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Descrição do trabalho:

Implementação de um simulador de comemorações de ano novo (fogos de artifício) fazendo uso de sistemas de partículas em OpenGL e Visual C++ (disciplina Computação Gráfica 2, UFF - 1.2005)

Este trabalho foi desenvolvido em conjunto com Evelyn de Almeida Vieira e Paulo Cruz.

Download da apresentação do trabalho.

A técnica que foi utilizada no desenvolvimento do trabalho de animação é chamada de sistemas de partículas. Esta técnica foi adotada por ela se adaptar muito bem a este tipo de animação, onde os objetos, no caso os fogos de artifício, não possuem superfícies bem definidas. Por esse mesmo motivo esta técnica é também utilizada para se obter coisas como: água, fogo, fumaça, conjuntos de animais (bandos, manadas, cardumes), explosões, elementos da natureza em geral, como por exemplo, grama, chuva, furacões e infinitas outras.

O uso dos sistemas de partículas na computação iniciou-se em 1983 com William T. Reeves em [ Reeves, W. T.; Particle Systems – A Technique for Modeling a Class of Fuzzy Objects”, Computer Graphics (Proc. Siggraph), Vol. 17, No. 3, Julho 1983, pp. 359-376], ele define como chegou ao paradigma de um sistema de partículas para um projeto de efeitos especiais do filme “Star Trek II: A Ira de Khan”. Utilizando leis da mecânica de Newton ele demonstrou a possibilidade de criar elementos a partir de uma coleção de partículas.

Cada partícula tem como atributos:

posição inicial (no nosso caso, x, y e z de cada partícula);
velocidade inicial (e sentido, também para x, y e z, no nosso caso);
tamanho;
cor;
transparência inicial;
forma;
tempo de vida;
velocidade em que a vida se “esgota” (por frame);
aceleração (também em x, y e z) para simular a gravidade.

Abaixo, segue uma seqüência exemplo do “estouro” de um fogo de artifício em seis imagens, que vão da explosão inicial (imagem à esquerda acima) ao final, quando já está se apagando (imagem à direita e abaixo).

Sequência exemplo de uma explosão de fogo de artifício (storyboard)

Esta sequência pode ser considerada como um “storyboard” para uma explosão; o objetivo da nossa animação foi desenvolver um conjunto de fogos de artifício com cores e formatos diferentes estourando quase simultâneamente.

Abaixo mostramos duas imagens de execuções do programa desenvolvido. Nelas pode-se observar diferenças de iluminação nas pessoas da praia pois estas imagens foram capturadas em momentos diferentes, e esta iluminação depende dos fogos que estão sendo estourados no momento.

Exemplos de captura de telas de execuções do programa

Possibilidades de uso comercial deste projeto são:

Simular comemorações, uma vez que, podemos adicionar a este modelo condições de vento ideais (para o caso de saber quando um projeto tem mais chance de sair como esperado) e reais (considerando características médias do local onde serão disparados os fogos).
Fumaça, som, possíveis obstáculos e quaisquer outras influências que os fogos podem “sofrer” também podem ser simulados para obter maior realismo.
Também se mostra útil, para se ter a idéia do todo, no que se diz respeito à cor, quantidade de fogos sendo estourados ao mesmo tempo (por motivos desejáveis ou indesejáveis de sobreposição) e distância.

Requisitos mínimos para execução e download:

É necessário no mínimo ter o Windows 2000 ou superior instalado na máquina.
Você pode ou não ter o Microsoft Visual C++ instalado na sua máquina, mas para o caso de não tê-lo instalado. Faça aqui o download das dll's necessárias, estas precisam ser colocadas no mesmo diretório do executável ou em algum diretório que estiver no path do Windows.
Quanto maior a capacidade de processamento da sua placa de vídeo e menor a quantidade de fogos sendo exibida simultânemente, mais rápido será o processamento e consequentemente a execução da animação.
Possuindo o Microsoft Visual C++ instalado na máquina ou tendo baixado as dll's necessárias você pode fazer o download do executável "Fireworks".

Outras informações sobre o executável:

Cada vez que se pressiona a opção "View/Fireworks" fogos de artifício são disparados na tela. Com isso a imagem da praia é iluminada fazendo com que seja possível visualizar as pessoas.
Esta operação pode ser acessada também pelas teclas de atalho "f" ou "F".
Para uma simulação mais real, com fogos de artifício explodindo quase que simultâneamente recomenda-se que se mantenha pressionada uma destas teclas ("f" ou "F").

Sites interessantes que usamos como referência para desenvolvimento deste projeto:

Google Sites

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