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[en] ENVIRONMENT COMPUTATIONAL FOR INTEGRATION OF THE SIMULATION AND OF THE VISUALISATION FOR THE DYNAMICS OF VEHICLES / [pt] AMBIENTE COMPUTACIONAL PARA INTEGRAÇÃO DA SIMULAÇÃO E DA VISUALIZAÇÃO DA DINÂMICA DE VEÍCULOSERNANDES PEREIRA DE OLIVEIRA 08 August 2003 (has links)
[pt] Este trabalho tem como objetivo apresentar um ambiente
computacional integrado para a simulação e visualização
tridimensional da dinâmica de veículos, o SVDV. O ambiente
está dividido em três módulos: interface gráfica, simulação
e visualização gráfica. O módulo de interface, desenvolvido
em Visual Basic, gerencia os bancos de dados e serve como
ligação entre os módulos de simulação e visualização
gráfica. O módulo de simulação permite a inclusão de
diferentes modelos de dinâmica de veículos, estando
disponíveis atualmente modelos em Matlab/Simulink, Visual
C++ e MS Excel. O módulo de visualização gráfica faz
uso da poderosa linguagem de programação Maxscript, que
emprega scripts do 3D Studio Max (3DS Max). Com esta
linguagem é possível incluir inúmeros efeitos de
iluminação, texturização e modelagem, disponíveis no 3DS
Max, garantindo um elevado grau de realismo na visualização
da simulação. / [en] This work presents na integrated computational system for
the simulation and visualization of vehicular dynamics,
SVDV. The system is divided in three modules: graphics
interface, simulation and graphics visualization. The
interface module, developed in Visual Basic, manages the
databases and behaves as a link between the simulation and
visualization modules. The simulation module allows
the inclusion of different vehicular dynamics models. At
the present stage there are models developed in
Matlab/Simulink, Visual C++ and MS Excel. The graphics
visualization module makes use of the powerful Maxscript
programming language, a script language from 3D Studio Max
(3DS Max). Hence, it is possible to incorporate a variety
of illumination and texture effects and also modeling
techniques from 3DS Max, thus guaranteeing a realistic
visualization.
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[en] 3D NAVIGATION TECHNIQUES USING THE CUBE MAP / [pt] TÉCNICAS DE NAVEGAÇÃO 3D USANDO O CUBO DE DISTÂNCIASDANIEL RIBEIRO TRINDADE 27 September 2010 (has links)
[pt] A utilização de visualizadores 3D é algo cada vez mais comum em diversos
ramos de atividades. O surgimento de novas tecnologias, com o resultante
aumento do poder de processamento dos computadores atuais, tornou
possível a criação de ambientes virtuais 3D maiores e mais ricos em detalhes.
No entanto, a navegação em ambientes 3D, especialmente os ambientes
multiescala, ainda é um problema para muitos usuários. O objetivo deste
trabalho é propor soluções para alguns problemas de navegação 3D, a fim
de melhorar a experiência de uso nesse tipo de aplicação. Nesse sentido, são
apresentadas técnicas que permitem ajustar automaticamente a velocidade
de navegação, os planos de corte e o ponto de centro de rotação. É proposta
também uma solução para a detecção e tratamento de colisão entre a
câmera e os modelos da cena, além de uma técnica que visa impedir que
os usuários fiquem perdidos quando nenhum objeto da cena é visualizado.
Essas soluções são baseadas na construção e manutenção de uma estrutura
chamada de cubo de distâncias (cube map, no original em inglês), que
fornece informações sobre a localização espacial dos pontos da cena em
relação à câmera. Atualmente em desenvolvimento no Tecgraf/PUC-Rio, o
SiVIEP (Sistema de Visualização Integrado de Exploração e Produção) é
um visualizador voltado para profissionais da área de exploração e produção
de petróleo, que serviu para a detecção e entendimento dos problemas
mencionados e para a validação das soluções implementadas. / [en] The use of 3D viewers is becoming common in several activities. The appearance
of new technologies, with the resulting increase in processing power,
made possible the creation of larger and richer 3D virtual environments.
However, the navigation in 3D environments, especially the multiscale ones,
is still a problem for many users. The goal of this work is to propose solutions
to some 3D navigation problems in order to improve the user experience with
this kind of application. In this sense, techniques to automatically adjust the
navigation speed, the clipping planes and the rotation center are presented.
It is also proposed a solution for the detection and treatment of collision
between the camera and the scene, and a technique that aims to prevent
users from getting lost when no scene object is visualized. These solutions
are based on the construction and maintenance of a structure called cube
map, which provides information about the spatial location of the scene
points relative to the camera. Currently in development at Tecgraf/PUCRio,
the SiVIEP (Integrated Visualization System for Exploration and Production)
is a viewer aimed at professionals in the area of oil exploration and
production that was used to detect and understand the mentioned problems,
and also for validating the implemented solutions.
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[en] TRIDIMENTIONAL CHARACTERIZATION OF POLYMER MATRIX GLASS FIBER REINFORCED COMPOSITES / [pt] CARACTERIZAÇÃO TRIDIMENSIONAL DE COMPÓSITOS DE MATRIZ EPÓXI REFORÇADOS POR FIBRAS DE VIDROLORENLEYN DE LA HOZ ALFORD 18 April 2017 (has links)
[pt] Compósitos são materiais tipicamente não homogêneos e anisotrópicos,tanto do ponto de vista microestrutural quanto de suas propriedadesmecânicas. Os mecanismos de falha são afetados pela distribuição espacial e pela qualidade da adesão na interface reforço-matriz. As técnicas tradicionais de caracterização microscópica são bastante limitadas para caracterizar este tipo de material, já que seções ou projeções bidimensionais podem não revelar completamente a microestrutura anisotrópica. Quando se busca entender a origem de mecanismos de falha, estas limitações são ainda mais importantes. Nesta dissertação foi desenvolvida uma metodologia de caracterização tridimensional baseada em microtomografia de raios-x. O material avaliado foi um compósito de matriz epóxi reforçado com fibras de vidro alinhadas unidirecionalmente. Corpos de prova (CP) foram tomografados antes e depois de ensaios de flexão em diferentes níveis de tensão. As imagens 3D foram analisadas para visualizar e quantificar vazios e trincas, tanto originados no processo de fabricação como gerados durante o ensaio mecânico. Para visualizar a evolução de defeitos com a tensão/deformação, foi estabelecido um procedimento de registro 3D entre as imagens dos CP´s como recebidos, após ensaio no regime elástico e após a falha. Uma avaliação da incerteza do procedimento foi realizada tomografando mais do que uma vez o CP, registrando e comparando as imagens 3D. Os resultados indicaram um crescimento do volume de defeitos após a falha do material. A visualização 3D de regiões específicas das tomografias permitiram identificar a formação e o crescimento de defeitos gerados pelo esforço mecânico. / [en] Composites are typically no homogeneous and anisotropic materials,
both from the point of microstructural view as well mechanical properties.
The failure mechanisms are affected by the spatial distribution and quality
of the adhesion the interface matrix-reinforcement. The traditional techniques
of microscopic characterization are enough limited to characterize
this type of material since sections or two-dimensional projections may not
fully reveal the anisotropic microstructure. When search to understand the
origin of failure mechanisms, these limitations are even more important. In
the present work, a three-dimensional characterization methodology based
on X-ray microtomography was developed. The material evaluated
was an epoxy matrix composite reinforced with glass fibers unidirectionally
aligned. The samples (CP) were tomographed before and after the bending
tests at different loads. The 3D images were analyzed to identify and
quantify voids and cracks, both defects were originated in the process of
manufacturing as were generated during the mechanical tests. A 3D registration
procedure was developed between the sample images obtained before
and after the bending tests, in the elastic range and after the failure. An
assessment of the uncertainty of the procedure was performed doing more
than one tomography of the samples as received, registering and comparing
the resulting 3D images. The results showed a clear increase in the volume of
the defects after material failure. The 3D visualization of specific regions of
the tomographies allowed the identification of the formation and the growth
of these defects generated by the mechanical stress.
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[en] EVALUATION OF 2D-3D VISUALIZATION AND ATTENTION MANAGEMENT TECHNIQUES FOR THE OPERATION OF INDUSTRIAL PLANTS / [pt] AVALIAÇÃO DE TÉCNICAS DE VISUALIZAÇÃO 2D-3D E DE GESTÃO DE ATENÇÃO PARA OPERAÇÃO DE PLANTAS INDUSTRIAISMARCELA COSTA CAMARA DO BOMFIM 28 November 2013 (has links)
[pt] Visualizações 2D e 3D podem ser válidas para diferentes finalidades. Visualizações
2D podem diminuir a oclusão de partes específicas, mostrar ângulos e
distâncias sem distorções e permitir posicionamento e navegação mais precisas. Já
as visualizações 3D podem prover uma visão geral do espaço, ilustrar formas, oferecer
noções de tamanho e distância e suportar navegação livre, além de permitir
ao usuário compreender como é aquele lugar na realidade ou rapidamente reconhecê-
lo quando já o conhece fisicamente. Apesar das vantagens do ambiente 3D,
ainda nos deparamos com alguns desafios neste ambiente, como a oclusão de objetos,
que, em um ambiente de monitoramento em tempo real, pode trazer alguns
perigos. O objetivo principal desta pesquisa é proporcionar um ambiente que
apóie um cenário de monitoramento de plantas industriais, explorando técnicas de
visualização da informação e dados científicos, integrados em um ambiente que
mescla 2D e 3D e determinando como informações importantes serão mostradas
para chamar a atenção do usuário através de alertas sobre situações de risco. Atualmente,
este monitoramento é realizado sobre uma planta 2D e alguns fatores
motivaram a migração deste tipo de visualização para o 3D, como a facilidade na
percepção do mapeamento para a visão real, comunicação entre diferentes equipes
que não conhecem a planta e a intenção de futuramente tornar o sistema de operação
uma parte integrada de outras áreas de atuação que já utilizam ambientes 3D.
Desta forma, este trabalho tem como principal questão de pesquisa investigar
meios de combinar tais técnicas, propondo formas de lidar com a oclusão, as dificuldades
da navegação no ambiente 3D e diferentes formas de chamar a atenção
do usuário, considerando tanto os eventos que estão em seu campo de visão quanto
àqueles que estão fora do seu campo de visão. / [en] 3D Visualization can be valid for different purposes. 2D visualizations can
decrease the occlusion in specific parts, show undistorted angles and distances and
enable precise positioning and navigation. Already the 3D visualization can
provide an overview of the space, illustrate shapes of objects, offering precise
notions of size and distance and support free navigation, and allows the user to
understand how this place is in reality or quickly recognize it when the place is
already known physically. Despite the advantages of the 3D environment, we are
still encountering some challenges in this environment, such as the occlusion of
objects, which, in an environment of real-time monitoring, can bring some
dangers. The main objective of this research is to provide an environment that
supports a scenario of industrial plants monitoring in real time, exploring
techniques of information visualization and scientific data in an integrated
environment that mixes 2D and 3D visualizations, determining how important
information will be displayed to call the user’s attention through warnings about
risky situations. Currently, this monitoring is made on a 2D space plant and some
factors motivated the migration of this type of visualization for the 3D
environment, such as ease the perception of the mapping to the action vision,
communication between different teams who do not know the plant and the
intention of, in the future, make the operation system an integrated part of other
areas of expertise that already use this 3D environment. Thus, this study’s main
research question is to investigate ways of combining these techniques and
propose ways to handle the occlusion, the difficulties of navigation in the 3D
environment and different ways to draw the user’s attention, considering both the
events that are in his field of vision as those who are outside of his field of view
(due to the possibility of free navigation).
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[en] AN ARCHITECTURE FOR THE VISUALIZATION DISTRIBUTED OF VIRTUAL ENVIRONMENTS / [pt] UMA ARQUITETURA PARA A VISUALIZAÇÃO DISTRIBUÍDA DE AMBIENTES VIRTUAISALEXANDRE GUIMARAES FERREIRA 25 July 2002 (has links)
[pt] Um grande número de aplicações requer um sistema de
visualização que proporcione múltiplas visões de um
ambiente virtual animado. Uma solução natural é a
disposição de múltiplos dispositivos de visualização ao
redor de um usuário, de forma a compor uma vista
panorâmica da cena. Em um arranjo mais elaborado, vistas
panorâmicas do ambiente virtual, obtidas a partir de
diferentes pontos de vista, são fornecidas
simultaneamente a diferentes usuários. Cada cena
panorâmica apresentada ao usuário é formada pela
composição das imagens geradas em cada superfície de
visualização. Desta forma, é possível imaginar cada
dispositivo de visualização como sendo uma janela para o
ambiente virtual.O uso desta tecnologia visa realçar a
percepção humana e aumentar o grau de imersão dos
usuários. Isto é alcançado através do aumento
quantitativo dos estímulos visuais fornecidos, decorrente
do uso de múltiplas janelas. Uma abordagem tradicional
para o desenvolvimento de um sistema deste tipo é
baseada em sistemas especializados, que utilizam hardware
dedicado, responsável pelo controle e processamento
centralizado de todos os dispositivos de visualização.
Este trabalho propõe uma arquitetura distribuída que
proporcione maior escalabilidade, portabilidade e
flexibilidade ao sistema de visualização utilizando uma
rede heterogênea e estações gráficas de baixo custo.
A arquitetura proposta objetiva dar suporte ao
desenvolvimento de aplicações que apresentem um resultado
visual consistente do ambiente virtual. Para isso, são
apresentadas técnicas para garantir o sincronismo e a
integridade entre as diversas estações. / [en] A great number of applications requires a visualization
system that provides multiple visions of an animated
virtual environment. A natural solution is the disposal of
multiple devices of visualization around an user, in order
to compose a panoramic sight of the scene. In a more
elaborated arrangement , panoramic scenes of the virtual
environment, acquired from different points of view, are
provided simultaneously to different users. Each
panoramic scene presented to the user is constituted by the
composition of the images generated in each surface of
visualization. Therefore, it is possible to imagine
each device of visualization as being a window to a virtual
environment. The use of this technology aims at to
enhance the perception of human beings and to increase the
degree of user s immersion. That is reached through
the quantitative increase of the supplied visual
stimulatons, decurrent of the use of multiple windows. A
traditional approach for the development of this kind of
system is based on specialized systems, that use the
dedicated hardware, responsible for the control and
processing centered of all the visualization devices. This
work considers a distributed architecture that provides to
greater scalability, portability and flexibility to
the visualization system using an heterogeneous net and
graphical stations of low cost. The architecture s
proposal is to to support the development of applications
that present a consistent visual result of the virtual
environment. Thereunto, techniques are presented to
guarantee the synchronism and the integrity between the
various stations.
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[en] 3D IMAGE ACQUISITION, PROCESSING AND ANALYSIS: MICROCT AND FIB-SEM IN THE CHARACTERIZATION OF DEFECTS IN WET WELDS / [pt] AQUISIÇÃO, PROCESSAMENTO E ANÁLISE DE IMAGENS 3D: MICROTC E FIB-SEM NA CARACTERIZAÇÃO DE DEFEITOS EM SOLDA MOLHADALUCIANA FERREIRA SILVA 14 August 2015 (has links)
[pt] A caracterização tridimensional tem sido mais utilizada na área da ciência dos materiais devido à necessidade de melhor compreensão e resultados mais precisos acerca da microestrutura dos materiais, que não são completamente revelados pelas técnicas tradicionais de microscopia bidimensional. No presente trabalho dois tipos de técnicas de caracterização 3D foram utilizadas: MicroTC - Microtomografia de Raios-X (com tomógrafos de bancada e baseados em fonte síncrotron) e FIB-SEM (feixe de íons focalizados acoplados a um MEV). Estas técnicas foram aplicadas a um sistema específico: descontinuidades em metal de solda subaquática molhada. Estas descontinuidades (poros, trincas e inclusões) apresentam tamanhos típicos variando de nanômetros a dezenas de micrômetros. Além disso, apresentam formas, distribuição espacial e orientação bastante variada e complexa. Assim, esta tese apresenta o desenvolvimento de metodologia de aquisição, processamento, análise e visualização 3D de poros, trincas e inclusões em solda subaquática molhada, a partir de imagens obtidas por MicroTC e FIB-SEM. As técnicas de aquisição foram otimizadas para os diferentes tipos de descontinuidades. Rotinas especializadas de processamento e análise de imagens foram criadas, sempre que possível utilizando um ambiente de software livre (FIJI/ImageJ). Diversas medidas foram automaticamente obtidas: número de objetos, volume, fração volumétrica, área superficial, diâmetro de Feret, espessura, esfericidade e compacidade. Além disso, a construção de imagens 3D permitiu observar a forma e a distribuição espacial das descontinuidades presentes. Visando avaliar a sensibilidade para detecção de trincas por MicroTC, um corpo de prova com seção variável foi submetido a um ensaio de tração, de forma que as diferentes seções sofressem diferentes valores de tensão. Foi verificada uma correlação positiva entre o valor de tensão e o número, comprimento e espessura das trincas detectadas.
Este experimento também revelou o impacto da resolução espacial e do ruído sobre a possibilidade de detectar as trincas de forma acurada. / [en] 3D characterization is growing quickly in materials science due to the demands of better microstructural characterization, which cannot be fully achieved with the traditional 2D microscopy techniques. In this work, two types of 3D characterization techniques were employed: MicroCT –
microcomputed x-ray tomography (with both bench top and synchrotron
sources) and FIB-SEM (focused ion beam coupled to SEM). These techniques
were applied to a specific system: discontinuities in underwater wet welds.
These discontinuities (pores, cracks and inclusions) range in size from
nanometers to tens of microns. Moreover, they present complex and varied shapes, spatial distribution and orientation. Thus, this thesis presents the development of methodology for the acquisition, processing, analysis and visualization of pores, cracks and inclusions in underwater wet welds, from
images obtained by MicroCT and FIB-SEM. The acquisition techniques and conditions were optimized for the different kinds of discontinuities. Specialized routines for image processing and analysis were developed, employing a free software environment whenever possible (FIJI/ImageJ). Several measurements were automatically obtained: number of objects, volume, volume fraction, surface area, feret diameter, thickness, sphericity and compacity. Moreover, the rendering of 3D images allowed the observation of the shape and spatial distribution of the discontinuities in the weld metal.
To evaluate the detection sensitivity of cracks by MicroCT, a specimen with
varied cross-sections was submitted to a tensile test, so that the different sections were submitted to to different stress values. A positive correlation was observed between the stress value and the number, length and thickness of the detected cracks. This experiment also showed the influence of spatial
resolution and noise upon the possibility of detecting cracks accurately.
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[en] VISUALIZATION OF TWO PHASE FLOW IN POROUS MEDIA BY X-RAY MICROTOMOGRAPHY / [pt] MICROTOMOGRAFIA DE RAIOS-X APLICADA À VISUALIZAÇÃO DO ESCOAMENTO BIFÁSICO EM MEIOS POROSOSRODRIGO CID LOUREIRO ASSAF 07 January 2019 (has links)
[pt] Na indústria do petróleo estudam-se os chamados métodos de recuperação melhorada de óleo, que visam melhorar a varredura macroscópica do reservatório e reduzir a saturação de óleo residual nas regiões varridas pela injeção da fase aquosa. Este trabalho apresenta um estudo fundamental do processo de injeção de emulsões óleo-água como método de recuperação melhorada. O meio poroso utilizado nos estudos foi um empacotamento de esferas de vidro. O meio poroso foi inicialmente saturado com óleo. O deslocamento de óleo foi realizado através da injeção sequencial de água, emulsão e água. Microtomografia de raios-X foi utilizada para determinar a distribuição das fases aquosas e oleosas ao final de cada etapa do processo de injeção. Processamento das imagens 3D obtidas permitiram a quantificação do efeito da injeção de emulsão no desvio do caminho preferencial da fase aquosa e na distribuição e tamanho de gânglios de óleo residual, gerando recuperações incrementais com relação a injeção de água. / [en] In the oil industry, the so-called enhanced oil recovery methods are studied, which aim to improve the macroscopic scanning of the reservoir and reduce the residual oil saturation in the regions swept by the injection of the aqueous phase. This work presents a fundamental study of the process of injection of oil-water emulsions as an improved recovery method. The porous medium used in the studies was a glass bead packaging. The porous medium was initially saturated with oil. The oil displacement was performed through the sequential injection of water, emulsion and water. X-ray microtomography was used to determine the distribution of the aqueous and oily phases at the end of each step of the injection process. Processing of the 3D images obtained allowed the quantification of the effect of emulsion injection on the deviation of the preferred path of the aqueous phase and the distribution and size of residual oil ganglia, generating incremental recoveries in relation to a water injection.
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