Este trabalho trata do suporte à interação simultânea de mais de um usuário, sobre um mesmo objeto, em Ambientes Virtuais Colaborativos. Este suporte é obtido através do conceito de Metáfora Colaborativa e da arquitetura que materializa este conceito. Primeiramente, abordam-se os aspectos referentes às formas de interação usadas em ambientes virtuais imersivos monousuários. São apresentadas algumas técnicas interativas consideradas relevantes ao desenvolvimento do trabalho. No que diz respeito aos Ambientes Virtuais Colaborativos propriamente ditos apresentam-se suas principais características incluindo as semelhanças com os ambientes tradicionais de suporte computadorizado ao trabalho cooperativo. São abordados tanto aspectos referentes às facilidades providas por estes ambientes, quanto ao seu projeto e arquitetura. As principais abordagens existentes para suportar a interação entre usuários em ambientes virtuais colaborativos são apresentadas e é feita uma análise da execução de tarefas colaborativas em ambientes imersivos apontando-se as principais dificuldades existentes nos sistemas atuais. A partir deste embasamento, faz-se o desenvolvimento da chamada Metáfora Colaborativa, que se constitui em um conjunto de regras que permitem combinar técnicas interativas comumente usadas na interação individual em ambientes virtuais imersivos. Esta combinação é baseada na definição de quais graus de liberdade cada usuário irá controlar durante a manipulação simultânea de um objeto. Para possibilitar a combinação das técnicas individuais na implementação de ambientes virtuais colaborativos, foi definida uma arquitetura que prevê sistemas de controle local sobre cada ambiente e a combinação dos comandos aplicados sobre os objetos. Com o objetivo de avaliar a Metáfora Colaborativa, foram modeladas e implementadas diversas técnicas de interação colaborativa e sua eficiência foi aferida através de tarefas. Foi definido um protocolo de testes aplicado a trinta duplas de usuários, comparando seu desempenho individual e colaborativo na execução das tarefas.

Computação Móvel é um termo genérico, ainda em definição, ao redor do qual se delineia um espectro de cenários possíveis, desde a Computação Pessoal, com o uso de computadores de mão, até a visão futurista da Computação Ubíqua. O foco do projeto ISAM (Infra-estrutura de Suporte às Aplicações Móveis Distribuída), em desenvolvimento no II/UFRGS, é a Pervasive Computing. Esta desenha um cenário onde o usuário é livre para se deslocar mantendo o acesso aos recursos da rede e ao seu ambiente computacional, todo tempo em qualquer lugar. Esse novo cenário apresenta muitos desafios para o projeto e execução de aplicações. Nesse escopo, esta tese aprofunda a discussão sobre questões relativas à adaptação ao contexto em um ambiente pervasivo sob a ótica de uma Linguagem de Programação, e define uma linguagem chamada ISAMadapt. A definição da linguagem ISAMadapt baseia-se em quatro abstrações: contexto, adaptadores, políticas e comandos de adaptação. Essas abstrações foram concretizadas em duas visões: (1) em tempo de programação, através de comandos da linguagem e arquivos de configuração, descritos com o auxílio do Ambiente de Desenvolvimento de Aplicações; (2) em tempo de execução, através de serviços e APIs fornecidos pelos componentes que integram o ambiente de execução pervasiva (ISAMpe). Deste, os principais componentes que implementam a semântica de execução da aplicação ISAMadapt são: o serviço de reconhecimento de contexto, ISAMcontextService, e a máquina de execução da adaptação dinâmica, ISAMadaptEngine.As principais contribuições desta tese são: (a) primeira linguagem para a codificação de aplicações pervasivas; (b) sintaxe e semântica de comandos para expressar sensibilidade ao contexto pervasivo; (c) fonte para o desenvolvimento de uma metodologia de projeto de aplicações pervasivas; (d) projeto ISAM e o projeto contextS (www.inf.ufrgs.br/~isam) que fornecem suporte para o ciclo de vida das aplicações, desde o desenvolvimento até a execução de aplicações pervasivas.

Após o refinamento, os critérios foram utilizados experimentalmente em três tipos de métodos de avaliação tradicionais, a saber, avaliação heurística, inspeção de conformidade e ensaios de interação. Os resultados obtidos com estas avaliações demonstraram que os critérios de avaliação, definidos neste trabalho, capturaram muito mais problemas relacionados à técnica do que os critérios tradicionalmente usados para avaliar interfaces gráficas. Um resultado promissor, não previsto, foi a constatação que o conjunto de critérios propostos detectaram, também, um número expressivo de problemas de usabilidade na interface, quando da aplicação das sessões de avaliação heurística. Este resultado evidencia a possibilidade de extensão deste conjunto de critérios a fim de avaliar, também, as principais características da interface das técnicas de visualização.

A presente dissertação trata da fatoração de polinômios em duas variáveis sobre um corpo F. Mais precisamente, o trabalho traça o desenvolvimento histórico de uma estratégia modular que levou à resolução desse problema em tempo polinomial e culmina com a apresentação de um algoritmo publicado por S. Gao no ano de 2003, que determina simultaneamente as fatorações racional e absoluta de um dado polinômio. A nossa contribuição consiste na extensão desse algoritmo a casos que não satisfazem as condições prescritas pelo autor.

Dados volumétricos temporais são usados na representação de fenômenos físicos em várias aplicações de visualização científica, pois tais fenômenos são complexos, alteram-se com o tempo e não possuem uma forma de representação definida. Uma solução é usar amostragens sobre um espaço de forma geométrica simples que contém o fenômeno (um cubo, por exemplo), discretizado ao longo de uma grade em células de mesmo formato e usualmente chamado de volume de amostragem. Este volume de amostragem representa um instante da representação do fenômeno e, para representar dados temporais, simplesmente enumera-se tantos volumes quanto forem as diferentes instâncias de tempo. Esta abordagem faz com que a representação seja extremamente custosa, necessitando de técnicas de representação de dados para comprimir e descomprimir os mesmos. Este trabalho apresenta uma nova abordagem para compressão de volumes de dados temporais que permite a visualização em tempo real destes dados usando hardware gráfico. O método de compressão usa uma representação hierárquica dos vários volumes de dados dentro da memória do hardware gráfico, referenciados pelo hardware como texturas 3D. O método de compressão tem melhor desempenho para dados volumétricos esparsos e com alto grau de coerência (espacial e temporal). A descompressão destes dados é feita por programas especiais que são executados no próprio hardware gráfico. Um estudo de caso usando o método de compressão/descompressão proposto é apresentado com dados provenientes do Projeto MAPEM (Monitoramento Ambiental em Atividades de Perfuração Exploratória Marítima). O objetivo do projeto é propor uma metodologia para o monitoramento dos efeitos das descargas de materiais no ecossistema marinho durante a perfuração de um poço de petróleo. Para estimar certos descarregamentos de fluidos, o projeto usa um simulador CFD que permite mostrar tais descarregamentos, gerando grades planares e uniformes 2D ou 3D em qualquer instante de tempo durante a simulação.

Este trabalho apresenta um conjunto de ferramentas que exploram as capacidades recentes das placas gráficas de computadores pessoais para prover a visualização e a interação com volumes de dados. O objetivo é oferecer ao usuário ferramentas que permitam a remoção interativa de partes não relevantes do volume. Assim, o usuário é capaz de selecionar um volume de interesse, o que pode tanto facilitar a compreensão da sua estrutura quanto a sua relação com os volumes circundantes. A técnica de visualização direta de volumes através do mapeamento de texturas é explorada para desenvolver estas ferramentas. O controle programável dos cálculos realizados pelo hardware gráfico para gerar a aparência de cada pixel na tela é usado para resolver a visibilidade de cada ponto do volume em tempo real. As ferramentas propostas permitem a modificação da visibilidade de cada ponto dentro do hardware gráfico, estendendo o benefício da visualização acelerada por hardware. Três ferramentas de interação são propostas: uma ferramenta de recorte planar que permite a seleção de um volume de interesse convexo; uma ferramenta do tipo “borracha”, para eliminar partes não relevantes da imagem; e uma ferramenta do tipo “escavadeira”, para remover camadas do volume Estas ferramentas exploram partes distintas do fluxo de visualização por texturas, onde é possível tomar a decisão sobre a visibilidade de cada ponto do volume. Cada ferramenta vem para resolver uma deficiência da ferramenta anterior. Com o recorte planar, o usuário aproxima grosseiramente o volume de interesse; com a borracha, ele refina o volume selecionado que, finalmente, é terminado com a escavadeira. Para aplicar as ferramentas propostas ao volume visualizado, são usadas técnicas de interação conhecidas, comuns nos sistemas de visualização 2D. Isto permite minimizar os esforços do usuário no treinamento do uso das ferramentas. Finalmente, são ilustradas as aplicações potenciais das ferramentas propostas para o estudo da anatomia do fígado humano. Nestas aplicações foi possível identificar algumas necessidades do usuário na visualização interativa de conjuntos de dados médicos. A partir destas observações, são propostas também novas ferramentas de interação, baseadas em modificações nas ferramentas propostas.

Neste trabalho é descrito um método automático para o cálculo das dimensões de caixas, em tempo real, a partir de uma única imagem obtida com projeção perspectiva. Conhecendo a orientação da caixa no espaço tridimensional e sua distância em relação à câmera, as coordenadas 3D de seus vértices podem ser estimadas e suas dimensões calculadas. Na técnica proposta, são utilizados conceitos de geometria projetiva para estimar a orientação espacial da caixa de interesse a partir de sua silhueta. Já a distância da caixa em relação à câmera é estimada por meio da projeção de feixes de laser sobre uma das faces visíveis da caixa. Esta abordagem pode ser aplicada quando duas ou três faces da caixa de interesse são visíveis simultaneamente na imagem, mesmo quando a caixa encontra-se parcialmente oclusa por outros objetos na cena. Entre as contribuições deste trabalho está o desenvolvimento de um eficiente processo de votação para a transformada de Hough, onde os pixels de uma imagem binária são processados em grupos ao invés de individualmente, como ocorre no método convencional. Também é apresentado um modelo estatístico para a remoção de fundo de cena. Nesse modelo, a cor de fundo é representada sob diferentes condições de iluminação por meio da delimitação de uma região no espaço de cores RGB. O modelo proposto não requer parametrização e é próprio para o uso em aplicações que requeiram câmeras móveis. Para a validação das técnicas descritas neste trabalho, foi construído um protótipo de scanner que calcula as dimensões de caixas a partir de imagens em tempo real. Com o auxilio do scanner, foram capturadas imagens e calculadas as dimensões de diversas caixas reais e sintéticas. As caixas sintéticas foram utilizadas em um ambiente controlado para a validação das técnicas propostas Um dos aspectos importantes deste trabalho é a análise da confiabilidade das medidas obtidas por meio da técnica proposta. Com o objetivo de estudar a propagação de erros ao longo do processo de cálculo das medidas, foi aplicado um método analítico baseado na Teoria de Erros. Também são apresentados estudos estatísticos envolvendo medições realizadas com o protótipo. Estes estudos levam em conta a diferença entre as medidas calculadas pelo sistema e as medidas reais das caixas. A análise dos resultados permite concluir que o método proposto é acurado e preciso.

As áreas de visualização e modelagem baseados em pontos têm sido pesquisadas ativamente na computação gráfica. Pontos com atributos (por exemplo, normais) são geralmente chamados de surfels e existem vários algoritmos para a manipulação e visualização eficiente deles. Um ponto chave para a eficiência de muitos métodos é o uso de estruturas de particionamento do espaço. Geralmente octrees e KD-trees, por utilizarem cortes alinhados com os eixos são preferidas em vez das BSP-trees, mais genéricas. Neste trabalho, apresenta-se uma estrutura chamada Constrained BSP-tree (CBSP-tree), que pode ser vista como uma estrutura intermediárias entre KD-trees e BSP-trees. A CBSP-tree se caracteriza por permitir cortes arbitrários desde que seja satisfeito um critério de validade dos cortes. Esse critério pode ser redefinido de acordo com a aplicação. Isso permite uma aproximação melhor de regões curvas. Apresentam-se algoritmos para construir CBSP-trees, valendo-se da flexibilidade que a estrutura oferece, e para realizar operações booleanas usando uma nova classificação de interior/exterior.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-25T11:53:22Z No. of bitstreams: 1 2016_RaphaelMagalhãesHoed.pdf: 2239178 bytes, checksum: d0c7bd2d61c0ef4eb1033dbecb289e31 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-02-15T15:45:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RaphaelMagalhãesHoed.pdf: 2239178 bytes, checksum: d0c7bd2d61c0ef4eb1033dbecb289e31 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T15:45:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RaphaelMagalhãesHoed.pdf: 2239178 bytes, checksum: d0c7bd2d61c0ef4eb1033dbecb289e31 (MD5) / Esta dissertação apresenta um estudo sobre evasão nos cursos de graduação da área de Computação, com base em dados fornecidos pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (INEP) e com base em dados fornecidos pela Universidade de Brasília (UnB). Nos estudos quantitativos realizados, são obtidas as taxas anuais de evasão e aplicada a técnica estatística de Análise de Sobrevivência e mineração de regras de associação via algoritmo Apriori. É apresentada também uma análise qualitativa a partir de questionários aplicados a alunos evadidos em cursos superiores de Computação da UnB para verificação das causas de evasão. Os resultados obtidos com os estudos dos dados do INEP são apresentados por instituições públicas e privadas. São comparadas, inicialmente, as evasões nas grandes áreas do conhecimento de acordo com a classificação adotada pela Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE). Após a comparação da evasão nessas grandes áreas, é feito um detalhamento para a grande área de Ciências, Matemática e Computação e posteriormente para a área de Computação. Um estudo de caso das causas da evasão em cursos da área de Computação foi conduzido na UnB, onde foram estudados os cursos de Bacharelado em Ciência da Computação, Licenciatura em Computação, Engenharia de Software e Engenharia de Computação para levantamento de causas de evasão nesses cursos. Foram obtidas evidências de que a relação candidatos/vagas é inversamente proporcional à evasão, de que os cursos da grande área de Ciências, Matemática e Computação que requerem maior uso de conhecimentos matemáticos e de abstração algorítmica possuem maiores taxas de evasão e de que o sexo, a forma de ingresso na instituição e ser ou não cotista afetam as taxas de evasões nos cursos na área de Computação. / This dissertation presents a study on dropout in undergraduate courses in Computing, based on data provided by the Brazilian National Institute for Educational Research Anísio Teixeira (INEP) and based on data provided by the University of Brasília (UnB). In the quantitative studies carried out, the annual rates of dropout are obtained and the statistical technique of Survival Analysis and association rules mining using Apriori algorithm are applied to the data. It is also presented a qualitative analysis from quiz applied to students that have dropped out in UnB Computing higher courses to verify the causes of school dropout. The results obtained with INEP data studies are separated by public and private institutions. First, dropout in large areas of knowledge are compared according to the classification adopted by the Organization for Economic Co-operation and Development (OECD). After the comparison of the dropout in the large areas, a detailing is made for the large area of Sciences, Mathematics and Computation and later for the area of Computation. A case study of the causes of dropout in courses in the Computing area was conducted at UnB in order to survey the causes of dropout on the courses of Bachelor in Computer Science, Degree in Computer Science, Software Engineering and Computer Engineering. Evidence was obtained that the candidate/vacancy ratio is inversely proportional to dropout, that the courses in the large area of Science, Mathematics and Computation that require greater use of mathematical knowledge and algorithmic abstraction present higher evasion rates and that gender, the form of entry into the institution and quotas for students affect the dropout rates in Computing courses.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-13T18:28:42Z No. of bitstreams: 1 2016_EgbertoVilasBoasLemosFilho.pdf: 3216987 bytes, checksum: e46612c02375874e3e44f0e3bbbb14f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2017-02-19T19:33:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_EgbertoVilasBoasLemosFilho.pdf: 3216987 bytes, checksum: e46612c02375874e3e44f0e3bbbb14f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-19T19:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_EgbertoVilasBoasLemosFilho.pdf: 3216987 bytes, checksum: e46612c02375874e3e44f0e3bbbb14f2 (MD5) / Esta dissertação apresenta uma proposta para o desenvolvimento de uma base de conhecimento no domínio da Computação Forense, suportada por ontologia, com o intuito de promover aumento da eficiência operacional do processo de realização dos exames periciais, por meio da definição de um vocabulário comum entre os atores, e da geração de conhecimento sobres as técnicas e ferramentas forenses aplicadas em cada tipo de evidência digital, dentro do contexto da investigação. A ontologia proposta, denominada Ontocf, foi especificada e conceitualizada a partir dos conhecimentos extraídos do processo de Computação Forense, no qual interagem dois principais atores: a Autoridade Solicitante e o Perito Criminal. O procedimento metodológico adotado para construir a ontologia foi baseado na metodologia METHONTOLOGY, complementado por um tópico preliminar sobre as “Questões de Competência”, baseado no processo OntologyDevelopment 101. A validação da ontologia foi feita por meio de análise das respostas das questões de competência e de questionário respondido por Peritos Criminais. Destaca-se que esta ontologia aborda prioritariamente os conceitos, relações e instâncias que podem ser identificados e obtidos nos documentos: pedido de exames periciais e Laudo Pericial. A implementação da base de conhecimento foi feita em um framework que disponibiliza um repositório RDF que pode processar consultas SPARQL. Ao final, as questões de competência foram respondidas pela base de conhecimento das consultas pré-definidas, demonstrando a relevância da ontologia na explicitação do conhecimento do processo de Computação Forense, sobretudo para apoiar a autoridade solicitante na formulação de quesitos e para guiar o perito no planejamento dos procedimentos periciais. / This dissertation presents a proposal for the development of a knowledge base in the field of Computer Forensics supported by ontology in order to promote an increase in operational efficiency of carrying out expert investigations, by defining a common vocabulary between the Actors and the knowledge production of forensic techniques and tools applied to each type of digital evidence within the investigation context. The proposed ontology, calledOntocf, was specified and conceptualized from the knowledge extracted from the Computer Forensics process, in which two main actors interact: the Requesting Authority and the Forensic Scientist. The methodological procedure adopted to develop the ontology was based on the METHONTOLOGY methodology, complemented by a preliminary topic on "Competency Questions", based on the Ontology Development 101. The validation of the ontology was done by analyzing the answers of competency questions and of a questionnaire answered by Forensic Scientists. It should be emphasized that this ontology focuses primarily on the concepts, relations and instances that can be identified and obtained in the documents: request for expert investigations and Expert Report. The implementation of the knowledge base was done in a framework that provides an RDF repository which can process SPARQL queries. In the end, competency questionswere answered by the knowledge base of the predefined queries, demonstrating the relevance of the ontology in making explicit the knowledge of the Computer Forensics Process, mainly to support the requesting authority to formulate questions and to guide the Forensic Scientists in the planning of expert procedures.