Animação dinâmica de corpos rígidos articulados

Dissertação de Mestrado

(indexado pelo 1ªvez em 26/10/2011)

Nome: Edson Bacin
Instituição: Unicamp / Instituto de Computação
Orientador: Jorge Stolfi
Ano: 1999

País: Brasil

Resumo
Esta dissertação apresenta um simulador dinâmico de corpos rígidos articulados. Os corpos são descritos por suas características físicas e geométricas e supõe-se que sejam poliedros convexos. A entrada para o simulador consiste, além da descrição dos corpos, de um estado inicial válido e de um conjunto de forças e torques externos que atuam nos corpos ao longo do tempo. Além disso, especificam-se eventuais articulações entre corpos, as quais representam juntas mecânicas que limitam seu movimento. Com os dados acima, cria-se um conjunto de equações do movimento, conhecidas como equações de Lagrange, que definem a evolução dos corpos ao longo do tempo (elas constituem um sistema de equações diferencias ordinárias de segunda ordem). Integrando numericamente as equações de Lagrange, produzimos uma trajetória para o sistema de corpos ao longo do tempo que obedece às leis da dinâmica. São tratadas também durante a animação eventuais colisões que ocorrem entre os corpos.

Palavras-chave: Computação gráfica, Dinâmica de corpos rígidos

Abstract
This work presents a dynamic simulator of articulated rigid bodies. The bodies are described by their physical and geometric properties and are assumed to be convexo The input for the simulator is, in addition to the description of the bodies, an initial valid state and a set of external forces and torques that act on the bodies over the time. Articulations between the bodies, if any, are also specified. They represent mechanical joints that constrain the movement of the system of bodies. Given the data above, we create a set of equations of movement, known as Lagrange equations, which define how the system will evolve over the time (they consist of a system of second-order ordinary differential equations). The trajectory of the system of bodies is created numerically integrating the Lagrange equations. This trajectory obeys the laws of mechanics. Any collisions that eventually occur during the animation are also treated by the simulator.

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Evolução técnica e expressão artística: a emergencia da computação gráfica e a condição do artista como individuo criador

Dissertação de Mestrado

(indexado pela 1ªvez em 26/10/2011)

Nome: Alberto Lucena Junior
Instituição: Unicamp / Instituto de Artes
Orientador: Julio Plaza Gonzalez
Ano: 2000

País: Brasil

Resumo
Neste trabalho fazemos uma abordagem da relação entre técnica e  arte em vista das repercussões, no âmbito da criação artística visual,  ocasionadas pelo advento da computação gráfica. Procuramos saber de que  maneira o computador afeta o trabalho de artistas visuais e se os seus  conhecimentos tradicionais continuam válidos no ambiente digital. Muito  se falou da superação de desenhistas, pintores e animadores devido a um  tipo diferente de habilidade necessária a quem desejasse experimentar o  computador como instrumento de elaboração plástica. O novo artista seria  um técnico que passaria a fazer arte escrevendo programas e o valor da  arte migraria da imagem final para o programa em si. Mas a tecnologia  caminhou em direção ao artista, procurando reproduzir no computador uma  condição natural para a prática visual. Esse direcionamento na verdade  existia desde o começo da computação gráfica, para cujo desenvolvimento  se contou com a colaboração mútua entre cientistas e artistas.  Verificamos que a tecnologia digital prosperou na medida que incorporou  conceitos e métodos tradicionais da arte e da manufatura. Estes  princípios foram simulados por meio de algoritmos que se encontram na  base dos processos digitais mais sofisticados. A computação gráfica,  inclusive, reintroduziu o método na arte. Nestas condições - e ainda  contando com a integraçãoe velocidade do universo digita l- estes  recursos devidamente condicionados à; considerações de ordem artística  permitem a manifestação de formas válidas de arte, atualizando o artista  tecnicamente ao nível das mais avançadas práticas produtivas da  sociedade.

Palavras-chave: Estética, Computação gráfica, Cinema

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Um sistema gráfico para modelagem de animações em Labanotation

Dissertação de Mestrado

(indexado pela 1ªvez em 26/10/2020)

Nome: Beatrice Hotz Guimarães 
Instituição: Unicamp / Instituto de Artes
Orientador: Leo Pini Magalhães
Ano: 2002

País: Brasil

Resumo
Esta tese apresenta o CVL: Sistema Gráfico de criação de Coreografias  Virtuais a partir da Labanotation: Relata sua origem e seu processo Descreve o  Método Laban e a Labanotation, que são a entrada de dados para este  sistema. Apresenta o contexto das produções de animação realizadas  através do método tradicional de animação e a realizada pelo computador.  Descreve as ferramentas computacionais utilizadas para a realização de  animações de personagens 3D. Descreve o sistema CVL. - Apresenta um caso  de estudo utilizando o sistema CVL já implantado. - Acompanha a  dissertação um CD que demonstra a utilização do sistema CVL e  coreografias realizadas com o sistema.

Palavras-chave: dança, computação gráfica, coreografia

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Pré-visualização de animação tridimensional digital

Dissertação de Mestrado

(indexado pela 1ªvez em 26/10/2011)

Nome: Arttur Ricardo de Araujo Espindula
Instituição: UFMG / EBA
Orientador: Heitor Capuzzo Filho
Ano: 2007

País: Brasil

Resumo
A pesquisa sobre pré-visualização pretende destacar a necessidade do  planejamento para a animação em terceira dimensão digital. Buscou-se  reunir estes planejamentos de modo a facilitar para os profissionais,  estudantes, amadores e curiosos desta arte, as atividades que tornam o  processo de animação 3D mais eficiente no tocante a conseguir resultados  mais rapidamente sem que haja perda de trabalho e, se esta perda  acontecer, que ela seja a menor possível. Como a animação é um processo  lento e caro, poder estudá-la antes de executá-la possibilita um melhor  aproveitamento dos recursos materiais, de tempo e de pessoal  disponíveis. Apontou-se conceitos e a importância de um trabalho  conjunto onde a função de cada profissional tem que estar voltada para  um mesmo objetivo final que é a feitura do filme (curta ou  longa-metragem) no menor tempo e com o menor gasto possível chegando por  vezes a descartar ou modificar alguma cena que, por ventura, venha a  apresentar alguma dificuldade técnica ou financeira muito elevada para a  produção.

Palavras-chave: Computação gráfica, Animação 3d, Planejamento, Cinema, Técnica de Animação

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Animação de fluidos via autômatos celulares e sistemas de partículas

Dissertação de Mestrado

(indexado pela 1ªvez em 26/10/2011)

Nome: Adilson Vicente Xavier
Instituição: Laboratório Nacional de Computação Científica
Orientador: Gilson Antonio Giraldi
Ano: 2006

País: Brasil

Resumo
Nas últimas décadas, observou-se um interesse crescente por aplicação técnicas de dinâmica de fluidos na geração de efeitos especiais para a indústria cinematográfica e de jogos eletrônicos. Estas aplicações fazem parte da Animação Computacional de Fluidos. Neste área, uma vez resolvidas numericamente as equações de fluidos, passa-se a fase de rendering, onde técnicas de visualização são applicadas sobre os campos gerados, com o objetivo de criar efeitos visuais, tais como, transparências, imagens refledidas 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, Computação gráfica, Visualização científica, shp

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.

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