Portuguese Chapter Conference

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https://diglib.eg.org/handle/10.2312/2632931

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A context-aware immersive interface for teleoperation of mobile robots
(The Eurographics Association, 2020) Quintas, João; Almeida, Luís; Sousa, Elísio; Menezes, Paulo; Dias, Paulo and Menezes, Paulo
In this paper we present a context-aware immersive teleoperation interface to assist operators during navigation tasks. This new interface strategy aims to address the problems associated with mental overload, often experienced by operators of teleoperated devices. Our approach simplifies the high complexity of information displayed in control rooms. Our approach includes a context-based human-robot interaction framework that detects relevant information and automatically adapts the displayed interface in virtual windshield. Results showed that the proposed approach enhances user immersion while maximizes task performances and minimizes the operator physical and cognitive workload.
Modelo de descrição de experiências multissensoriais multiutilizador
(The Eurographics Association, 2020) Rodrigues, Rui; Magalhães, Eduardo; Silva, Hugo da; Bessa, Maximino; Coelho, António; Sousa, Augusto; Dias, Paulo and Menezes, Paulo
Neste momento os ambientes virtuais estão a tornar-se numa peça importante nas aplicações centradas no utilizador onde se inclui o treino, design, entretenimento etc. Apesar de percecionarmos o nosso mundo através dos nossos múltiplos sentidos, estas novas aplicações recorrem normalmente principalmente ao estímulo da visão, sendo o som o segundo estímulo mais explorado. Descobertas recentes sugerem que quantos mais sentidos são estimulados num ambiente virtual mais imersivo é a experiência e o desempenho dos utilizadores aumenta (tal como acontece no mundo real). O projeto MASSIVE pretende investigar em detalhe como é que podemos obter um ambiente virtual credível no qual os vários sentidos do utilizador são estimulados de forma a alcançar uma elevada imersividade. Nesse contexto, foi desenvolvido um modelo para a descrição de experiências multissensoriais, a ser usado para representar não só as cenas, como as interações e estímulos do utilizador de forma a suportar contextos de interação multimodal e multissensorial, de forma modular. Esse modelo é apresentado neste artigo, juntamente com um exemplo prático de aplicação, demonstrando a sua relevância.
Malhas Segmentadas com Resolução Variável
(The Eurographics Association, 2020) Rodrigues, Rui S. V.; Morgado, José F. M.; Gomes, Abel; Dias, Paulo and Menezes, Paulo
As malhas com resolução variável (''multiresolution meshes'') têm sido utilizadas como alternativa à técnica dos LODs em ambientes virtuais e jogos de computador, em que o detalhe da cena depende da distãncia ao observador, bem como na (des)compressão de malhas em tarefas de transferência e transmissão mais célere de malhas através da Internet e da web, o que permite o carregamento progressivo da malha do lado do cliente, que começa com uma malha mais grosseira e termina com uma malha mais refinada. A principal contribuição deste artigo reside na utilização do conceito de multirresolução em malhas segmentadas, em vez de malhas simples (sem segmentação).
3D Reconstruction and Visualization of Liver and Vascular Networks from CT data using VTK and IGSTK
(The Eurographics Association, 2020) Oliveira, João Fradinho; Moyano-Cuevas, José Luis; Pagador, José Blas; Capote, Hugo; Sánchez-Margallo, Francisco Miguel; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
Spatial reasoning of vascular structures in organs such as the liver is an imperative task performed preoperatively in resection planning when minimising risks of bleeding in a procedure and intra-operatively during surgery. Accurate automatic 3D reconstruction of surfaces from computerized tomography (CT) contours is complex or impossible without user intervention. Often the gap between scan slices is large enough to make contour correspondence between adjacent slices hard to establish and branching difficult to determine. Freely available open source libraries such as the image guided surgery toolkit and the visualization toolkit (IGSTK and VTK respectively) provide building blocks that enable one to speed up the development time whilst allowing one to focus on new algorithms that might help the user. In this paper we present a new automatic solution for visualization/spatial reasoning of vascular networks within the liver that uses two separate 3D reconstruction approaches respectively. In order to make the system automatic, instead of creating contour correspondences where often crucial data is missing between slices we create a layered approach, where the surface of the liver is represented as one or more layered closed surfaces, and vascular networks where correspondence is more complex are represented as stacks of extruded individual contour blocks. Since the geometric primitive used in either reconstruction is the triangle, other algorithms such as collision detection in resection planning can be used.
IN2TUNNEL - Terapia de Exposição para Fobia de Atravessar Túneis
(The Eurographics Association, 2020) Gomes, Inês Laureano; Cláudio, Ana Paula; Carmo, Maria Beatriz; Gaspar, Augusta; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
O uso da Realidade Virtual na Terapia de Exposição (RVTE) permite que um paciente seja exposto à situação temida, sem recorrer a uma exposição real o que é particularmente vantajoso quando a reprodução da situação real é dispendiosa ou envolve risco físico. Neste artigo apresentamos uma aplicação Web que apoia o terapeuta no uso da terapia de exposição em pacientes com medo de atravessar túneis. Esta aplicação contém um conjunto de animações de cenários virtuais que recriam travessias de túneis, observadas do ponto de vista do passageiro ao lado do condutor, recriando uma situação em que o paciente não tem controlo relativamente ao que vai experienciar. Descrevemos ainda um estudo com utilizadores que envolveu duas vertentes: uma com terapeutas para avaliar a utilidade potencial da presente aplicação no domínio da RVTE e outra com participantes voluntários para comparar a sensação de presença quando as animações são observadas numa projeção ou num modelo recente de equipamento de Realidade Virtual imersiva, constituído por uma estrutura que suporta um smartphone.
Interação com ecrãs de larga dimensão usando o kinect
(The Eurographics Association, 2020) Sousa, Tiago; Parracho, João; Cardoso, Igor; Dias, Paulo; Santos, Beatriz Sousa; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
Nos últimos anos, fomos explorando soluções para interação com ecrãs públicos utilizando vários dispositivos de entrada como um telemóvel ou um Kinect. O resultado mais recente desse trabalho é uma plataforma de interação conhecida como DETI-Interact. Neste artigo vamos descrever o trabalho que foi realizado para melhorar este sistema bem como as novas aplicações desenvolvidas.
A Survey About Media Content Consumption in Social Network Platforms
(The Eurographics Association, 2020) Coelho, José; Gomes, Gonçalo; Matos, Eduardo; Duarte, Carlos; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
Social networks have become a pervasive instrument of information consumption and production. With their growing availability, they have become ubiquitous tools to share and consume information in many different content formats. In this paper, we survey how the different content formats and their sources influence social network's usage. The results show that the importance of different media types is perceived differently depending on whether users are producing of consuming media. They also show that different sources of content are given different importance by Facebook users, and that sources also impact the importance of the media type of the information consumed.
Funcionalidades e propostas de interação para uma aplicação móvel para a Universidade de Aveiro
(The Eurographics Association, 2020) Pereira, António; Vicente, Fábio; Pedro, Luís; Almeida, Pedro; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
A proliferação de smartphones e outros terminais móveis tem facilitado o acesso à informação, auxiliando os seus utilizadores nas mais variadas situações de pesquisa. Consequentemente, as principais universidades têm vindo a desenvolver aplicações específicas para estes dispositivos no sentido de apoiar os seus públicos, nomeadamente os estudantes. Este artigo descreve o processo de investigação, desenvolvimento e validação funcional de uma aplicação móvel universitária, dirigida aos estudantes da Universidade de Aveiro (UA) denominada welcomeUA. Para esse efeito e com o propósito de responder às necessidades reais dos estudantes, procedeu-se à recolha e análise de dados através de um inquérito por questionário que permitiu avaliar, por um lado, a pertinência e relevância de uma aplicação móvel para os estudantes da UA e, por outro lado, selecionar as funcionalidades que compõem a aplicação. Posteriormente, foi conceptualizado e desenvolvido o protótipo de interface da aplicação. Os resultados obtidos com base nos testes de usabilidade demonstram opiniões bastante positivas no que diz respeito à usabilidade da aplicação e um interesse significativo na sua implementação real no âmbito da oferta informacional da UA.
Visualizador Interactivo de Desenhos Arquitectónicos em Sistema de Perspectiva Expandido
(The Eurographics Association, 2020) Burgess, Robin; Cláudio, Ana Paula; Chambel, Teresa; Carmo, Maria Beatriz; Albuquerque, Carlos; Marques, Christian; Correia, José Vítor; Romão, Luís; Ganhão, Susana Rosado; Costa, Manuel Couceiro da; Guerreiro, Ana Santos; Garcia, Sara; Henriques, Diogo Pereira; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
A perspectiva linear é uma das ferramentas fundamentais no trabalho dos arquitectos. Porém, a sua capacidade de traduzir graficamente a percepção visual humana é limitada. Por seu turno, os sistemas de perspectiva curvilínea podem complementar a perspectiva linear mas são complexos e difíceis de usar. O Sistema Perspéctico Expandido (EPS - Extended Perspective System) foi concebido para responder a estas necessidades e limitações e para unificar os sistemas linear e curvilíneos - cilíndrico, esférico - num sistema único contínuo. Deste modo oferece-se flexibilidade e compensam-se as limitações de sistemas particulares. O nosso software pretende oferecer as vantagens do EPS aos arquitectos e igualmente a um público mais abrangente, através de uma interface simples e fácil de usar.
Recomendação de Música baseada em Filtros Colaborativos utilizando Informação Temporal
(The Eurographics Association, 2020) Dias, Ricardo; Fonseca, Manuel J.; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
Diversos estudos realizados nos últimos anos revelaram que os hábitos de audição de música seguem determinados padrões ao longo do tempo, tais como a preferência por ouvir determinados artistas ou géneros musicais em certos períodos do dia e em determinados dias da semana. Porém, apenas recentemente têm surgido algoritmos de recomendação que tiram partido deste conhecimento para melhorar as recomendações. Uma das abordagens mais estudada e utilizada em produtos comercias é a de Filtros Colaborativos, que se foca nas músicas ouvidas por utilizadores com gostos semelhantes, mas que deixa de fora o contexto temporal em que estas foram ouvidas. Neste trabalho, apresentamos uma análise da utilização de informação temporal em técnicas de filtros colaborativos baseadas em sessões. De forma a medir a importância do contexto temporal na recomendação, comparámos dois algoritmos: um algoritmo base, sem recurso a informação temporal; e um algoritmo que tira partido de características temporais das sessões. Estas características são usadas pelo algoritmo para inferir similaridade entre as sessões. Para avaliar os dois algoritmos em termos de precisão e ordenação das recomendações, medimos o HitRatio e Mean Reciprocal Rank. Os resultados evidenciam que a inclusão de características temporais neste tipo de algoritmos é benéfica para melhorar a precisão, mas não a ordenação das listas de recomendações geradas.
Visualização de Objetos Off-Screen em Realidade Aumentada Móvel
(The Eurographics Association, 2020) Silva, Gonçalo; Carmo, Maria Beatriz; Afonso, Ana Paula; Cláudio, Ana Paula; Ferreira, António; Dias, Paulo and Menezes, Paulo
Augmented Reality (AR) on mobile devices is an expanding area. In the last decade, we have seen a huge growth in the development of applications that use this technology to add useful information to the user concerning the environment that surrounds him. However, the use of AR in small devices is challenging. For example, when visualizing points of interest, there is no prior control over their number and location, thus, the overlapping of several symbols may occur. On the other hand, the addition of information to the real image does not have to be confined to objects in the user's field of view. The inclusion of clues about the existence of relevant objects outside the field of view (off-screen objects) is an important contribution for navigation through the space of information available to the user. Another aspect to keep in mind is the ability to express the information's relevance, this is, adapt the representation according to user's preferences. This paper presents a prototype developed for Android that proposes new techniques to reduce symbol occlusion, represent object relevance, and include cues for off-screen objects in mobile augmented reality environments.
Indoor Image Geocoding using Synthetic Views
(The Eurographics Association, 2020) Amorim, Nuno Mourão de; Rocha, Jorge Gustavo; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
The Global Positioning System is well known for not reaching indoor environments. Several Indoor Positioning System's have been proposed, but most of these solutions either have high accuracy errors or use expensive material to attenuate positioning errors. In this paper we propose a Computer Vision routine which is able to compute the location and orientation on indoor environments. This routine is based on Structure from Motion, an incremental algorithm which recovers the 3D structure from related photographs. The 3D structures generated are geocoded, stored in a database, and new photographs can be added at any time. By combining these 3D structures with the already existing Synthetic Views method for fast location recognition, we are able to compute the indoor GPS coordinates and orientation of new photographs in less than a second.
Bridging book: protótipo de livro híbrido para crianças
(The Eurographics Association, 2020) Figueiredo, Ana Carina; Pinto, Ana Lúcia; Branco, Pedro; Zagalo, Nelson; Coquet, Eduarda; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
Apresentamos o protótipo Bridging Book, um livro híbrido para crianças que consiste num livro impresso que funciona em conjunto com um dispositivo digital, sendo que o folheamento do livro físico desencadeia conteúdos adicionais no tablet. Este sistema baseia-se na leituras de campos magnéticos induzidos por ímanes embutidos nas folhas de papel que são lidos pelo magnetómetro do dispositivo, dispensando a utilização de fios ou energia. Nesta versão, as ilustrações impressas estendem-se para o ecrã do tablet, fornecendo mais interação ao utilizador para além do folheamento do livro físico.
Modelação Expedita de Terrenos e Subsolos via Interacção Espacial e Superfícies Interactivas
(The Eurographics Association, 2020) Lopes, Daniel Simões; Simão, Daniel D.; Fonseca, Fernando; Mendes, Daniel; Jorge, Joaquim A.; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
A ilustração e visualização 3D de modelos geológicos são tarefas comuns em muitas áreas da geologia. Na larga maioria dos casos, tais tarefas são realizadas recorrendo ao desenho sobre meios bidimensionais, com o intuito de transmitir uma percepção 3D aos conceitos geológicos traçados. Este artigo apresenta um sistema de interacção espacial baseada em gestos para a construção rápida de modelos e ilustrações geológicas. Os modelos caracterizam-se por serem compostos por camadas homogéneas (isto é, sem falhas nem dobras geológicas) empilhadas entre si. Partindo de cenários sem dados, o sistema permite a modelação, edição e exploração expedita de terrenos e subsolos num ambiente 3D. O princípio de modelação baseia-se no facto da geometria de um terreno ou subcamda poder ser modelada por interacção espacial. Aqui, este princípio é explorado e são analizadas a representatividade e expressividade geológica contidas em gestos. As interacções do utilizador com o sistema são adquiridas através de tecnologias de captura do movimento e mesas multitoque. A visualização é garantida por tecnologia estereoscópica que proporciona uma percepção 3D do modelo. Os resultados preliminares de estudos com utilizadores mostraram que o sistema proposto é muito útil para a visualização ilustrativa e para a rápida modelação de objectos estratigráficos, permitindo realizar uma modelação expedita de características geológicas grosseiras com um número limitado de gestos. O sistema ainda permite modelar detalhes mais finos ao interargir com a superfície interactiva via toque com os dedos. A principal conclusão é que gestos com a mão revelam-se um input bastante eficaz tanto para a criação de terrenos como de camadas estratigráficas.
Fluxo, Um jogo pedagógico sobre o Sistema Circulatório
(The Eurographics Association, 2020) Silva, Inês; Lopes, Pedro; Baptista, Filipe; Calado, Jorge; Alexandre, Isabel; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
Este artigo trata o desenvolvimento de um jogo educativo sobre o sistema circulatório. São abordados os temas-chave para a preparação do jogo, nomeadamente o que são jogos pedagógicos, o que são jogos side-scroller e os motivos que nos levaram a tomar determinadas decisões, tais como: a escolha do tema, a escolha das personagens, o design dos níveis, as mecânicas de jogo, etc. Será abordado também o uso de um agente inteligente que guia o jogador ao longo dos níveis e explica as mecânicas, as regras e a teoria relacionada com o tema. Pretende-se que os jogadores ganhem conhecimentos relativos ao percurso do sangue ao longo do corpo humano e que se aprenda quais são as funções dos vários componentes do sangue.
Colorfül: Visualização Interactiva da Cor em Fotograﬁas Digitais e a sua relaçã com o Email e o Calendário
(The Eurographics Association, 2020) Amaral, João; Gonçalves, Daniel; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
A medida que, no nosso dia-a-dia, vamos coleccionando cada vez mais fotografias vamos explorando-as cada vez menos, perdendo a visão holística da cor, bem como uma possível relação com o resto da nossa informação pessoal. Todos temos camaras digitais e smartphones com os quais tiramos imensas fotografias e, por vezes, é difícil organizar e gerir tanta informação, em especial quando queremos encontrar alguma foto. As cores predominantes da foto e a relação da data da foto com o PIM (Personal Information Management) podem ser uma solução para este problema. Com este artigo pretende-se apresentar o Colorfül, uma forma diferente e inovadora de um utilizador olhar para o seu álbum de fotografias e de as relacionar pela cor e com outra informação pessoal, como os assuntos de email e os eventos de calendário, interagindo com esta, explorando as suas características mais peculiares e encontrando padrões que, `a partida, não seriam visíveis. Neste artigo apresentamos, também, resultados de testes com utilizadores que mostram que poderá haver uma relação forte entre as fotos e os eventos do calendário mas uma relação fraca com os assuntos de email.
Personagens Virtuais Expressivas
(The Eurographics Association, 2020) Teixeira, Renato; Cláudio, Ana Paula; Carmo, Maria Beatriz; Gaspar, Augusta; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
A Ansiedade Social afeta um número significativo de pessoas, limitando-as na vida pessoal e social, e apresentando um nível de comorbilidade elevado com a depressão. Neste artigo descrevemos um projeto que aplica Realidade Virtual, interativa, para a terapia de exposição da Ansiedade Social, recorrendo a Personagens Virtuais exibindo combinações de expressões faciais e corporais. A aplicação descrita neste artigo atualiza e melhora significativamente uma versão anterior, sobretudo no que respeita à qualidade gráfica dos personagens virtuais; é executada em computadores vulgares, sem equipamentos dispendiosos, sendo facilmente utilizada em contextos de aconselhamento e investigação. A possibilidade de controlar de forma minuciosa as expressões faciais permite o seu uso em contextos de investigação do comportamento não-verbal. Embora se tenha recorrido apenas a modelos gratuitos ou de muito baixo custo, adotaram-se estratégias que permitiram obter a qualidade adequada, facto que conseguimos validar através de testes com um conjunto significativo de observadores.
Desenvolvimento de Jogos Educativos na plataforma APEX: O Jogo da Asma
(The Eurographics Association, 2020) Gomes, Tiago; Abade, Tiago; Silva, José Luís; Harrison, Michael Douglas; Campos, José Creissac; Magalhães, Luís and Santos, Beatriz
A plataforma APEX foi desenvolvida para a prototipagem de ambientes de computação ubíqua. Neste artigo exploramos a sua aplicabilidade ao desenvolvimento de Jogos Sérios. Ou seja, jogos que para além de uma componente lúdica, possuem uma componente instrutiva e formativa. Em concreto, descrevemos o Jogo da Asma. Um jogo que pretende chamar a atenção das crianças para os factores causadores de ataques de asma, bem como transmitir conhecimento sobre como os evitar. Para além de se descrever o jogo, descrevem-se os resultados de um estudo em que se procurou avaliar quer a viabilidade da utilização da plataforma na criação de jogos sérios, quer a usabilidade do próprio jogo.
Ray Reordering Techniques for GPU Ray-Cast Ambient Occlusion
(The Eurographics Association, 2020) Costa, Vasco; Pereira, João Madeiras; Jorge, Joaquim A.; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
Global illumination techniques, such as ambient occlusion, can be performed in a physically accurate way via ray casting. However ambient occlusion rays are incoherent. This means their computation is divergent causing a degradation of rendering performance. This problem is particularly acute on the GPU stream computing architectures which have performance issues with thread divergence. We reorder the rays, prior to the rendering step, to reduce this thread divergence issue. Rays which traverse the same region of space are reordered in bundles in order to increase memory coherency. We demonstrate that ray reordering techniques enhance performance while rendering scenes with ambient occlusion rays. The question is how to best perform this ray reordering. Ray reordering for ambient occlusion requires the classification of millions of rays. Spending too much time reordering these rays can negate any rendering performance benefits. Our work surveys and tests several techniques for ray reordering. We achieved the best performance results using a compress-sort-decompress technique, which sorts hashed rays, where the hash key has 32 bits of size.
Atmospheric Scattering - State of the Art
(The Eurographics Association, 2020) Lopes, Diogo; Fernandes, António Ramires; Goncalves, Alexandrino and Fernandes, Antonio Ramires and Rodrigues, Nuno
Atmospheric scattering is the natural phenomenon mainly responsible for the colours we observe in the sky. Over the years, several realistic computer graphics algorithms have been proposed in order to reproduce these colours. This state of the art is motivated by the large amount of scattered information, and by its great potential usage in a wide range of applications like flight simulators, video games and movies. This paper will cover the most important models and will present their evolution over the years. The first part contains a small introduction to the mechanics behind the light scattering phenomena. The second part will cover the earlier models, very much focused in the physical phenomenon. The third section will cover GPU based models, more focused on performance.

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