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

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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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 Etapas para modelagem: 1.A cada passo de tempo percorrido, novas partículas são geradas 2.Cada partícula tem seus próprios atributos 3.A partícula que atingir alguma condição de extinsão é eliminada 4.Atributos das partículas restantes são modificados 5.As partículas ativas são exibidas no quadro de animação. Fundamentação teórica

8 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

9 Plataforma Android OHA, 84 (2012) Kernel 2.6 Linux Plataforma Aberta Moderno, flexível Maquina virtual Dalvik Fundamentação teórica

10 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 3D. ( 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

11 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

12 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

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

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16 Desenvolvimento Diagramas de Estados ActivityMotor de Partículas

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

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19 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 OpenGL ES 1.0 Dispositivo móvel Motorola Milestone 3 ( XT860 ).

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

21 Implementação –Classe Particula pacote br.furb.sp.motor Atributos Método subParAtiva()

22 Implementação –Classe FAMotorParticulas pacote br.furb.sp.motor.fogosartificio Método update()

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24 –Classe FAMotorParticulas pacote br.furb.sp.motor.fogosartificio Método updateEfeito()

25 Desenvolvimento Operacionalidade

26 Desenvolvimento Operacionalidade

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

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

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

30 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

31 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

32 Demonstração Demonstração no dispositivo móvel ou Video

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

34 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 OpenGL 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

35 Implementação –Classe MotorParticulas pacote br.furb.sp.motor Atributos