Animação de Fluidos Via Autômatos Celulares e Sistemas de Partículas

       

Dissertação de Mestrado
(indexado pela 1a. vez em 26/10/2011)

Autor(a): Adilson Vicente Xavier

Instituição: Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC

Programa: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional

Orientador(a): Gilson Antonio Giraldi

Ano: 2006
País: Brasil.

Resumo

Nas últimas décadas, observou-se um interesse crescente por aplicações de técnicas de dinâmica de fluidos na geração de efeitos visuais para a indústria cinematográfica e de jogos eletrônicos. Estas aplicações fazem parte da chamada Animação Computacional de Fluidos; a qual é uma área multidisciplinar, envolvendo também conceitos e métodos em computação gráfica e visualização científica. Nesta área, uma vez resolvidas numericamente as equações de fluidos, passa-se à fase de rendering, onde técnicas de visualização são aplicadas sobre os campos gerados, com o objetivo de criar efeitos visuais, tais como transparência, imagens refletidas na superfície de um líquido, ou mesmo, efeitos especiais que incluem deformação de paisagens, incêndios, etc. O métodos de Diferenças Finitas é o mais tradicional em trabalhos de animação de fluidos em computação gráfica. Nos últimos anos, porém, métodos baseados em sistemas de partículas, e livres de malhas, tais como o Smoothed Particle Hydrodinamics (SPH), foram utilizados na tentativa de resolver limitações inerentes aos métodos baseados em malhas. Por outro lado, métodos baseados em uma classe de autômatos celulares (AC), cuja evolução imita um sistema de partículas, vêm sendo também estudados como uma alternativa ao uso de equações diferenciais parciais e métodos numéricos para simulação de fluidos. Nesta tese, são estudados os aspectos teóricos e práticos da animação computacional de fluidos para computação gráfica, utilizando autômatos celulares e SPH. São propostos dois modelos para animação de sistemas bifásicos (gás-líquido, por exemplo), um deles baseado em SPH e AC, e um segundo totalmente baseado em AC. Finalmente, descrevemos um aplicativo, desenvolvido no âmbito desta tese, para animação de fluidos via AC.

Palavras-chave: Animação de fluidos, Visualização científica, SPH, FHP

Abstract

The past two decades showed a rapid growing of physically-based modeling of fluids for computer graphics applications. Techniques in the field of Computational Fluid Dynamics (CFD) have been applied for realistic fluid animation for virtual surgery simulators, computer games and visual effects. In this approach, since the equation is solved numerically the next step is the rendering. A majority of fluid animation methods in computer graphics rely on a top down viewpoint that uses 2D/3D mesh based approaches motivated by the Eulerian methods of Finite Element (FE) and Finite Difference (FD), in conjunction with Navier-Stokes equations of fluids. Recently mesh-free methods like Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) have been applied. On the other hand, cellular automata (CA) are discrete models based on point particles that move on a lattice, according to suitable and simple rules in order to mimic a fully molecular dynamics. Such bottom-up framework needs low computational resources for both the memory allocation and the computation itself. In this work, we study the theoretical and practice aspects for computational animation of fluids in computer graphics, using cellular automata and SPH. We propose two models for animation of two-phase systems (e.g. gas-liquid), one based on SPH and CA and another only on CA. Finally, we describe a software developed in the context of this thesis for animation of fluids by CA.

Keyframe: Scientific visualization, SPH, FHP

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Recursos de Linguagem na Animação: A enunciação cinematográfica construida a partir das transformações da figuratividade quadro a quadro

      

Dissertação de Mestrado
(indexado pela 1a. vez em 26/10/2011)

Autor(a): Maria Christina Menezes

Instituição: Pontifícia Universidade Católica de São Paulo - PUC-SP

Programa: Programa de Estudos Pós-Graduados em Comunicação e Semiótica

Orientador(a): Arlindo Ribeiro Machado Neto

Ano: 2005
País: Brasil.

Resumo

Este trabalho visa a identificar e analisar alguns recursos do cinema de animação, determinados pelos seus processos específicos de produção com diversas matérias, quadro a quadro, que o distinguem como uma forma especial de linguagem cinematográfica. Quais são as especificidades da enunciação cinematográfica inerentes ao modo de produção quadro a quadro? O objetivo é identificar os recursos peculiares de linguagem da animação que historicamente se originaram por diversas variantes deste processo produtivo. Corpus: A análise será feita a partir de 12 filmes de animação, produzidos desde as primeiras décadas do século XX até a década de 90, exemplificativos das transformações da figuratividade pelo processo de produção quadro a quadro, que criam os seguintes recursos na construção do discurso fílmico: (1) metamorfoses,; (2) sobreposições de camadas de imagens; (3) quebras da ilusão de movimento; (4) trocadilhos visuais. Quadro teórico de referência: Partirei, principalmente, dos conceitos trabalhados pelos seguintes autores: 1. sobre as características estruturais da linguagem cinematográfica (a enunciação no cinema, a montagem, as ligações e transições, os recursos da linguagem): Christian Metz, Francis Vanoye, Marcel Martin, Arlindo Machado, Marshall McLuhan, Sergei Eisentein e André Parente; 2. para a abordagem da gramática e dos elementos constituintes do texto plástico bidimensional (o ponto, a linha, a cor, a forma; conceitos de figura e fundo, de deformação, de composição contrastada ou nivelada, etc): Rudolf Arnheim, Jacques Aumont, Donis A. Dondis, Jean Marie Floch e Aljirdas Greimas; 3. sobre o cinema de animação (suas técnicas, a evolução da linguagem em função de sua história e o processo de criação de determinados animadores): Alberto Lucena Jr., Maureen Furniss, Robert Russett & Cecile Starr. Pertinência com o campo da Comunicação: A pesquisa insere-se, essencialmente, no terreno da interface dos textos com seu modo de produção. Trata-se de um estudo da linguagem da animação como produto da mídia cinema de animação. É possível identificar também o terreno de interface dos textos com as marcas do meio, visto que, se a linguagem da animação tem elementos híbridos da linguagem cinematográfica e da linguagem visual das artes plásticas, é necessário analisar o corpus levando em conta o que as mensagens carregam de cada uma destas linguagens, para assim penetrar as suas qualidades próprias.

Palavras-chave: Sintaxe da composição visual, Figuratividade, Animação (Cinematografia)

Abstract

This work aims to identify and review some of the resources of animation movies, determined by its specific production processes with several subjects, frame by frame, that recognises it as a special form of cinematographic language. Which are the specificities of cinematographic enunciation that are intrinsic to the frame-by-frame production mode? The objective is to identify the peculiar resources of animation language, which, historically, has evolved through several variants of this productive process. Corpus: An analysis of twelve animation films produced from the 20th century s first decades to the 90 s will be carried out. These are illustrative of the transformations of figurativeness through the frame-by-frame production process, which create the following resources in the construction of filmic discourse: (1) metamorphosis, (2) overlapping of image layers; (3) disruption of movement illusion; (4) visual puns. Overview of theoretical reference: Initially, I will mainly consider the concepts worked by the following authors: 1. about the structural attributes of cinematographic language (enunciation in the cinema, editing, connections and transitions): Christian Metz, Francis Vanoye, Marcel Martin, Arlindo Machado, Marshall McLuhan, Sergei Eisentein e André Parente; 2. for the approach of grammar and the elements that make up the two-dimensional plastic text (the dot, the line, the colour, the shape; concepts of figure and background, of disfigurement, of contrasted or levelled composition, etc): Rudolf Arnheim, Jacques Aumont, Donis A. Dondis, Jean Marie Floch e Aljirdas Greimas; 3. about animation cinema (its techniques, the evolution of language on account of its history and the creation process of certain animators): Alberto Lucena Jr., Maureen Furniss, Robert Russett & Cecile Starr. Pertinence to the field of Communication: The research essentially relates to the domain of the interface of texts with its production mode. It studies animation language as a result of the animation cinema media. It is also possible to identify the domain of the interface of texts with the media marks, considering that, if animation language has hybrid elements of the cinematographic language and the visual language of plastic arts, it is necessary to analyse the corpus taking into account what the messages carry from each one of these languages, and in this way penetrate its own qualities..

Keyframe: Animation, Visual composition syntax, Figurativenes

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Última Saída Para Springfield: Um estudo sobre o desenho animado os Simpsons

     

Dissertação de Mestrado
(indexado pela 1a. vez em 26/10/2011)

Autor(a): Djessika Lentz Ribeiro Maciel

Instituição: Universidade do Estado de Santa Catarina - UFSC
Programa: Programa de Pós-Graduação em História

Orientador(a): Emerson César de Campos

Ano: 2010
País: Brasil.

Resumo

Este trabalho busca compreender a importância do desenho animado Os Simpsons, produzido no final da década de 1980 pelo cartunista Matt Groening, para se perceber a contemporaneidade e suas transformações, visto ser esta uma animação produzida e transmitida ininterruptamente há vinte anos. Dentro desse contexto, revela um aspecto global, ao trabalhar temáticas relativas à família, ao trabalho, ao consumo, à educação e à religião, mas que também discute questões internas aos Estados Unidos, como a cultura de armas e a idéia de democracia e liberdade, apropriadas nos países que transmitem a série, dentro de um processo de tradução linguística e cultural.

Palavras-chave: Os Simpsons, Desenho animado, Animação, Desenho animado, Animação (Cinematografia)

Abstract

This study is to show the importance of the cartoon The Simpsons, produced in the early eighties by the cartoonist Matt Grening. The study shows the contemporary facts and transformations of a cartoon produced and broadcast for twenty years without interruptions. In this context, the cartoon reveals global aspects, talking about subjects such as family, work, consumption, education, and religion all appropriated to the countries where The Simpsons are broadcast, by processes of linguistic and cultural translation. It also addresses internal North-American issues such as the weapons culture, and the idea of democracy and freedom.

Keyframe: Simpsons, Cartoon

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Detecção de Componentes Faciais Baseado em Modelos de Cor e Antropometria

    

Dissertação de Mestrado
(indexado pela 1a. vez em 26/10/2011)

Autor(a): Juliano Lucas Moreira

Instituição: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - UFRS
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação

Orientador(a): Soraia Raupp Musse

Ano: 2010
País: Brasil.

Resumo

Existem diferentes situações em que a detecção de componentes faciais desempenha um papel importante, como por exemplo: no reconhecimento facial, interação humano computador, teleconferências, análise de expressões faciais e animação. Esta dissertação apresenta, primeiramente, uma revisão bibliográfica dos trabalhos referentes à detecção dos componentes faciais. Após, é exposto o modelo desenvolvido para a detecção de componentes faciais, sendo este baseado em modelos de cor e antropometria. Ao final, são mostrados resultados referentes a detecção dos componentes em bases de dados públicas e experimentos realizados na animação de avatares 3D.

Palavras-chave: Informática, Animação por computador, Computação gráfica.

Abstract

There are different situations in which the detection of facial components plays an important role, for example, facial recognition, human computer interaction, teleconferencing, analysis of facial expressions and animation. This master thesis presents a literature review of work on the facial features detection. Then, the model developed for the facial features detection is described, which is based on models of color and anthropometry. At the end we show results of the proposed model in feature detection applied in public databases, as well as experiments in 3D avatars animation.

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Morphing Aplicado ao Envelhecimento de Imagens Faciais

   

Dissertação de Mestrado
(indexado pela 1a. vez em 26/10/2011)

Autor(a): Greyce Nogueira Schroeder

Instituição: Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Orientador(a): Leo Pini Magalhães

Ano: 2007
País: Brasil.

Resumo

O morphing de imagens é uma transformação que mapeia uma imagem em outra, alterando tanto a sua forma quanto as suas intensidades. Esta transformação possui diversas aplicações em imagens médicas e especialmente na indústria de entretenimento. Este trabalho objetiva, através do uso de morphing, apresentar um protótipo para a simulação de envelhecimento de faces frontais, utilizando um método chamado Funções de Base Radial (RBF) juntamente com um modelo quantitativo para expressar o processo de envelhecimento no rosto humano. O protótipo trabalha com imagens de pessoas a partir de 20 anos e realiza o envelhecimento até no máximo 70 anos. Além disso, o trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre as principais técnicas de morphing e sobre o que já foi realizado sobre simulações computacionais de envelhecimento facial por imagens.

Palavras-chave: Animação por computador, Computação gráfica, Processamento de imagens

Abstract

Image morphing is a transformation that maps one image into another, altering both its shape and intensities. These types of transformation have a wide range of applications in medical imaging and, specially, in entertainment industry. This work attempts to present a prototype for aging simulation on frontal face images, using a method of morphing called Radial Basis Functions (RBF) together with a quantitative model for expressing human aging. The prototype works with images from people with 20 years old up and performs the aging up to 70 years. Moreover, the work presents a bibliographical revision on the main techniques of morphing and on the state of the art on computational simulations of image face aging.

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