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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2018.tde-12122018-084757
Documento
Autor
Nome completo
Hardy José Santos de Miranda
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Nakamura, Ricardo (Presidente)
Bernardes Junior, João Luiz
Soares, Luciano Pereira
Título em português
Reconstrução tridimensional para objetos de herança virtual.
Palavras-chave em português
Arqueologia virtual
Computação gráfica
Fotogrametria
Herança virtual
Imagens geradas por computador
Mapa de profundidade
Reconstrução (Geometria e modelagem computacional)
Reconstrução 3D
Resumo em português
Em um primeiro momento as novas tecnologias podem impulsionar acentuadamente a interação com um elemento, o que pode levar à um aprendizado significativo, mas esse impulso reduz assim que a interação se torna comum ou até mesmo repetitiva. Quando essa nova tecnologia se torna natural para o usuário ela deixa de ser uma novidade e se torna uma ferramenta. O uso de Imagens Geradas por Computador (IGC) experienciaram exatamente isso, décadas atrás, mas estão constantemente sendo iteradas de acordo com suas necessidades de reavaliação frequentes. Com o desenvolvimento das IGC as imagens tridimensionais deixaram de ser um formato excessivamente complicado, ao passo que hardwares e conceitos foram adentrando objetos do dia-a-dia como smartphones, webcams, câmeras, aplicativos de geração de malhas 3D, etc. O seu uso com objetivos museológicos se tornou evidente no campo da herança cultural para arquivamento e comunicação. Sendo assim, para verificar a viabilidade para uma solução fácil e de baixo custo visando novos usuários, diferentes tipos de métodos não-destrutivos de reconstrução baseadas na superfície foram analisados. Para isso, identificou-se a qualidade do resultado de precisão da malha, a rastreabilidade e a compatibilidade dos mesmos. Com esse objetivo, foi proposto um método com um conjunto de métricas que podem ser aplicadas para determinar a usabilidade de um objeto reconstruído com um fim específico. Quatro artefatos arqueológicos foram escaneados usando métodos de vídeo fotogrametria e vídeo de profundidade, a serem comparados com substitutos escaneados a laser. Depois de analisar os escaneamentos dos mesmos objetos com esses diferentes métodos, concluiu-se que a fotogrametria é capaz de gerar com rapidez um modelo altamente detalhado, mas com várias distorções. A profundidade de câmera gerou superfícies mais suaves e maior incidência de erros. Em última análise, cada método apresentado demonstra múltiplas possibilidades para materialização, dependendo do objetivo, resolução e de quão detalhado o objeto deve ser para ser corretamente compreendido.
Título em inglês
Tridimensional reconstruction for virtual heritage objects.
Palavras-chave em inglês
3D reconstruction
Computer-generated imagery
Depth map
Photogrammetry
Virtual archaeology
Virtual heritage
Resumo em inglês
At first glance new technologies can provide an engaging way to interact with a subject which may induce a meaningful learning, but it soon falls short when it becomes common or even repetitive. As this new technology becomes natural to the user, it no longer relies on novelty and goes into another condition, as a tool. The use of Computer-Generated Imagery (CGI) experienced exactly this, decades ago, but as it's constantly being iterated upon it needs to be reassessed often. As CGI goes, the tridimensional imagery as an overcomplicated format started to fade, as new hardware and concepts made way into everyday objects such as smartphones, webcams, cameras, 3D mesh generation apps, etc. It's use for museological purposes became clear in the field of cultural heritage for archiving and communication. So, to verify the viability for a low-cost and easy to use solution aiming to novice users, different types of non-destructive methods surface based reconstructions are analyzed to identify the quality of the resulted mesh based on precision, traceability and compatibility. To this end, it was proposed a method with a set of metrics which can be used to point out the usability of a reconstructed object for a specific end. Four archaeological artifacts were scanned using the video photogrammetry method and the depth video method, to be compared with a laser scanned surrogate. After analyzing the scans of the same objects with these different methods, the conclusion is that photogrammetry has the power to provide a highly detailed model very fast but with several distortions. The depth camera provided smoother surfaces and higher error. Ultimately, each method presented multiple possibilities for materialize itself, depending on target resolution and how detailed the object must be to correctly understand it.
 
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Data de Publicação
2018-12-18
 
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