GeoTextura: una arquitectura software para la visualización en tiempo real de información bidimensional dinámica georreferenciada sobre modelos digitales 3D de terreno basada en una técnica de mapeado de texturas virtuales

[Resumen] Los sistemas de información geográfica o SIG son un campo de estudio que ha experimentado un gran auge en las últimas décadas. Sin embargo, a pesar del grado de madurez alcanzado, actualmente todavía carecen de buenas herramientas para la visualización en 3D de forma interactiva con una calidad y realismo adecuados. El tiempo de respuesta, la velocidad de refresco de la pantalla al desplazarse por un área geográfica extensa y la calidad de la visualización no son tan buenos como sería deseable, sobre todo a medida que aumenta el volumen y detalle de los datos visualizados. Además, la vista de los datos tradicionalmente se realiza mediante una vista 2D en planta. La visualización es una ayuda fundamental que facilita la comprensión de los datos por parte de los humanos, y en consecuencia la adquisición del conocimiento. No se trata de un simple acto de presentación de la información, sino que va mucho más allá. La visualización debe ser un proceso bidireccional que permita al usuario interactuar con la información. Los sistemas de visualización se deben considerar como los portales a las bases de datos. Sin embargo, parece que dentro del campo de los SIG, no ha recibido la atención que se merece. En los últimos años han surgido algunos productos comerciales que suponen grandes avances en este aspecto. Se pueden citar ejemplos como Google Earth, Microsoft Virtual Earth 3D, NASA World Wind, TerrainView Globe de ViewTec, TerraExplorer de Skyline, ArcGIS Explorer o ArcGlobe de ESRI, MetaVR 3D Layering Control Plugin for ArcMap o Leica Virtual Explorer de Leica Geosystems. Estos productos permiten navegar sobre una vista tridimensional del terreno con aspecto bastante realista. Sin embargo, dentro de los SIG utilizados habitualmente para el análisis y tratamiento de información geoespacial, todavía no está muy extendido su uso, y los sistemas disponibles de este tipo adolecen de muchas carencias y limitaciones en cuanto a la calidad de visualización y la agilidad de la navegación. En el ámbito de la investigación, el ejemplo más notorio es VGIS (Virtual Geographic Information System), desarrollado en el Georgia Institute of Technology (Koller, 1995). Este sistema, cuyo desarrollo comenzó a finales de la década de los 90, es uno de los pioneros en la integración de los SIG con la visualización interactiva de terreno en 3D. La cantidad de herramientas de este tipo que están surgiendo, así como la gran aceptación que están teniendo entre los usuarios a todos los niveles, es una clara prueba de la enorme demanda tecnológica para sistemas que resuelvan los problemas existentes, reduciendo los límites a la agilidad en el manejo de grandes volúmenes de datos y la calidad de la visualización de los mismos. Por lo tanto, se hace patente la necesidad de disponer de un sistema de visualización de terreno en tiempo real que combine información dinámica en forma de mapas raster y datos vectoriales con una calidad realista y un tiempo de respuesta adecuado a las aplicaciones que demanda el mercado. El trabajo planteado, parte de un estudio del estado del arte sobre la visualización en tiempo real de información SIG 2D vectorial sobre modelos digitales de terreno 3D. Aunque sobre los sistemas comerciales no hay demasiada información técnica disponible, existen importantes publicaciones en el ámbito de la investigación. Principalmente, se basan en dos estrategias para la visualización de esta información: la construcción de geometría 3D adaptada al terreno (Wartell, 2003, Schneider, 2005, Agrawall, 2006, Schilling, 2007 y Schneider, 2007) y la proyección de la información 2D sobre texturas que se aplican al terreno 3D (Kersting 2002, Brooks, 2005, Schneider, 2005). Las limitaciones de las técnicas mencionadas se analizarán en detalle, aunque se pueden destacar el acoplamiento con las técnicas de gestión y visualización del modelo geométrico 3D del terreno y la dificultad de su combinación con sistemas de visualización de terreno dinámicos con niveles de detalle contínuos. Respecto a la aplicación de datos raster sobre el modelo 3D del territorio en forma de texturas, el problema de acoplamiento también está muy presente en la práctica totalidad de las técnicas existentes. Sólo dos técnicas resuelven completamente este problema (Cosman, 1994 y Tanner, 1998) aunque lo hacen a costa de unos requisitos de hardware específico de elevado coste. Además del problema de acoplamiento con la geometría, existen otros relativos a la calidad de visualización (antialiasing, filtrado anisotrópico, etc.). Técnicas posteriores, basándose en la filosofía de los clipmaps (Tanner, 1998), solucionan parcialmente el problema (Ephanov, 2006 y Seoane, 2007). Sin embargo, aunque menos grave, siguen manteniendo cierto nivel de dependencia entre geometría y textura del terreno. La técnica propuesta en este trabajo se basa en las ideas de Cosman y la estructura de clipmap de Tanner, pero solucionando la necesidad de hardware específico. Únicamente se requiere una tarjeta gráfica de consumo, y se soluciona completamente el problema de dependencia entre geometría y textura. Además se añaden otras ventajas sobre las técnicas anteriores, como la posibilidad de combinar diferentes texturas y utilizar shaders para poder realizar cualquier efecto visual a partir de los datos geográficos manejados. Sobre este sistema de texturizado de terreno global, independiente y flexible, se implementará un sistema de gestión de datos vectoriales 2D mediante la generación dinámica de textura bajo demanda, siguiendo la idea planteada por Kersting (2003). De esta forma, se solucionan los problemas planteados de todos los sistemas precedentes, combinando las virtudes de esas aproximaciones y posibilitando la creación de nuevas aplicaciones y efectos visuales sobre el terreno a partir de la información geográfica de cualquier tipo y fuente. Se realizará un diseño flexible y ampliable mediante una arquitectura modular que permita la visualización en tiempo real de esta información, teniendo en cuenta su posible carácter altamente dinámico, con un rendimiento, en cuanto a frecuencia de refresco y tiempo de respuesta similares a las de un simulador de vuelo. Esta arquitectura posibilita la adquisición de los datos en tiempo real de diversas fuentes de carácter heterogéneo y en múltiples formatos. El trabajo desarrollado en esta tesis está integrado dentro del proyecto SANTI (Sistema Avanzado de Navegación sobre Terrenos Interactivos), desarrollado desde el año 1998 por el Grupo de Visualización Avanzada en Ingeniería, Arquitectura y Urbanismo (VideaLAB) de la Escuela de Caminos, Canales y Puertos de la Universidade da Coruña. Por lo tanto, los resultados de esta tesis doctoral no se limitarán a un trabajo teórico, sino que las técnicas desarrolladas serán validadas sobre el motor SANTI para su inmediata aplicación en situaciones reales. Además, SANTI consistuirá un excelente banco de pruebas para la validación del sistema, la realización de mediciones de rendimiento y calidad y el posterior análisis de resultados y generación de conclusiones. Estructura de la memoria del trabajo a realizar 1. Introducción. Motivación, importancia de la visualización en los SIG, contexto del trabajo, aportación de la investigación. 2. Antecedentes. Análisis de los campos de la cartografía digital, SIG, visualización en tiempo real de terreno. Estado del arte del campo de la visualización 3D de información SIG 2D. Estudio de los trabajos existentes, otras investigaciones relacionadas. Limitaciones de los sistemas existentes en la actualidad. 3. Hipótesis. Punto de partida respecto a los trabajos anteriores. Definición de objetivos concretos para el sistema desarrollado. 4. Desarrollo. Diseño de la arquitectura del sistema propuesto, análisis y justificación de todas las características y decisiones de diseño. Descripción de todas las técnicas desarrolladas. 5. Resultados. Diseño de las pruebas de calidad y rendimiento con datos geoespaciales reales. Presentación y análisis de los resultados obtenidos en las pruebas del sistema desarrollado. 6. Conclusiones

Utilización de residuos de construcción y demolición en mezclas bituminosas en caliente

Este congreso tivo lugar en Ávila do 23 ao 25 de maio de 200

SPACE PERCEPTION IN ARCHITECTURAL VISUALIZATION THROUGH IMMERSIVE VIRTUAL REALITY

[EN] Immersive virtual reality constitutes a powerful tool for the vivid exploration of virtual spaces. The feeling of presence produced in the user by the action of seeing the digital space just pointing the view in any direction is greatly enhanced when adding the capability of walking physically during the experience. This paper describes aspects related with the experimentation of this hybrid space, real and virtual at the same time, that was implemented by the authors in an immersive virtual reality museum installation called ¿The Empty Museum¿.[ES] La realidad virtual inmersiva constituye una herramienta poderosa para la exploración vívida del espacio virtual. La sensación de presencia que provoca en el usuario la capacidad de observar el entorno digital dirigiendo su mirada en cualquier dirección se ve potenciada grandemente si se le añade la posibilidad real de caminar físicamente por él. En este artículo se describen aspectos relacionados con la experimentación de este espacio híbrido entre los dos mundos, implementado por los autores en la instalación museística de realidad virtual inmersiva y transitable denominada ¿El Museo Vacío¿.Hernández, L.; Taibo, J.; Seoane, A.; Jaspe, A. (2011). LA PERCEPCIÓN DEL ESPACIO EN LA VISUALIZACIÓN DE ARQUITECTURA MEDIANTE REALIDAD VIRTUAL INMERSIVA. EGA. Revista de Expresión Gráfica Arquitectónica. 16(18):252-261. doi:10.4995/ega.2011.1110SWORD252261161

Empleo de residuos de construcción y demolición en mezclas bituminosas

Este congreso, organizado pola Universidade da Coruña, tivo lugar na Coruña do 2 ao 4 de xullo de 2008[Resumen:] En este trabajo se dosificaron mezclas bituminosas fabricadas con áridos reciclados de residuos de construcción y demolición. Se realizaron una serie de ensayos que permitieron caracterizar el comportamiento mecánicos de estas mezclas. Los parámetros mecánicos de las mezcla con áridos reciclados son similares a los de las mezclas fabricadas únicamente con áridos naturales de cantera. Sin embargo, las mezclas bituminosas con áridos reciclados tuvieron un mal comportamiento frente a la disminución de la resistencia por pérdida de cohesión por la acción del agua

Mechanical properties of hot mix asphalt made with recycled aggregates from reclaimed construction and demolition debris

[Resumen:] En este trabajo se dosificaron mezclas bituminosas fabricadas con áridos reciclados de residuos de construcción y demolición. Se realizaron una serie de ensayos que permitieron caracterizar el comportamiento mecánico de estas mezclas. Los parámetros mecánicos de las mezclas con áridos reciclados son similares a los de las mezclas fabricadas únicamente con áridos naturales de cantera. Sin embargo, las mezclas bituminosas con áridos reciclados tuvieron un mal comportamiento frente a la disminución de la resistencia por pérdida de cohesión por la acción del agua. No obstante, mediante la selección de materiales de mejor calidad y corrección de este mal comportamiento, existen posibilidades de utilizar áridos reciclados en mezclas bituminosas. Para ello será necesario ampliar la primera aproximación realizada en este artículo.[Abstract:] The mix design for asphalt mixtures containing recycled aggregates from construction and demolition debris was evaluated. The tests conducted to characterize the mechanical behaviour of these mixtures showed that the mechanical properties of mixtures with recycled and virgin aggregate are similar. The asphalt mixtures containing recycled aggregate proved to have lower resistance to water action. Nonetheless, recycled aggregate was found to be potentially usable in asphalt mixtures if higher quality materials are selected and such low resistance is corrected. This will call for expanding upon the preliminary work described in the present article

Estudio de los parámetros que influyen en el fallo estructural de mezclas asfálticas dosificadas con áridos reciclados

Este congreso tivo lugar do 19 ao 21 de setembro de 2007, en Valladolid[Resumen:] En este trabajo se determina la resistencia a la deformación plástica y a la fisuración de dos mezclas asfálticas bituminosas en caliente (MBC) fabricadas con áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD). Las mezclas fabricadas son las S-20 y G-20, denominadas semidensa y gruesa, respectivamente. De este estudio se deduce que las muestras dosificadas con áridos reciclados son más resistentes a las deformaciones plásticas, son más rígidas. Desde el punto de vista del comportamiento a fatiga, son las que presentan menor vida a fatiga para una amplitud de deformación dada. Finalmente, mediante un modelo multicapa elástico-lineal se determinó la variación de la vida útil de una sección de firme destinada a carreteras de bajo tráfico, cuando se incorporan capas que contienen áridos reciclados. Como resultado, se comprueba que el número de ciclos que la sección resiste es superior al número de ciclos previstos

Game on for gender equality: an evaluation of ultimate team in primary physical education

Introduction: The purpose of this study was to evaluate the impact of a pedagogical model that utilized the game of Ultimate Team to promote gender equality among primary school students. This study's goals aligned with the United Nations' Sustainable Development Goals (SDGs) 3, 4, 5, and 10, aiming to enhance the students' understanding of equality and the necessity of sustainable development. Previous research has indicated the presence of persistent gender stereotypes and sexist notions in education, thereby necessitating new methods of teaching to foster an environment of inclusivity and equality. Methodology: A quantitative, comparative study design was employed, with 50 primary school students comprising the study sample. The students were divided into an experimental group, which received the intervention, and a control group, which did not. The intervention was a didactic proposal based on the game of Ultimate Team, conducted over seven sessions. The evaluation tool was a self-developed questionnaire, which gauged students' attitudes and perceptions toward gender equality before and after the intervention. This questionnaire consisted of items that were directly related to gender stereotypes and equality. Results: The data analysis showed no significant changes in the overall egalitarian attitudes of students between the pre- and post-intervention stages. Both the experimental and control groups exhibited similar attitudes toward gender equality. However, there were some notable changes observed in certain items (2, 4, and 9). Discussion: Although the intervention did not significantly change the students' overall attitudes towards gender equality, the study yielded interesting insights. The intervention brought to the forefront some persistent stereotypes and sexist notions in the students' responses. Additionally, it was observed that the students struggled to connect their experiences in the game with the broader concept of gender equality. This observation could potentially be attributed to a variety of factors, such as maturity levels, socio-familial influences, or the short duration of the intervention. The need for a more extended and in-depth intervention is highlighted by these results. Conclusion: This study emphasizes the necessity of more extensive and interdisciplinary interventions to instill a deeper understanding of gender equality among students. It suggests that games like Ultimate Team could be leveraged as powerful tools to foster an egalitarian society, particularly within the context of Physical Education. Future research might consider these factors to ensure the efficacy of gender equality interventions. There is a need for longitudinal studies that can monitor the long-term effects of such interventions on students' attitudes and behaviors

Caracterización del comportamiento a fatiga de mezclas bituminosas en caliente fabricadas con áridos reciclados

[Resumen:] En este trabajo se estudia la resistencia a la fisuración por fatiga de mezclas bituminosas en caliente fabricadas con áridos procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD). Las mezclas se dosificaron con un 50% de árido reciclado (AR) para ser utilizadas como capas de base o intermedia en carreteras de bajo tráfico. Los ensayos de fatiga se hicieron en flexión en tres puntos para generar tensiones de tracción que dan lugar a la formación de fisuras. Para cada una de las mezclas estudiadas se determinó las constantes de la ley de fatiga en deformación. También se obtuvieron otros parámetros de fatiga como el módulo dinámico y ángulo de desfase. Con estos datos y considerando un comportamiento del medio elástico lineal se obtuvo la vida del firme. Los resultados se compararon con los datos obtenidos para mezclas fabricadas únicamente con áridos de cantera (AC). Se ha constatado que a pesar de encontrar debilidades en las mezclas con áridos reciclados, los parámetros obtenidos en este caso, son similares a los que se obtienen con las mezclas que contienen áridos naturales.[Abstract:] This work evaluates the resistance to crack from fatigue of hot asphalt mixtures made with aggregates from construction and demolition debris. The mixtures were elaborated with a 50% of recycled aggregates in order to use them as road bases and binder courses in low traffic roads. The fatigue tests were carried out under flexural test to generate tensile stresses at the bottom of the bituminous surface layer, which are manifested as microcracks (crack initiation phase). Later microcracks propagate, densify and coalesce to form macrocracks. For each mixture studied the fatigue laws constants in deformation were obtained, as well as, the dynamic modulus. By means of this information and taking into consideration an elastic lineal behaviour the service lives were estimated. These results were compared to those obtained in hot asphalt mixtures elaborated with only virgin aggregates from quarries. Although they were found some shortcomings in the mixtures elaborated with a 50% of recycled aggregates, it was confirmed that the parameters are very similar to those obtained in the case of mixtures made with only virgin aggregates

Practical line rasterization for multi-resolution textures

Draping 2D vectorial information over a 3D terrain elevation model is usually performed by real-time rendering to texture. In the case of linear feature representation, there are several specific problems using the texturing approach, specially when using multi-resolution textures. These problems are related to visual quality, aliasing artifacts and rendering performance. In this paper, we address the problems of 2D line rasterization on a multi-resolution texturing engine from a pragmatical point of view; some alternative solutions are presented, compared and evaluated. For each solution we have analyzed the visual quality, the impact on the rendering performance and the memory consumption. The study performed in this work is based on an OpenGL implementation of a clipmap-based multi-resolution texturing system, and is oriented towards the use of inexpensive consumer graphics hardware. 1

Highway Remodeling: Harnessing Georeferenced Data for Procedural Modeling

Cursos e Congresos, C-155[Abstract] : This paper introduces a novel procedural modeling system for generating 3D highway models, leveraging real-world data inputs such as highway layouts and manual annotations of essential elements. Our highly parameterized system facilitates easy customization, including modifications to the number of lanes and other key features, broadening its applicability across diverse domains, from urban planning and transportation engineering to virtual simulationsGeneralitat Valenciana; CIBEST/2022/139Xunta de Galicia; ED431F 2021/11This work has been supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation (AEI/PID2020-115734RB-C22). The whole team also wants to acknowledge the support provided by Side Effects Software Inc. in developing our work. Jose Ribelles was supported by Generalitat Valenciana (CIBEST/2022/139). Javier Taibo and J.A. Iglesias-Guitian were supported by Xunta de Galicia (ED431F 2021/11). Additionally, J.A. Iglesias-Guitian also acknowledges the UDC-Inditex InTalent programme and the Ministry of Science and Innovation (AEI/RYC2018-025385-I