[pt] Diversas aplicações, em matemática, computação gráfica, medicina, geofísica e outras áreas, têm explorado a representação de sólidos por superfícies de contorno, em particular malhas poligonais. As malhas podem aproximar com muita precisão as propriedades geométricas da superfície de contorno de um sólido e ainda guardar importantes propriedades topológicas das superfícies como gênero, bordo e conexidade. Devido à grande complexidade dessas malhas, elas são geralmente processadas em meios computacionais usando alguma estrutura de dados. Essas estruturas guardam, além da geometria da malha, informações de incidências e adjacências entre os elementos da malha e exigem uma capacidade de armazenamento e processamento em função da complexidade da malha. Apesar da evolução dos recursos computacionais disponíveis para a manipulação destas estruturas, malhas extremamente complexas com milhões de elementos inviabilizam o armazenamento, processamento e transmissão de sua estrutura de dados nos meios computacionais. Muitas pesquisas recentes estão voltadas para a obtenção de processos de simplificação de malhas que permitam representar a mesma superfície com menos elementos na estrutura de dados e processos de compressão que codifiquem os modelos em formatos menores para efeitos de transmissão e armazenamento em mídia. Neste trabalho, desenvolvemos operadores, em uma estrutura de dados compacta, para a simplificação de malhas através da decimação de células da superfície. Objetivamos, com esses operadores, obter uma malha menos complexa que preserve as propriedades topológicas da superfície original e ainda, controlar as propriedades geométricas como volume, área e aspecto visual da mesma. Apresentamos ainda algumas aplicações para os processos de simplificação desenvolvidos com esses operadores. / [en] Many applications, in mathematics, computer graphics, medical imaging, geophysics and others, have used the representation of solids by their boundary surface, usually polygonal meshes. Those meshes can represent, with high precision, the geometric properties of the boundary surface of solid and also store important topological surface properties as genus, boundary and connected components. Because of the high complexity of such meshes, they are usually processed by the computers using specific data structures. These structures store, beyond the mesh geometry, information about incidence and adjacency relations among the mesh elements. They require computational resources for storage and processing according to the mesh complexity. Even with the development of the computational resources available for handling such structures, very large meshes with millions of elements are hard to store, to process and to exchange through the web. Many recent researches are looking for mesh simplification process that allows to represent the same surface with fewer elements and compression process to encode it in compact ways for transmition and storage. In this work, we develop topological operators, in a concise data structure, for simplifying meshes by the decimation of its cells. One of our goals, with these operators, is to obtain a mesh with a low complexity that preserves the topological properties from the original surface without loosing the control of the geometric proprieties as volume, area and visual aspect.

[pt] Este trabalho descreve um método para a visualização de terrenos e objetos por meio da combinação de dois algoritmos, um para terrenos e um para objetos. Nosso propósito é gerar, eficaz e rapidamente, imagens aéreas de um terreno com objetos como casas, veículos e linhas de transmissão e assim permitir um vôo simulado. Para os objetos, descritos por linhas e polígonos, é usado o algoritmo de Z-Buffer; para o terreno, descrito através de mapas de alturas, é usado o algoritmo de lançamento de raios aperfeiçoado, chamado de algoritmo de Horizonte Flutuante.

[pt] Este trabalho apresenta a modelagem e a simulação de um dinamômetro para motores elétricos empregados nos veículos terrestres em escala, e a especificação dos principais componentes, mecânicos e eletrônicos, necessários para a constrição de um dinamômetro do tipo Flywheel. Todos os componentes que compõe um dinamômetro foram modelados matematicamente e simulados individualmente, para posterior simulação do conjunto nas condições de operação dos motores elétricos aplicados em veículos rádio-controlados. Estas simulações, que visam validar os modelos, como o monitoramento das principais variáveis de cada componente do sistema, foram empregados motores cujos parâmetros e desempenho eram conhecidos. Foi desenvolvido ainda um programa em LabView para ler e tratar dos dados gerados na simulação, a fim de manipular e exibir o desempenho dos motores em testes. / [en] The present work shows the modeling and simulation of a dynamometer for electrical Motors applied in scale vehicles and the specifications of the mair, mechanical and eletronic components needed to build a Flywheel type dynamometer. Every component was mathematically modeled and individualy simulated for futher simulation of the whole system used in a radio-controled vehicle with electrical motors in normal operational conditions. This simulations were performed to validate the models with variables monitored and motors with known parameters and performance were used. In addition, a LabWiew program was developed to read, analyse and display the tested motors performance data.

[pt] Muitos fatores podem in uenciar a velocidade de um veículo numa rodovia ou estrada, mas dois deles são observados diariamente pelos motoristas: sua localização e o momento do dia. Obter modelos que retornem a velocidade média como uma função do espaço e do tempo é ainda uma tarefa desafiadora. São muitas as aplicações para esses tipos de modelos, como por exemplo: tempo estimado de chegada, caminho mais curto e previsão de tráfico, deteccção de acidente, entre outros. Este estudo propõe um modelo de previsão baseado em uma média espaço-temporal da velocidade média/instantânea coletada de dados históricos de GPS. A grande vantagem do modelo proposto é a sua simplicidade. Além disso, os resultados experimentais obtidos de caminhões de entrega de combustíveis, por todo o ano de 2013 no Brasil, indicaram que a maioria das observações podem ser preditas usando esse modelo dentro de uma tolerância de erro aceitável. / [en] Many factors may inuence a vehicle speed in a road, but two of them are usually observed by many drivers: its location and the time of the day. To obtain a model that returns the average speed as a function of position and time is still a challenging task. The application of such models can be in different scenarios, such as: estimated time of arrival, shortest route paths, traffic prediction, and accident detection, just to cite a few. This study proposes a prediction model based on a spatio-temporal partition and mean/instantaneous speeds collected from historic GPS data. The main advantage of the proposed model is that it is very simple to compute. Moreover, experimental results obtained from fuel delivery trucks, along the whole year of 2013 in Brazil, indicate that most of the observations can be predicted using this model within an acceptable error tolerance.

[pt] Os sistemas radares são amplamente utilizados em aplicações civis e militares, são sistemas complexos que empregam alta tecnologia. Muitos deles são constituídos por um conjunto de elementos que necessitam de um mínimo de coordenação entre as suas funcionalidades. A construção de um protótipo para validar o projeto de um radar demanda recursos financeiros e tempo. Por outro lado, existem muitas características em comum entre os sistemas de diferentes radares. Esta dissertação descreve uma biblioteca de um simulador capaz de representar vários sistemas de radar e que foi projetado de acordo com os princípios básicos sobre radar. O simulador foi desenvolvido baseado em um sistema de componentes flexíveis onde cinco diferentes tipos de radar são descritos e simulados utilizando a biblioteca apresentada. Porém cenários reais são utilizados para comparar e validar as simulacões. / [en] Nowadays Radar systems are becoming complex systems. Many radars are constituted by an array of elements, where a minimum of coordination among the elements functionality is need. The task to build a prototype in order to validate a radar design is an expensive one. On the other hand, there are many common features shared among different radar architectures. This dissertation describes the architecture of a simulator that is able to represent most of the radar systems designed according the basic principles of radars. The simulator is designed following a exible component based architecture and five quite different kind of radars are described and simulated using the presented architecture. Real scenarios are taken into account in the validation of the simulations.

[pt] As correntes de turbidez são fluxos gravitacionais que têm uma densidade mais elevada do que o seu entorno, sendo caracterizadas por terem uma aparência turbulenta e por moverem-se com uma alta velocidade, realizando um processo de transferência de sedimentos. O problema abordado nesta tese é a modelagem de depósitos turbidíticos baseada em um modelo deposicional com três lobos turbidíticos. A principal contribuição foi desenvolver um modelo baseado em objectos usando B-Splines univalorados para simular reservatórios de turbiditos em um grade cartesiana regular. / [en] Turbidity currents are gravitational flows that have higher density than its surroundings, and they are characterized by having a turbulent appearance and by moving at high speed carrying out a transfer process sediment. The problem addressed in this thesis is the modelling of turbidities deposits. It will be taken based on a depositional model that contains three turbidities lobes. Our contribution is to develop a object-based model using Single-valued B-Spline to simulate turbidities reservoirs in a regular Cartesian grid.

[pt] A modelagem dos tecidos, assim como sua representação visual, tem sido objeto de estudos diversos ao longo dos últimos anos. Uma importante abordagem que serve como ponto de partida é efetuada por Mansfield (10-12), que utiliza a teoria dos campos de tensão aplicando-a ao estudo de membranas perfeitamente flexíveis. O trabalho aqui apresentado, considera os tecidos como membranas inextensíveis com rigidez à flexão muito baixa. Com alguma restrições, a teoria dos campos de tensão é usada para modelas o comportamento de tecidos retangulares suspensos verticalmente. A equação diferencial das linhas de tensão fornece os deslocamentos e o perfil das dobras que ocorrem no tecido no estado pré-flambado. Posteriormente é feita a análise tridimensional dos deslocamentos, com o qual se consegue incluir o estado pós-flambado dos tecidos. É apresentado um sistema de equações que, resolvido iterativamente através de métodos numéricos simples, fornece as variáveis básicas do tecido: número de dobras (n), relação entre a amplitude das dobras do tecido (Q), e o deslocamento máximo na direção z (zmax). Com a implementação e teste desta metodologia completa-se o ciclo de pesquisas. É conseguida uma representação onde as características de maleabilidade, caimento e número de dobras do tecido são modeladas, levando-se em consideração as suas características físicas (peso, elasticidade, etc.). / [en] The modelling of clothes and its visual representation have been the subject of much research in the last years. An important approach that represents a first step for reaching this purpose was given by Mansfield (10-12), who uses the tension field theory applied to perfectly flexible membranes. The present works regards clothes as inextensible membranes with extremely low stiffness flexure. After establishing some restrictions, the tension field theory is used for modelling the behaviour of vertically suspended rectangular fabrics. The differential equations of tension lines gives the displacement and the outline of the wrinkles occuring in the pre-wrinkling state. Later, a tridimensional analysis of displacements is made, which allows the representation of the post-wrinkling state of clothes. It is presented a system of equations which is iteratively solved by means of simple numerical methods and supplies the basic variables of clothes: number of wrinkles (n), ratio between amplitudes of wrinkles (Q), and the maximum displacement in z direction (zmax). The implementation and test of this methodology complete the research cycle. Thus, it is possible to obtain cloth characteristics such as malleability, draping and number of wrinkles, based upon its physical characteristics (elasticity, weight, etc.).

[pt] Dentro dos métodos deformação de objetos tridimensionais, os que usam poliedros de controle permitem interações rápidas e intuitivas, e assim ganharam bastante interesse nos últimos anos. Essas técnicas expressam os pontos do objeto a partir dos vértices do poliedro de controle, por exemplo usando coordenadas baricêntricas e suas extensões.Assim, ao deformar o poliedro de controle, obtém-se deformações correspondentes sobre o modelo recalculando cada ponto do objeto a partir das novas posições dos vértices de controle. Devido ao grau de flexibilidade em sua construção, diferentes generalizações de coordenadas baricêntricas vem sendo propostas nos últimos anos para modelos 3D. Nesse trabalho apresentamos um estudo das recentes generalizações de coordenadas baricêntricas e as principais características das deformações em modelos em três dimensões obtidas com o uso de cada uma delas. Deduzimos desse estudo uma nova extensão de coordenadas baricêntricas que mantém a simplicidade do método original e corrige alguns dos seus defeitos. / [en] Within the thee-dimensional objects deformation techniques, the ones using control polyhedrons allow fast and intuitive interaction, and therefore gained considerable interest in recent years. Those techiques write the model points as function of the vertices of the control polyhedron, for exemple using barycentric coordinates or its extensions. This way, deforming the control polyhedron induces a corresponding strain on the model, recomputing each point of the object from the new positions of control vertices. To do so, due to the flexibility in its construction, different generalizations of barycentric coordinates has been proposed in recent years for 3D models. In this work, we present a study of recent generalizations of barycentric coordinates and the main characteristics of the resulting deformations of three-dimensional model. We deduce from this study a new extension of barycentric coordinates that retains the simplicity of the original method and fixes some of the its defects.

[pt] Muitos problemas reais em modelagem computacional requerem o uso de aproximação de funções. Em alguns casos a função a ser avaliada no computador é muito complexa, portanto seria desejável que ela fosse substituída por uma função mais simples e mais eficiente de ser calculada. Para fazer isso, calcula-se o valor da função escalar f em um conjunto de N pontos {x1, x2, . . . , XN}, onde x(i) (pertence a) R(n), e faz-se uma estimativa dos valores dessa função f em qualquer outro ponto através de um método de interpolação. Um método de interpolação é qualquer procedimento que toma um conjunto de restrições e determina uma boa função que satisfaça essas condições. O método de interpolação de Shepard originalmente calcula o valor estimado dessa função num ponto qualquer x (pertence a) R(N) como uma média ponderada dos valores da função original nas N amostras dadas. Sendo que o peso para cada amostra x(i) é função das potências negativas das distâncias euclidianas entre os pontos x e x(i). Os núcleos K: R(N) × R(N) (EM) R são funções que correspondem ao produto interno no espaço de Hilbert F da imagem dos pontos x e z por uma função phi (conjunto vazio) : R(N) (EM) F, ou seja K(x, z) = < phi (conjunto vazio) (x), phi (conjunto vazio) (z) >. Na prática, as funções núcleos representam implicitamente o mapeamento feito pela função phi (conjunto vazio) , ou seja, se define qual núcleo usar e não qual phi (conjunto vazio) usar. Esse trabalho propõe uma modificação do método de interpolação de Shepard que é uma simples substituição no método original: ao invés de usar a distância euclidiana entre os pontos x e xi sugere-se usar a distância entre as imagens dos pontos x e x(I) por phi (conjunto vazio) no espaço de Hilbert F, que pode ser calculada diretamente com o uso da função núcleo K. Os resultados mostram que essa pequena modificação gera resultados melhores quando comparados com o método de Shepard original. / [en] Several real problem in computational modeling require function approximations. In some cases, the function to be evaluated in the computer is very complex, so it would be nice if this function could be substituted by a simpler and efficient one. To do so, the function f is sampled in a set of N pontos {x1, x2, . . . , xN}, where x(i) (is an element of) R(n), and then an estimate for the value of f in any other point is done by an interpolation method. An interpolation method is any procedure that takes a set of constraints and determines a nice function that satisfies such conditions. The Shepard interpolation method originally calculates the estimate of F(x) for some x (is an element of) R(n) as a weighted mean of the N sampled values of f. The weight for each sample xi is a function of the negative powers of the euclidian distances between the point x and xi. Kernels K : R(n) ×R(n) (IN) R are functions that correspond to an inner product on some Hilbert space F that contains the image of the points x and z by a function phi (the empty set) : R(n) (IN) F, i.e. k(x, z) =< phi (the empty set) (x), phi (the empty set) (z) >. In practice, the kernels represent implicitly the mapping phi (the empty set), i.e. it is more suitable to defines which kernel to use instead of which function phi (the empty set). This work proposes a simple modification on the Shepard interpolation method that is: to substitute the euclidian distance between the points x and xi by a distance between the image of these two point by phi (the empty set) in the Hilbert space F, which can be computed directly with the kernel k. Several tests show that such simple modification has better results when compared to the original method.

[pt] Este trabalho tem por alvo um modelo e um sistema interativo para a composição e adaptação de enredos, com base em um paradigma de reconhecimento de planos / geração de planos. Os enredos gerados devem pertencer a algum gênero escolhido, previamente especificado em termos de aspectos estáticos, dinâmicos e comportamentais. A técnica de modelagem envolve a análise de enredos sob uma perspectiva quádrupla, em vista de relações sintagmáticas, paradigmáticas, antitéticas e meronímicas entre os eventos constituintes. O sistema interativo implementado, de nome LogTell-R, demonstra a viabilidade do modelo proposto. / [en] This work aims at a model and an interactive system for plot composition and adaptation, based on a plan-recognition / plan-generation paradigm. The generated plots must belong to some chosen genre, to be previously specified in terms of static, dynamic and behavioural aspects. The modeling technique involves the analysis of plots under a fourfold perspective, in view of syntagmatic, paradigmatic, antithetic and meronymic relations between the constituent events. The implemented interactive system, named LogTell-R, demonstrates the feasibility of the proposed model.