial understandings that concerns to the vaccination within the animations with Zé Gotinha (Little Drop Joe). As the theoretical framework allowed us to see the object as a part of a larger movement, it was also developed analysis of previous languages in order to characterize the animations of Zé Gotinha in this larger movement. Methods and materials: Emílio Ribas Museum documents were collected, as the same way as the materials produced by the Programa Nacional de Imunização (PNI), from the creation of the character (1986) to the present (2012). Observations: Representations (modeling) of the cultural and science codes were present in the formation of the languages; the line, as a graphical artifact worked as a modeling-key to present so. Conclusions: the cultural mechanisms, especially the televisual animations, had relevance in the sedimentation of ideas translated by the character; the line could be a modeling-key by possessing great capacity of informational compendium; the cinematic image is capable of translating the concepts of complex apprehension and, by that, it stresses out a valid cognitive effect in education; the models of communication in public health are modeled languages that oscillate in between the scientific semiotics systems and the artistic ones. This makes necessary the equalization between both, scientific and artistic systems, in order to communicate, sensitize and inform people in the same extent.

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Reamonstragem de Partículas de Borda Para Reconstrução de Superfícies em Fluidos Baseados em Partículas

Dissertação de Mestrado

Nome: Nicolas Masanori Shimizu Oe

Instituição: USP - Universidade de São Paulo - Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação

Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação e Matemática Computacional

Orientador: Afonso Paiva Neto 

Ano: 2018

País: Brasil

Resumo

Neste trabalho é apresentado um novo método de re-amostragem para a superfície livre de liquidos de simulações de fluidos baseados em partícula. A abordagem proposta é simples e fácil de ser implementada, e requere apenas as posições das partículas para identificar e refinar devidamente regiões com características de baixa escala. O método consiste de três estágios principais: detecção de borda, classificação de caracteristicas e refinamento de partículas. Para cada quadro da simulação, primeiro a superfície livre é identificada a partir da detecção de borda, cujo método pode ser escolhido pelo usuário. Então, as partículas de borda são classificadas e recebem um valor de acordo com a deformação e alongamento da superfície livre calculada a partir da Análise de Componentes Principais (PCA) das posições das partículas. Por fim, partículas que pertencem à camadas finas são refinadas de acordo com suas classificações. Para renderizar a superfície livre, é demonstrado como métodos tradicionais de "fitting" de superfície em Computação Gráfica e Física computacional podem ser beneficiadas pelo método de reamostragem proposta. Por fim, os resultados mostrados neste trabalho certificam a efetividade e a robustez do método quando comparado com as técnicas adaptativas de amostragem de partículas do estado-da-arte.

Palavras-chave: Animação de líquidos, Fluidos baseados em partícula, Partículas de borda, Reamostragem de partícula, Reconstrução de superfície, Dissertação.

Abstract

In this work, its presented a novel particle resampling method for free-surface fitting of liquids from particle-based fluid simulations. The proposed approach is simple and easy to implement, and only requires the positions of the particles to properly identify and refine regions with small-scale features. The method comprises three main stages: boundary detection, feature classification, and particle refinement. For each simulation frame, firstly the free-surface is captured through a boundary detection scheme as chosen by the user. Then, the boundary particles are classified and labeled according to the deformation and the stretching of the freesurface computed from the Principal Component Analysis (PCA) of the particle positions. Finally, particles placed at feature regions are refined according to their feature classification. In order to render the free-surface, its demonstrated how the traditional methods of free-surface fitting in Computer Graphics and Computational Physics literature can be benefited by the proposed resampling method. Moreover, the results shown in this work attest the effectiveness and robustness of the method when compared against state-of-the-art adaptive particle sampling techniques.

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Visualização de Dados Multidimensionais Referenciados Utilizando Projeções Multidimensionais e Animação

Dissertação de Mestrado

Nome: Tácito Trindade de Araújo Tiburtino Neves

Instituição: USP - Universidade de São Paulo - Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação

Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação e Matemática Computacional

Orientadora: Maria Cristina Ferreira de Oliveira 

Ano: 2011

País: Brasil

Resumo

Ferramentas e técnicas de visualização promovem uma análise de dados mais efetiva pelo fato de explorar a capacidade humana na percepção de padrões, principalmente em representações gráficas. Muitos fenômenos são associados a algum tipo de referência, temporal ou geográfica, que pode oferecer informação importante quando são submetidos a processos de análise. Este trabalho aborda representações visuais de dados geradas por técnicas de projeção multidimensional, e propõe uma estratégia para o tratamento diferenciado das referências temporais ou geográficas presentes em conjuntos de dados, no processo de gerar uma projeção multidimensional. Foi proposta e implementada uma variação da técnica Least Square Projection (LSP) que evidencia a informação das referências e permite ao usuário interagir com os mapas visuais gerados, bem como diversas funcionalidades que auxiliam no processo de análise exploratória. A nova abordagem é ilustrada por meio de estudos de caso envolvendo bases de dados temporais e com referências geográficas, em que foi possível observar o comportamento global dos elementos, bem como comportamentos de elementos ou grupos de elementos de interesse. Limitações da estratégia proposta também são discutidas

Palavras-chave: Dados geo-referenciados, Dados variantes no tempo, Projeções multidimensionais, 
Visualização de informação, Dissertação.

Abstract

Visualization tools and techniques promote more effective data analysis by exploiting the human visual perception capabilities in detecting patterns in graphical representations. Many phenomena generate data that include temporal or geographical references, which are likely to provide important information in data analysis procedures. This work addresses data visualizations generated with multidimensional projections, proposing a strategy to handle temporal and geographical references present in multidimensional data sets, when generating multidimensional projections. The Least Squares Projection (LSP) technique was extended to explicitly handle the reference information and represent it in the visual maps, and a set of supporting analysis functions have been implemented. The proposed approach is illustrated through case studies on multidimensional data sets, in which it was possible to observe the global behavior of the elements, as well as individual behavior of elements or groups of elements of interest.

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