[pt] No presente trabalho propomos uma nova forma de extrair a silhueta de uma nuvem de pontos, via reconstrução local de uma superfície descrita implicitamente por uma função polinomial. Esta reconstrução é baseada nos métodos Gradient one fitting e Ridge regression. A curva silhueta fica definida implicitamente por um sistema de equações não-lineares e sua geração é feita por continuação numérica. Como resultado, verificamos que nosso método se mostrou adequado para tratar dados com ruídos. Além disso, apresentamos um método para a extração local de linhas laplacianas de uma nuvem de pontos baseado na reconstrução local utilizando a triangulação de Delaunay. / [en] In this work we propose a new method for silhouette extraction of a point cloud, via local reconstruction of a surface described implicitly by a polynomial function. This reconstruction is based on the Gradient one fitting and Ridge regression methods. The curve silhouette is implicitly defined by a system of nonlinear equations, and is obtained using numerical continuation. As a result, we observe that our method is suitable to handle noisy data. In addition, we present a method for extracting Laplacian Lines of a point cloud based on local reconstruction using the Delaunay triangulation.

[pt] Esta dissertação faz um estudo sobre a geração de efeitos visuais (VFX) a partir da captura de objetos em movimento como nuvens muito densas de pontos utilizando múltiplas câmeras RGB-D de baixo custo. Para este estudo, são utilizados um software comercial para renderização de partículas e alguns módulos já desenvolvidos pelo Departamento de P&D em VFX da TV Globo em parceria com o laboratório ICAD/VisionLab para a captura simultânea de múltiplas câmeras MS Kinect. No pipeline de produção proposto, um servidor sincroniza os disparos das várias câmeras, unifica as nuvens e gera um arquivo em formato padrão (PRP ou PLY). Este arquivo é, então, utilizado para a renderização de partículas volumétricas com adição de efeitos visuais utilizando o software Krakatoa MX para o 3DS Max. O objetivo é filmar cenas de maneira que o diretor possa posteriormente definir as cenas finais com qualquer trajetória de câmera e adicionar efeitos visuais. / [en] This dissertation is an investigation on the generation of visual effects (VFX) from the capture of moving objects as very dense point clouds using multiple low-cost RGB-D cameras. For this investigation, we use a commercial software for particle rendering and some modules already developed by the Department of VFX R&D of TV Globo in partnership with ICAD/VisionLab laboratory for the simultaneous capture of multiple MS Kinect cameras. In the proposed production pipeline, a server synchronizes the shooting of multiple cameras, unifies the clouds and generates a file in standard format (PRP or PLY). This file is then used for volumetric particle rendering with added visual effects using the Krakatoa MX software for 3DS Max. The goal is to shoot scenes in such a way that the film director can later define the final scenes with any camera path and adding visual effects.

[pt] A computação na nuvem vem modificando a maneira pela qual os usuários acessam e usufruem de serviços computacionais. Um sistema gerenciador de banco de dados é um dos principais recursos deste novo ambiente de trabalho. Entretanto, os grandes volumes de dados devem ser adequadamente gerenciados e disponibilizados, de acordo com as oscilações das cargas de trabalho e em função de novos parâmetros existentes. Pelas dimensões do problema neste novo ambiente da nuvem, não há como dispor de um DBA que consiga, manualmente, administrar, manter disponibilidade e desempenho de maneira aceitável. Em particular, há necessidade de sintonia fina (tuning) automática pois o sistema na nuvem deve cumprir requisitos contratuais de operação e, para o usuário, deve-se oferecer recursos como se fossem ilimitados ao mesmo tempo que com excelente desempenho. Nesta dissertação são explicitadas e comparadas as atividades de (auto) sintonia fina em SGBDs que operam em ambientes convencionais e em ambientes de nuvem. Enfatizam-se as diferenças observadas na visão do provedor do serviço de nuvem e dos usuários em um contexto de DBaaS. Nesta pesquisa será proposta uma nova extensão da ontologia de domínio desenvolvida e aprimorada por [Almeida, 2013] e [Oliveira, 2015], a fim de abranger a sintonia fina em banco de dados na nuvem. / [en] Cloud computing is changing the way users access and benefit from computer services. A database manager is one of the main features of this new working environment. However, large volumes of data must be properly managed and made available, according to the fluctuations in workloads and function of new and existing parameters. Because of dimensions problems in this new cloud environment, it is very difficult to have a DBA who can manually manage, maintain availability and performance acceptably. In particular, the necessity of a tuning process automatic in the cloud system to meet contractual operation requirements and the necessity of offering to the user resources as if they were unlimited while with excellent performance. This thesis explains and compares the activities of (self)-tuning database systems operating in conventional and cloud environments, emphasizing the differences observed in the cloud service provider s view and users in a context of DBaaS. In particular, it is proposed to extend of tuning ontology in order to automate actions to tuning the Database as a Service.

[pt] A presente tese problematiza o papel da mídia digital na (con)formação da geopolítica contemporânea, em especial sobre os conceitos de soberania e emancipação. Entendida como estrutura nômica, a mídia digital opera na condição de agente de repartição do espaço e regulação dos fluxos de forças, matéria, forma e informação. Computação e Internet são responsáveis pelo desenho e conformação tanto do espaço físico da terra, como do espaço virtual da rede, a chamada nuvem. Um materialismo radical opera entre a desintegração do analógico no digital, passando pela axiomática maquínica dos protocolos, até chegar à sobrecodificação semântica da plataforma, na qual o denominado nomos da nuvem toma sua forma mais aparente. Esse nomos desenha uma geometria não-euclidiana (fractal), desafiadora da lógica causal e é pressuposto das novas dimensões de World-design. Nele, o arquivo deixa de simplesmente funcionar como mera representação do mundo, pois o próprio mundo se torna arquivo-Mundo. Os níveis ontológico e epistemológico passam a ser condicionados pela dimensão política. A mídia digital tece um diagrama que estabelece novos regimes de visibilidade (interface, expressão) e de enunciação (endereçamento, conteúdo), perante o qual, para ser ou saber no âmbito da Computação em geral e da Internet em especial, é exigida a submissão às idiossincrasias do a priori técnico-tecnológico à disposição. Um novo agenciamento de corpos e de signos é implicado. A nova mídia desintegra as fronteiras subjetivas e objetivas associadas à soberania, concebida tradicionalmente como um atributo do Estado-nação, instituindo outra topologia/topografia de corpos e agências em seu lugar. Com a nova era midiática, portanto, tanto o território se desdobra em uma dimensão hiperbólica, com a possível sobreposição de diversas soberanias sobre uma específica transmissão ou circuito, como o substrato sobre o qual o poder pode exercer e ser exercido deixa de ser humano e, ademais, deixa de pressupor uma subjetividade para ser exercido de facto. Coloca-se o problema a respeito de como definir uma tal condição soberana no contexto da nova era midiática e da derrocada do modelo westfaliano de Estado-nação. Aliado à questão relativa à soberania, questiona-se como estabelecer a (dia)gramática das lutas emancipatórias nesse contexto. A partir do anúncio de eventos recentes, propõe-se que a nova era midiática é fincada sobre duas passagens, quais sejam, a passagem do analógico para o digital e a passagem do a-significante dos bits para a semântica dos regimes de interface e endereçamento. Essas duas passagens se consumam no conceito de plataforma, entendida como diagrama rígido no qual uma assimetria bem característica é estabelecida entre sistema e usuário. Segundo essa relação assimétrica, o usuário não pode acessar o arkanum do código-fonte, ou melhor, as entranhas do sistema são protegidas da ação de um usuário qualquer. Com o reconhecimento dessa relação, é propriamente possível a análise dos conceitos de soberania e emancipação. Enquanto a soberana é entendida a priori como a condição daquele (humano ou não) capaz de agenciar as potências do código fonte em uma determinada relação com o sistema, a emancipação no âmbito da atual era midiática perpassa necessariamente por uma reivindicação dessa soberania. / [en] The thesis problematizes the role of digital media in the (con)formation of contemporary geopolitics, especially with regard to the concepts of sovereignty and emancipation. Understood as a nomic structure, digital media operates as an active agent in the partition of space and in the regulation of fluxes of forces, matter, form and information. Computation and Internet are responsible for the design and conformation both of Earth s physical layer, as well as of the virtual space of the Net, the so-called Cloud. A radical materialism operates between the disintegration of the analogical principle into the digital, through the machinic axioms of protocols, until it reaches the semantical over-codification of the platform. It is only then that the nomos of the cloud assumes its most visible form. This nomos draws a non-Euclidean geometry (i.e., a fractal), one that defies the causal logic and develops new dimensions of World-design. In it, the archive stops functioning as a mere representation of the world, for the very world becomes an archive. The ontological and epistemological levels of analysis of such a nomic order are both conditioned by a political dimension. Digital media weaves a diagram that establishes new regimes of visibility (interface, expression) and enunciation (addressability, content). A diagram before which, to be or to know, either in the realm of Computation in general or on the Internet, means to be subjugated by the idiosyncratic technical-technological a priori at hand. A new form of agency of bodies and signs is implied. New media disintegrates subjective and objective frontiers commonly associated with the sovereign condition traditionally conceived as a trait native to the Nation-State. It does this by instituting a new topology/topography of bodies and agencies in the place of what existed before it. The new mediatic era unfolds the territory in a hyperbolic dimension, overlapping different sovereignties over a specific transmission or circuit. The mediatic channel operates as a substratum over which power might exert itself or be exerted, while, at the same time, forfeiting any human condition and, what is even more, setting aside every subjective presupposition. The thesis poses the question about how to define the sovereign condition in the context of the new mediatic era and the collapse of the Westphalian model of the Nation-State. Connected to the problem regarding sovereignty, the thesis asks how it is possible to establish a (dia)grammatic of emancipation struggles in this context. Following the recent events, it is assumed that the new mediatic era consists of two different crossings. The first one would be the overcoming of the analogical by the digital, while the second would be the transition from the a-signifying bit to the semantics of interfacial and addressable regimes. These two events are consummated in the concept of the platform, understood as a rigid diagram in which an asymmetric relation between user and system takes place. According to this asymmetrical relationship, the user is not capable of accessing the arcanum of the source-code. The entrails of the system are protected from the direct action of an ordinary User. Only after the recognition of this asymmetry, can the concepts of sovereignty and emancipation be adequately analysed. While sovereignty is a priori understood as the condition of that which (human or otherwise) is capable of accessing the potential of the source-code, emancipation in the realm of the new media depends on the revindication of such a sovereign condition.

[pt] Esta dissertação tem por objetivo realizar a caracterização metrológica de scanners ópticos tridimensionais por projeção de luz estruturada com vistas à aplicação em ensaios de coletes balísticos. Técnicas de digitalização tridimensional vêm ganhando popularidade nas últimas décadas, entretanto o recente emprego de equipamentos de digitalização 3D em ensaios de coletes balísticos constitui uma nova aplicação para estes equipamentos, em especial na caracterização dos traumas originados pelos impactos de projéteis, o que motivou a realização do estudo. A metodologia empregada fundamentou-se nas pesquisas bibliográfica, documental, experimental e de laboratório que tiveram por objetivo coletar dados utilizando scanner por projeção de luz estruturada no contexto de ensaios de coletes balísticos e compará-los com valores de referência. Foram sugeridos processos de alinhamento, segmentação, filtragem e estabelecimento de planos de referência que se mostraram adequados ao tratamento das nuvens de pontos obtidas nos ensaios de coletes balísticos. Os resultados confirmaram os erros sistemáticos relatados na literatura para equipamentos de digitalização por luz estruturada e possibilitaram uma estimativa da incerteza de medição para o equipamento em questão. Concluiuse que os valores críticos de medição de traumas são corretamente medidos pelo instrumento de digitalização 3D e por meio da utilização do método sugerido para tratamento de nuvens de pontos neste contexto. / [en] This dissertation aims at performing the metrological characterization of three-dimensional optical scanners by structured light projection for application in ballistic vest tests. Three-dimensional scanning techniques have been gaining popularity in recent decades, however the recent use of 3D scanning equipment in ballistic vests testing is a new application for these devices, especially in the characterization of traumas caused by projectile impacts, which motivated the realization of the study. The methodology used was based on bibliographic, documentary, experimental and laboratory research aimed at collecting data using a structured light projection scanner in the context of ballistic vests tests and comparing them with reference values. Procedures for alignment, segmentation, filtering and establishment of reference planes were suggested, which proved to be adequate for the treatment of point clouds obtained from ballistic vest tests. The results confirmed the systematic errors reported in the literature for structured light scanning equipment and made it possible to estimate the measurement uncertainty for the equipment in question. It was concluded that the critical trauma measurement values are correctly measured by the 3D scanning instrument and by using the suggested method for treating point clouds in this context.

[pt] Modelos CAD 3D ricos em dados são essenciais durante os diferentes estágios do ciclo de vida de projetos de engenharia. Devido à recente popularização da metodologia Modelagem de Informação da Construção e do uso de Gêmeos Digitais para a manufatura inteligente, a quantidade de detalhes, o tamanho, e a complexidade desses modelos aumentaram significativamente. Apesar desses modelos serem compostos de várias geometrias repetidas, os softwares de projeto de plantas geralmente não proveem nenhuma informação de instanciação. Trabalhos anteriores demonstraram que removendo a redundância na representação dos modelos CAD 3D reduz significativamente o armazenamento e requisição de memória deles, ao passo que facilita otimizações de renderização. Este trabalho propõe um arcabouço para correspondência de formas baseado em aprendizado profundo que minimiza as informações redundantes de um modelo CAD 3D a esse respeito. Nos apoiamos nos avanços recentes no processamento profundo de nuvens de pontos, superando desvantagens de trabalhos anteriores, como a forte dependencia da ordenação dos vértices e topologia das malhas de triângulos. O arcabouço desenvolvido utiliza nuvens de pontos uniformemente amostradas para identificar similaridades entre malhas em modelos CAD 3D e computam uma matriz de transformação afim ótima para instancia-las. Resultados em modelos CAD 3D reais demonstram o valor do arcabouço proposto. O procedimento de registro de nuvem de pontos desenvolvido atinge um erro de superfície menor, ao mesmo tempo que executa mais rápido que abordagens anteriores. A abordagem supervisionada de classificação desenvolvida antinge resultados equivalentes em comparação com métodos limitados anteriores e os superou significativamente num cenário de embaralhamento de vértices. Propomos também uma abordagem auto-supervisionada que agrupa malhas semelhantes e supera a necessidade de rotular explicitamente as geometrias no modelo CAD 3D. Este método auto-supervisionado obtém resultados competitivos quando comparados às abordagens anteriores, até mesmo superando-as em determinados cenários. / [en] Data-rich 3D CAD models are essential during different life-cycle stages of engineering projects. Due to the recent popularization of Build Information Modeling methodology and the use of Digital Twins for intelligent manufacturing, the amount of detail, size, and complexity of these models have significantly increased. Although these models are composed of several repeated geometries, plant-design software usually does not provide any instancing information. Previous works have shown that removing redundancy in the representation of 3D CAD models significantly reduces their storage and memory requirements, whilst facilitating rendering optimizations. This work proposes a deep-learning-based shape-matching framework that minimizes a 3D CAD model s redundant information in this regard. We rely on recent advances in the deep processing of point clouds, overcoming drawbacks from previous work, such as heavy dependency on vertex ordering and topology of triangle meshes. The developed framework uses uniformly sampled point clouds to identify similarities among meshes in 3D CAD models and computes an optimal affine transformation matrix to instantiate them. Results on actual 3D CAD models demonstrate the value of the proposed framework. The developed point-cloud-registration procedure achieves a lower surface error while also performing faster than previous approaches. The developed supervised-classification approach achieves equivalent results compared to earlier, limited methods and significantly outperformed them in a vertex shuffling scenario. We also propose a selfsupervised approach that clusters similar meshes and overcomes the need for explicitly labeling geometries in the 3D CAD model. This self-supervised method obtains competitive results when compared to previous approaches, even outperforming them in certain scenarios.

[pt] Nesta tese foram estudados três sistemas nanoscópicos compostos de pontos quânticos (PQs). No primeiro deles foi analisada a denominada nuvem Kondo, ou a extensão da blindagem que os spins da banda de condução fazem do spin de uma impureza magnética embebida em uma matriz metálica e representada, no nosso caso, por um PQ. As propriedades da nuvem Kondo foram obtidas através da manifestação da ressonância Kondo na densidade de estados local nos sítios da matriz metálica e também através das correlações de spin entre o spin do elétron no PQ e os spins da banda de condução. Foi possível encontrar uma concordância entre as extensões da nuvem Kondo obtidas com ambos métodos. O segundo sistema estudado consiste em uma estrutura de três PQs alinhados e com o PQ central acoplado a dois contatos metálicos. Foi analisada a operação deste sistema como uma porta lógica quântica cujo funcionamento depende do estado de carga do PQ central. Foi feito um estudo dependente do tempo das propriedades do sistema e, em particular, da correlação dos spins dos PQs laterais. Mostramos que o efeito Kondo, refletido na condutância do sistema, pode ser uma ferramenta fundamental para conhecer o estado da porta quântica. Os primeiros dois sistemas foram tratados usando o método dos Bósons Escravos na aproximação de campo médio. Finalmente, foi estudado o transporte termoelétrico em um sistema de dois PQs quando um deles está acoplado a contatos metálicos unidimensionais. O sistema foi analisado no regime de resposta linear e não linear a um potencial externo no regime de bloqueio de Coulomb. Mostramos que a presença de ressonâncias Fano e de uma singularidade de Van-Hove na densidade de estados dos contatos unidimensionais perto do nível de Fermi são ingredientes fundamentais para o aumento da eficiência termoelétrica do dispositivo. O problema de muitos corpos foi resolvido na aproximação de Hubbard III que permite um estudo correto das propriedades de transporte deste sistema para T maior que TK, onde TK é a temperatura Kondo. / [en] In this thesis, were studied three nanoscopic quantum dot (QD) systems. First, the so-called Kondo cloud was analyzed, the extension of the conduction band spin screening of a magnetic impurity embedded in a metallic matrix and represented, in our case, by a QD. The Kondo cloud properties were obtained studying the way in which the local density of states of the metallic matrix sites reflects the Kondo resonance and also through the spin-spin correlations between the QD and the conduction band spins. It was possible to find a good agreement between the Kondo cloud extensions obtained using both methods. The second system consists of three aligned QDs with the central QD connected to two metallic leads. The operation of this system as a quantum gate was studied, which depends on the central QD charge. A time dependent study of the system properties and, in particular, of the lateral QDs spin correlation was developed. We showed that the Kondo effect, reflected in the conductance, could be a fundamental tool to measure the information contained in the quantum gate state. The first two systems were treated using the Slave Bosons Mean Field Approximation method. Finally, we studied the thermoelectric transport of a two QD system when one of them is connected to two onedimensional leads. The system was analyzed in the linear and nonlinear response to an external applied potential, always in the Coulomb blockade regime. It was found that the presence of Fano resonances and a Van-Hove singularity in the one-dimensional lead density of states near the Fermi level are fundamental ingredients to enhance thermoelectric efficiency. The many-body problem was treated in the Hubbard III approximation, which is a correct approach to study the transport properties for T greater than TK, where TK is the Kondo temperature.

[pt] As tecnologias de imageamento em três dimensões (3D) vêm tendo seu uso cada vez mais disseminado no meio acadêmico e no setor industrial, especialmente na forma de nuvens de pontos, uma representação matemática da geometria e superfície de um objeto ou área. No entanto, a obtenção desses dados pode ainda ser cara e demorada, reduzindo a eficiência de muitos procedimentos que são dependentes de um grande conjunto de nuvens de pontos, como a geração de datasets para treinamento de aprendizagem de máquina, cálculo de dossel florestal e inspeção submarina. Uma solução atualmente em voga é a criação de simuladores computacionais de sistemas de imageamento, realizando o escaneamento virtual de um cenário feito a partir de arquivos de objetos 3D. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um simulador de sistema LiDAR (light detection and ranging) baseado em algoritmos de rastreamento de raio com paralelismo (GPU raytracing), com o sensor virtual modelado por parâmetros metrológicos e calibrado por meio de comparação com um sensor real, juntamente com um gerador flexível de cenários virtuais. A combinação destas ferramentas no simulador resultou em uma geração robusta de nuvens de pontos sintéticas em cenários diversos, possibilitando a criação de datasets para uso em testes de conceitos, combinação de dados reais e virtuais, entre outras aplicações. / [en] Three dimensional (3D) imaging technologies have been increasingly used in academia and in the industrial sector, especially in the form of point clouds, a mathematical representation of the geometry and surface of an object or area. However, obtaining this data can still be expensive and time consuming, reducing the efficiency of many procedures dependent on a large set of point clouds, such as the generation of datasets for machine learning training, forest canopy calculation and subsea survey. A trending solution is the development of computer simulators for imaging systems, performing the virtual scanning of a scenario made from 3D object files. At the end of this process, synthetic point clouds are obtained. This work presents the development of a LiDAR system simulator (light detection and ranging) based on parallel ray tracing algorithms (GPU raytracing), with its virtual sensor modeled by metrological parameters. A way of calibrating the sensor is displayed, by comparing it with the measurements of a real LiDAR sensor, in addition to surveying error models to increase the realism of the virtual scan. A flexible scenario creator was also implemented to facilitate interaction with the user. The combination of these tools in the simulator resulted in a robust generation of synthetic point clouds in different scenarios, enabling the creation of datasets for use in concept tests, combining real and virtual data, among other applications.