Sistema de partculas para dispositivos mveis na plataforma

Sistema de partículas para dispositivos móveis na plataforma Android Acadêmico: Angel Vitor Lopes Orientador: Mauro Marcelo Mattos

Roteiro • Introdução – Identificação do problema – Objetivos • Fundamentação teórica – Sistema de Partículas • Desenvolvimento – – – Principais Requisitos Especificação Implementação Operacionalidade da aplicação Resultados e discussão • Conclusão • Extensões • Demonstração

Introdução • Dispositivos Móveis – Previsões para computação ubíqua (onipresente) 1991 – Crescimento telefonia móvel – Popularização dos dispositivos móveis • Avanços de Hardware em disp. móveis – Graphics Processing Unit (GPU) • Avanços de Software • Android

Introdução • Identificação do problema – Problema de modelagem de objetos cujas formas não são bem definidas • chuva, nuvens, fogo, fluxos de fluídos, fumaça, poeira, efeitos de explosão, fogos de artifício, fenômenos naturais … – Sistema de partículas (simulação física dos elementos conforme seu comportamento no mundo real)

Introdução • Objetivos – Framework de suporte a utilização de sistema de partículas para plataforma Android – Específicos: • Disponibilizar uma aplicação demonstração • Validar a aplicação através de um estudo de caso

Fundamentação teórica • Sistema de partículas – Dificuldade de modelar objetos cujas formas não são bem definidas. – Representação de um objeto através de um conjunto composto por inúmeras partículas que definem seu volume. – Como exemplo, nuvem: • Composta de inúmeras gotículas suspensas no ar, sendo que a medida que se movimentam ao longo do tempo, sua forma é alterada

Fundamentação teórica Etapas para modelagem: 1. 2. 3. 4. 5. A cada passo de tempo percorrido, novas partículas são geradas Cada partícula tem seus próprios atributos A partícula que atingir alguma condição de extinsão é eliminada Atributos das partículas restantes são modificados As partículas ativas são exibidas no quadro de animação. Atributos de partículas: 1. Posição 2. Velocidade (direção e módulo) 3. Tamanho 4. Cor 5. Transparência 6. Forma 7. Tempo de Vida ** outros podem ser adicionados dependendo da aplicação e dos fenômenos simulados

Fundamentação teórica • Física, estudo na mecânica • Conceitos fundamentais: – 3 leis de Newton, leis do movimento: • • • um corpo permanece em repouso ou em movimento uniforme, exceto sob a atuação de uma força; um corpo sob a atuação de uma força se move de tal forma que a taxa temporal de variação da quantidade de movimento se iguala a força; se dois corpos exercem forças entre si, essas forças são iguais em magnitude e opostas em termos de direção. – Forças de retardo: • Gravitacional • resistiva do ar • ascensional (força de subida)

Fundamentação teórica • Plataforma Android • OHA, 84 (2012) • Kernel 2. 6 Linux • Plataforma Aberta • Moderno, flexível • Maquina virtual Dalvik

• Trabalhos correlatos – Um estudo sobre realidade aumentada para a plataforma Android (VASSELAI, Gabriela T. ) – Trabalho de conclusão de curso (TCC) – Simulação física de corpos rígidos em 3 D. (MUELLER, Victor A. ) – TCC – Integração de sistemas de partículas com detecção de colisões em ambientes de Ray Tracing (STEIGLEDER, Mauro) – Dissertação Mestrado Ciência da Computação

Desenvolvimento • Principais Requisitos: • Funcionais: – disponibilizar uma aplicação exemplo para demonstrar sua utilização e visualizar a simulação – exibir a simulação de partículas na tela do dispositivo – permitir alterar os parâmetros de cálculo – permitir pausar e continuar a execução durante a simulação de partículas – permitir a troca em tempo de execução de dois parâmetros com toque na tela – considerar um sentido e força para gravidade na simulação das partículas – informar a quantidade de Frames Por Segundo (FPS) na simulação

Desenvolvimento • Principais Requisitos: • Não-Funcionais – ser implementado para a plataforma Android – ser desenvolvido na linguagem Java com o IDE Eclipse – ser desenvolvido com base no Android SDK 2. 2 API Level 8 – ser executado pelo hardware de um dispositivo móvel sem comprometer o desempenho do sistema operacional

Desenvolvimento • Especificação – Diagrama de Pacotes • Geral – Diagrama de Classes • Motor

Desenvolvimento • Diagramas de Estados Activity Motor de Partículas

Desenvolvimento • Diagrama de Sequência – interação do Usuário com o sistema de partículas

Desenvolvimento • Implementação – Técnicas e Ferramentas utilizadas: • • • IDE Eclipse versão 3. 6. 2 (Helios Service Release 2) Android SDK da versão 2. 2 Android Development Tools (ADT) da revisão 17 Open. GL ES 1. 0 Dispositivo móvel Motorola Milestone 3 ( XT 860 ).

Desenvolvimento • Implementação – Arquivo Android. Manifest. xml – Recursos auxiliares: 1. Diretório /res/layout • XML, layout para interface gráfica 2. Diretório /res/values/ • XML, representam os Valores

• Implementação – Classe Particula pacote br. furb. sp. motor • Atributos • Método sub. Par. Ativa()

• Implementação – Classe FAMotor. Particulas pacote br. furb. sp. motor. fogosartificio • Método update()

– Classe FAMotor. Particulas pacote br. furb. sp. motor. fogosartificio • Método update. Efeito()

Desenvolvimento • Operacionalidade

Desenvolvimento • Operacionalidade

Desenvolvimento • Resultados e discussão – Biblioteca x Framework – Funcionalidades Abstratas – Problemas encontrados • • Valores, calculos de física Open. GL ES e texto Escassez de material, Sistema de Partículas Simulador Android

Desenvolvimento • Resultados e discussão – Testes de Desempenho Simulação Fogos > < Gotas de Água

Desenvolvimento • Resultados e discussão 70 60 50 < Simulação de Gotas de Água 40 30 média de FPS 20 0 10 50 12 00 13 50 15 00 22 50 0 90 0 75 0 60 45 0 0 Quantidade de partículas Simulação de Fogos de Artifício > FPS - Frames Por Segundo 10 30 FPS - Frames Por Segundo – Testes de Desempenho 70 60 50 40 30 média de FPS 20 10 0 447 80511861209177932154017494760049535 Quantidade de partículas

Conclusão • • • Plataforma Android – Ponto Forte Simulador Android – Ponto Fraco Desafio, escassez de material Framework básico de suporte ao desenvolvimento de sistema de partículas Simulação seguindo leis físicas Dois estudos de caso Todos os requisitos atendidos Dispositivos com Android apto a modelagem Fundamentação para ligar Android e modelagem por sistema de partículas

Extensões • • • Acrescentar sistema de colisões ao framework Acrescentar modelagem de fluídos Adicionar efeitos na modelagem de fogos Portar o framework para outras plataformas Adicionar funcionalidade para visualização e movimentação em 3 dimensões • Efeito de redemoinho de partículas • Acresentar sistema de fusão de fluídos

Demonstração • Demonstração no dispositivo móvel ou Video

FIM OBRIGADO Acadêmico: Angel Vitor Lopes Orientador: Mauro Marcelo Mattos

Desenvolvimento • Especificação – Diagramas de Classes • Pacote br. furb. sp. main – Classe inicial básica, activity, tela de informações • Pacote br. furb. sp. string – Auxiliares para desenhar texto no Open. GL ES • Pacote br. furb. sp. util – Utilitários para o Motor de Partículas • Pacote br. furb. sp. motor – Define o framework • • Pacote br. furb. sp. motor. fogosartificio Pacote br. furb. sp. motor. gotaagua

• Implementação – Classe Motor. Particulas pacote br. furb. sp. motor • Atributos