Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-27T14:34:35Z No. of bitstreams: 1 Fabrício Müller da Silva_.pdf: 105910980 bytes, checksum: 4ce66a9d5fff9a2b2a97835c54dac355 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-27T14:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabrício Müller da Silva_.pdf: 105910980 bytes, checksum: 4ce66a9d5fff9a2b2a97835c54dac355 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Nenhuma / Este trabalho apresenta um algoritmo para simplificação de nuvens de pontos baseado na inclinação local da superfície amostrada pelo conjunto de pontos de entrada. O objetivo é transformar a nuvem de pontos original no menor conjunto possível, mantendo as características e a topologia da superfície original. O algoritmo proposto reamostra de forma adaptativa o conjunto de entrada, removendo pontos redundantes para manter um determinado nível de qualidade definido pelo usuário no conjunto final. O processo consiste em um particionamento recursivo do conjunto de entrada através da Análise de Componentes Principais (PCA). No algoritmo, PCA é aplicada para definir as partições sucessivas, para obter uma aproximação linear (por planos) em cada partição e para avaliar a qualidade de cada aproximação. Por fim, o algoritmo faz uma escolha simples de quais pontos serão mantidos para representar a aproximação linear de cada partição. Estes pontos formarão o conjunto de dados final após o processo de simplificação. Para avaliação dos resultados foi aplicada uma métrica de distância entre malhas de polígonos, baseada na distância de Hausdorff, comparando a superfície reconstruída com a nuvem de pontos original e aquela reconstruída com a nuvem filtrada. Os resultados obtidos com o algoritmo conseguiram uma taxa de até 95% de compactação do conjunto de dados de entrada, diminuindo o tempo total de execução do processo de reconstrução, mantendo as características e a topologia do modelo original. A qualidade da superfície reconstruída com a nuvem filtrada também é atestada pela métrica de comparação. / This paper presents a simple and efficient algorithm for point cloud simplification based on the local inclination of the surface sampled by the input set. The objective is to transform the original point cloud in a small as possible one, keeping the features and topology of the original surface. The proposed algorithm performs an adaptive resampling of the input set, removing unnecessary points to maintain a level of quality defined by the user in the final dataset. The process consists of a recursive partitioning in the input set using Principal Component Analysis (PCA). PCA is applied for defining the successive partitions, for obtaining the linear approximations (planes) for each partition, and for evaluating the quality of those approximations. Finally, the algorithm makes a simple choice of the points to represent the linear approximation of each partition. These points are the final dataset of the simplification process. For result evaluation, a distance metric between polygon meshes, based on Hausdorff distance, was defined, comparing the reconstructed surface using the original point clouds and the reconstructed surface usingthe filtered ones. The algorithm achieved compression rates up to 95% of the input dataset,while reducing the total execution time of reconstruction process, keeping the features and the topology of the original model. The quality of the reconstructed surface using the filtered point cloud is also attested by the distance metric.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-04-19T15:22:11Z No. of bitstreams: 2 Tese - Danielle Katharine Petsch - 2018.pdf: 6114628 bytes, checksum: f05e8c7a9a2b8dc23bd5a1e1cc003c83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-23T11:41:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Danielle Katharine Petsch - 2018.pdf: 6114628 bytes, checksum: f05e8c7a9a2b8dc23bd5a1e1cc003c83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T11:41:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Danielle Katharine Petsch - 2018.pdf: 6114628 bytes, checksum: f05e8c7a9a2b8dc23bd5a1e1cc003c83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The increase in similarity among communities is a process known as biotic homogenization. In freshwater ecosystems, biotic homogenization may be promoted by different natural (e.g. flood pulse) and human (e.g. land use) causes. In the first chapter, I reviewed the main causes and consequences of freshwater homogenization. In the second chapter, using an experimental approach, I showed that habitat simplification may cause homogenization of periphytic algae, but the results depended on how dissimilarity was estimated. In the third chapter, using zooplankton and macrophytes data, I showed that floods homogenized individual lakes across time but did not make the lakes spatially more similar. In the fourth chapter, I demonstrated that taxonomic beta diversity of aquatic insects was higher among tropical streams but functional beta diversity was higher among boreal streams. The increase of environmental harshness and decrease of environmental heterogeneity did not cause taxonomic or functional homogenization of aquatic insects among tropical or boreal streams. Finally, in the fifth chapter, I found in a meta-analysis that human modified streams have low species richness and equitability, although a distinct species composition regarding to reference streams. However, land-use changes did not cause biotic homogenization. Although the effects of possible biotic homogenization causes are still controversy, we recommend that biodiversity studies should include beta diversity to better understand mechanisms structuring communities under pressure of human or natural disturbances. / O aumento da similaridade entre comunidades é um processo conhecido como homogeneização biótica. Em ecossistemas aquáticos continentais a homogeneização biótica pode ser promovida por diversas causas naturais (e.g. pulso de inundação) e antrópicas (e.g. modificações do uso do solo). No primeiro capítulo, revisei as principais causas e consequências da homogeneização de biotas aquáticas continentais. No segundo capítulo, por meio de um experimento, demonstrei que a simplificação de habitats pode causar homogeneização de algas perifíticas, embora o resultado dependa da forma como se estima a homogeneização. No terceiro capítulo, usando dados de zooplâncton e macrófitas, mostrei que as cheias homogeneizaram uma mesma lagoa ao longo do tempo, mas não tornam lagoas mais similares espacialmente. No quarto capítulo demonstrei que a diversidade beta taxonômica de insetos aquáticos foi maior entre riachos tropicais enquanto a diversidade beta funcional foi maior entre riachos boreais. O aumento da degradação ambiental e redução na heterogeneidade de habitat relacionados ao uso do solo não causaram homogeneização taxonômica nem funcional dos insetos aquáticos em riachos tropicais ou boreais. Por fim, no quinto capítulo, observei em uma meta-análise que riachos modificados possuem menor riqueza e equitabilidade além de uma diferente composição de espécies em relação aos riachos mais conservados. No entanto, modificações no uso do solo não causaram homogeneização biótica. Embora os efeitos de possíveis causas de homogeneização de biotas aquáticas sejam ainda controversos, recomendamos que estudos sobre biodiversidade incluam a diversidade beta para uma melhor compreensão dos mecanismos que estruturam as comunidades frente a distúrbios antrópicos ou naturais.

Ce mémoire de Thèse se focalise sur certains des problèmes non résolus en visualisation scientifique. Plus particulièrement nous avons pris une problématique médicale bien spécifique, la chirurgie conservatrice des tumeurs rénales, comme cadre applicatif pour l'élaboration de nouvelles solutions incluant des techniques de recalage de données, de segmentation et de visualisation 3D.<br />L'uroscan fournit 3 à 4 volumes présentant une information complémentaire sur l'anatomie rénale. La première étape consiste à mettre en correspondance ces différents volumes par une technique de recalage rigide du volume rénal basée sur la maximisation locale de l'information mutuelle.<br />L'idée principale de ce mémoire de Thèse est de proposer une visualisation de l'anatomie rénale directement à partir de ces données fusionnées. Pour cela, une technique de classification statistique des données basée sur une modélisation de la distribution des valeurs par un mélange de Gaussiennes incluant une information spatiale a été développée. Différentes techniques de visualisation 3D ont ensuite été adaptées à la représentation de cette information et comparées entre-elles.<br />Les techniques de représentation de surfaces peuvent être accélérées par des procédures de simplifications de maillages. Dans ce cadre, nous avons proposé deux métriques de description de la surface basées sur les moments géométriques et pouvant être incluses dans une telle procédure.<br />Ces différentes solutions, même si elles ont été développées dans le cadre de la représentation des structures anatomiques rénale, sont suffisamment génériques pour être utilisées ou adaptées à d'autres organes ou à d'autres applications médicales.

Les simulations numériques génèrent une quantité de résultats disproportionnée par rapport aux moyens d'exploitation, sans espoir d'atténuation à terme. Les maillages supportant ces simulations, sont composés de plusieurs dizaines de millions de cellules volumiques avec, plus spécifiquement, des sous-structures imbriquées de différentes dimensions (surfaciques et linéiques) et des couches minces de matériaux. En phase de post-traitement, un utilisateur devrait être capable de visualiser et de manipuler ces données, à temps interactif, sur sa propre machine d'exploitation. Cependant, les outils existants en visualisation scientifique ne permettent pas ou que partiellement d'atteindre les objectifs souhaités avec ce type de données (grand nombre de mailles, sous-structures, couches minces, . . .).<br /><br />Dans cette thèse, une approche par hiérarchisation des données est proposée afin de construire une représentation multirésolution autorisant la visualisation interactive d'une grande quantité d'information. L'étape de hiérarchisation est basée sur un algorithme de simplification de maillages, par contractions itératives d'arêtes, préservant à la fois la topologie du maillage et celle de toutes les sous-structures imbriquées. Les critères topologiques robustes introduits dans ces travaux, s'appuient sur des notions théoriques en topologie algébrique. L'étape de visualisation utilise la représentation multirésolution pour accélérer l'affichage des résultats. De façon progressive, inversible et locale, l'utilisateur modifie dynamiquement la résolution selon ses besoins et les ressources matérielles dont il dispose.<br /><br />Cette thèse illustre la mise en oeuvre de ces techniques de hiérarchisation et de visualisation dans de nombreux domaines d'applications notamment dans le cadre d'exploitation de résultats issus de simulations en électromagnétisme<br />du CEA/CESTA.

Les modèles polyédriques, très utilisés dans les processus d'ingénierie, constituent une représentation privilégiée au sein des maquettes numériques de produits. Les approches et méthodes de manipulation et d'exploitation de ces modèles, sont le plus souvent pilotées par un critère géométrique lié à la forme des objets (normale, courbure ...) mais très peu prennent en compte des informations de type perceptuelles. Parallèlement, les techniques de traitement d'images existantes extraient des données (contours, primitives géométriques, textures ...) relatives à la description des formes des objets qu'elles représentent. Ainsi, le but de cette thèse est de réaliser un couplage modèle polyédrique 3D / images numériques 2D pour manipuler les modèles 3D avec des critères extraits d'image(s). Une méthode de simplification et deux méthodes de déformation de polyèdres sont présentées. Dans la première méthode, la simplification est basée sur un processus itératif de suppression de sommets piloté par un critère de tolérance de simplification. Cette tolérance est liée au filtrage de contours d'image(s) qui sont projetés sur le modèle 3D afin d'identifier les zones plus ou moins proches de ces lignes de caractère. Les méthodes de déformation de polyèdres sont appliquées au cas du remplissage de trous. Une triangulation est insérée au modèle puis déformée par la résolution d'un problème d'optimisation numérique sous contraintes. La fonctionnelle à minimiser simule la variation de courbure entre le maillage inséré et le modèle initial. La solution est obtenue par un algorithme itératif basé sur un modèle mécanique de réseau de barres. Les contraintes imposent le respect de lignes de caractère 3D obtenues par triangulation stéréoscopique dans la première méthode, ou bien calculées en fonction de l'intensité lumineuse des pixels et qui imposent le déplacement des sommets correspondants suivant une certaine élévation (problème inverse du Shape From Shading). Les trois méthodes implémentées sont complètement modulaires.

Les Systèmes d'Information Géographiques (SIG) réclament des besoins particuliers de gestion de leur contenu, parce qu'ils manipulent des données dont les structures sont complexes et hétérogènes. Ces données sont souvent difficiles à décrire par des requêtes classiques ou des prédicats basés sur des attributs. Le croquis à main levée (sketch) est une veille forme de présentation qui a été employée pour visualiser, échanger et enregistrer l'information graphique. Il semble être ainsi facilement adaptable pour présenter et interroger d'une manière flexible les données des SIG

Der Vortrag zeigt, wie aus einem mathematisch-technischen Sachverhalt ein didaktisch begründetes Unterrichtsbeispiel abgeleitet werden kann und stellt die unterrichtlichen Nutzungsmöglichkeiten vor. Für die digitale Bildbearbeitung spielt die Interpolation eine wichtige Rolle und dient hierbei als Berechnungsverfahren für die Bildgrößenänderung. Interpolation ist ein Approximationsverfahren, bei dem z.B. zu Punkten mit bekannten Koordinaten eine Funktion berechnet wird, die alle diese Punkte erfüllt. Mit dieser Funktion können dann beliebige Zwischenwerte berechnet werden. Dabei bestimmt die Zahl der Datenpunkte die Zahl der notwendigen Polynomterme. Wegen ihrer mathematischen Eigenschaften werden häufig Polynome benutzt. Die Lösung der Aufgabe führt über ein lineares Gleichungssystem zur Bestimmung der Koeffizienten des Polynoms. Der erste Teil des Vortrages befasst sich mit der beispielhaften Darstellung der bikubischen Interpolation und deren Realisierung mittels MathCAD. Es wird gezeigt, wie aus den konkreten Schwärzungswerten eines Digitalbildes für eine Bildvergrößerung ein zu interpolierender Zwischenwert für einen neuen Bildpunkt berechnet wird. Der MathCAD-Wortschatz wird angegeben und notwendige didaktische Vereinfachungen werden beschrieben. Im zweiten Teil werden die Nutzung des Themas als Unterrichtsgegenstand in der Sekundarstufe II in seiner Wechselwirkung zwischen digitaler Bildbearbeitung, Mathematik und Informatik (Nutzung von MathCAD) erläutert, die thematischen Verflechtungsmöglichkeiten aufgezeigt und das didaktische Potential beleuchtet.

The high level of realism and interaction in many computer graphic applications requires techniques for processing complex geometric models. First, we present a method that provides an accurate low-resolution approximation from a multi-chart textured model that guarantees geometric fidelity and correct preservation of the appearance attributes. Then, we introduce a mesh structure called Compact Model that approximates dense triangular meshes while preserving sharp features, allowing adaptive reconstructions and supporting textured models. Next, we design a new space deformation technique called *Cages based on a multi-level system of cages that preserves the smoothness of the mesh between neighbouring cages and is extremely versatile, allowing the use of heterogeneous sets of coordinates and different levels of deformation. Finally, we propose a hybrid method that allows to apply any deformation technique on large models obtaining high quality results with a reduced memory footprint and a high performance. / L’elevat nivell de realisme i d’interacció requerit en múltiples aplicacions gràfiques fa que siguin necessàries tècniques pel processament de models geomètrics complexes. En primer lloc, presentem un mètode de simplificació que proporciona una aproximació precisa de baixa resolució d'un model texturat que garanteix fidelitat geomètrica i una correcta preservació de l’aparença. A continuació, introduïm el Compact Model, una nova estructura de dades que permet aproximar malles triangulars denses preservant els trets més distintius del model, permetent reconstruccions adaptatives i suportant models texturats. Seguidament, hem dissenyat *Cages, un esquema de deformació basat en un sistema de caixes multi-nivell que conserva la suavitat de la malla entre caixes veïnes i és extremadament versàtil, permetent l'ús de conjunts heterogenis de coordenades i diferents nivells de deformació. Finalment, proposem un mètode híbrid que permet aplicar qualsevol tècnica de deformació sobre models complexes obtenint resultats d’alta qualitat amb una memòria reduïda i un alt rendiment.

Vid införandet av 3:12-reglerna var lagstiftarens syfte att förhindra inkomstomvandling för delägare i fåmansföretag. På senare tid har synsättet förändrats och man fokuserar sedan reformen 2006 mer på att stimulera företagande och förenkla regelverket. År 2006 infördes förenklingsregeln för att underlätta tillämpningen av gränsbeloppsberäkningen. Förenk­lingsregeln innebär en förenklad beräkning av gränsbeloppet som inte tar hänsyn till företagets verksamhet. Det har i studier visats att förenklingsregelns tillämpning utnyttjas i skatteplaneringssyfte av delägare i fåmansföretag utan direkt aktivitet. Syftet med denna uppsats är att utreda förenklingsregeln och huruvida någon begränsning bör införas i dess tillämpning för att undvika inkomstomvandling. För att besvara syftet fast­ställs gällande rätt, där vår primära rättskälla är 56 – 57 kapitlet Inkomstskattelagen (1999:1229) (IL). Då en stor del av utredningen rör reglernas utveckling behandlas även förar­beten till IL i uppsatsen. För att undvika inkomstomvandling anses det motiverat att införa en begränsning i tillämpningen av förenklingsregeln. I uppsatsen utreds tre förslag på begränsningar. Det förslag som anses mest motiverat att införa är ett ak­tivitetskrav på företagsnivå. Detta skulle innebära att delägare inte kan utnyttja förenklings­regeln för att erhålla ett helt schablonbelopp, och därmed lägre beskattning, genom att starta företag utan faktisk verksamhet. Lagstiftarens syfte vid införandet av förenklingsregeln var att underlätta främst för mindre och nystartade företag, dessa företag skulle kunna ha problem att uppfylla aktivitetskravet om det sätts för högt.  Därmed finns vissa fördelar med att, för delägare i de företag som inte uppfyller aktivitetskravet, även införa ett lägre schablonbelopp.

Complex 3D digital objects are used in many domains such as animation films, scientific visualization, medical imaging and computer vision. These objects are usually represented by triangular meshes with many triangles. The simplification of those objects in order to keep them as close as possible to the original has received a lot of attention in the recent years. In this context, we propose a simplification algorithm which is focused on the accuracy of the simplifications. The mesh simplification uses edges collapses with vertex relocation by minimizing an error metric. Accuracy is obtained with the two error metrics we use: the Accurate Measure of Quadratic Error (AMQE) and the Symmetric Measure of Quadratic Error (SMQE). AMQE is computed as the weighted sum of squared distances between the simplified mesh and the original one. Accuracy of the measure of the geometric deviation introduced in the mesh by an edge collapse is given by the distances between surfaces. The distances are computed in between sample points of the simplified mesh and the faces of the original one. SMQE is similar to the AMQE method but computed in the both, direct and reverse directions, i.e. simplified to original and original to simplified meshes. The SMQE approach is computationnaly more expensive than the AMQE but the advantage of computing the AMQE in a reverse fashion results in the preservation of boundaries, sharp features and isolated regions of the mesh. For both measures we obtain better results than methods proposed in the literature.