[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).

The NeuroTracker (NT), a computerized three-dimensional multiple object tracking (3D-MOT) training device, has potential benefits for concussion assessment and management, as well as maintenance of cognitive function. Accessing 3D technology is a limiting factor for 3D-MOT, so we assessed the performance of MOT training in 2D and 3D environments in both healthy and concussed individuals (8-91 years of age). The participants (n=86) who completed all ten training sessions over the three-month period, were assigned to one of three different studies: (1) an environment comparison (2D versus 3D), (2) an age comparison (youth, young adult, and older adult), or (3) a concussed population comparison (non-concussed, recently concussed, and prolonged concussed). In all studies, performance increased with training, indicating all individuals could increase perceptual cognitive function in all environments. Significant differences were apparent when 2D and 3D environments were compared, with participants in the 3D environment out performing participants in the 2D environment. Furthermore, switching from the 3D to the 2D environment was detrimental to learning performance. When comparing learning performance between different aged individuals, a linear regression demonstrated learning performance increased at a lesser rate with age(p<0.05). Concussed populations also demonstrated correlative trends when comparing learning performance, as well as initial NT scores. The longer an individual was suffering from concussion symptoms, the lower the initial NT score was, but the higher the rate of learning performance was through out training. Further investigation into attention, memory, and visual processing speeds in each population may help to better resolve the relationship between these domains and clarify if NT can serve as a means for concussion assessment and rehabilitation for individuals at any age in the future. / Graduate

Cette thèse est dédiée à la modélisation des réacteurs plasmas utilisant des décharges électriques de type couronne pour la décontamination des gaz. Ces réacteurs ont notamment la possibilité de traiter les agents polluants lorsqu'ils sont présents en très faible concentration (quelques centaines de ppm) dans un mélange gazeux. Cependant, chaque traitement demande des paramétrages spécifiques du réacteur qui est le plus souvent étudié en " boîte-noire " c'est-à-dire en bilan énergétique moyen et en taux de conversion entrée-sortie. En effet, les phénomènes in situ à l'origine de la transformation des polluants sont très localisés et fortement instationnaires. Ils sont donc quasiment inaccessibles à la mesure expérimentale. Ainsi, le but de cette thèse est la mise au point d'une simulation performante, capable d'expliquer les processus réactifs, énergétiques et hydrodynamiques qui prennent naissance dans les canaux filamentaires des décharges et qui s'étendent progressivement à l'ensemble du volume du réacteur. Ce type de modélisation permettra à l'avenir d'aider au design des réacteurs et de minimiser leurs coûts de développement. La thèse est découpée en 5 chapitres principaux en plus de l'introduction et de la conclusion générale. Le premier chapitre décrit les principales caractéristiques des décharges couronne de type streamer à la pression atmosphérique ainsi que l'ensemble des phénomènes énergétiques, hydrodynamiques et cinétiques qui sont activés par leur passage. Le second chapitre présente les équations des modèles de la décharge et de l'écoulement réactif. Ce dernier est modélisé par les équations fluides d'un mélange réactif couplé avec l'équation de conservation de l'énergie des états vibrationnels. Un état de l'art de la modélisation des réacteurs corona est présenté suivi de la description du logiciel FLUENT choisi pour résoudre le système d'équations du modèle développé. Le chapitre 3 est dédié à la validation du modèle et des couplages décharge-gaz dans une configuration géométrique 2D. Les conditions de simulation sont celles d'une configuration expérimentale d'un réacteur mono-pointe plan développé dans le groupe et fonctionnant avec de l'air synthétique dans les conditions ambiantes de température et de pression. Les termes sources permettant de prendre en compte le passage périodique des décharges sont estimés à partir d'une simulation validée du développement des primary et secondary streamers. La simulation de l'écoulement prend en compte 10 espèces chimiques (dont les états métastables de la molécule d'azote et d'oxygène) réagissant selon 23 réactions. Les résultats ont permis de valider la procédure d'intégration des termes sources et de suivre en détail les variations de la température du gaz et des espèces chimiques en fonction du type d'écoulement (laminaire ou turbulent), de son orientation et du nombre de décharge traversant le gaz. Le chapitre 4 concerne la simulation 2D d'un réacteur multi-pointes-plan (jusqu'à 10 pointes) sur des durées allant jusqu'à 10ms avec une fréquence de répétition des décharges de 10kHz. Les simulations réalisées permettent de suivre et d'expliquer en détail la formation d'ozone puis la transformation d'un polluant test (de l'oxyde d'azote NO) en fonction du nombre de pointes en activité et des propriétés de l'écoulement. Enfin, le dernier chapitre montre les premiers résultats obtenus en 3D dans un cas mono-pointe et multi-pointe-plan.

<p>Three-dimensional (3D) interfaces are made with the ambition to reinvent traditional two-dimensional (2D) displays into intuitive 3D environments that allow natural interactions and guarantee users’ satisfaction. However, reality is far from the expectations and 3D interfaces remain experimental. The results of empirical studies comparing 2D and 3D interfaces are incoherent and do not indisputably endorse the development of 3D applications. The reason behind this incoherency is that empirical comparisons often discard several factors that go beyond the specific style of the interface itself although they play a major role in human performance. Specifically: perceptual factors, factors related to semantics, contextual factors.</p><p>The identification of these factors was carried out through a set of empirical studies tackling two applications domains: information management (namely, the retrieval of data and on spatial memory tasks) and Air Traffic Control. Concerning the first domain, the results suggest that 3D interfaces can support spatial memory if the 3D interface is provided with a spatial structure that has also a semantic function. Also, the specific content of the objects disseminated in the 3D structure seem to affect performance. It is argued that when there is a strategic coupling of the semantics of the spatial structure with the meanings of the objects, 3D interfaces could enhance spatial memory. Concerning the second domain, the results indicate that 3D interfaces could support controllers’ tasks only for a limited set of activities. These do not include standard monitoring tasks where the presence of 3D would actually cause detriment to the performance due to perceptual biases. Finally, it is claimed that the idea of familiarity with an interface style can affect the way people interact with it and, despite the fuzziness of the concept, familiarity may represent a real challenge in users’ acceptance of 3D interfaces. </p>

En vue de répondre à l'absence de données complètes et réalistes de la part des fournisseurs, la connaissance du comportement des ferrites MnZn qui équipent les noyaux des composants haute fréquence a progressé nettement grâce à l'apport d'une nouvelle méthode de caractérisation des matériaux magnétiques. Contrairement aux méthodes normalisées, cette méthode, basée sur la mesure de deux impédances électriques complémentaires, permet d'accéder, à toute fréquence, aux données perméabilité et permittivité complexes. En ce qui concerne les formulations par éléments finis, les formulations générales en 3D ont été réécrites avec des propriétés physiques complexes, à l'aide de deux types de potentiel: le potentiel électrique et magnétique. Les hypothèses bidimensionnelles cartésienne et axisymétrique sont aussi utilisées. Le couplage avec les équations du circuit électrique d'alimentation est réalisé par la méthode des potentiels électriques intégrés dans le temps. Cette méthode généralement utilisée en 3D est adaptée pour les problèmes 2D. Les problèmes des capacités parasites liés aux effets des interactions électriques en haute fréquence sont aussi présentés. Pour la modélisation à des fréquences élevées, l'influence du champ magnétique sur le fonctionnement du composant n'est plus négligeable. Un modèle magnétique devient nécessaire afm de tenir compte de l'inductance d'un composant. Plusieurs études récentes sur les effets des interactions magnétiques électriques en haute fréquence sont montrées. Chaque méthode a comme particularité la nécessité des approximations, dans la plupart des cas géométriques, par rapport au problème qui est essentiellement tridimensionnel. Une modélisation par la méthode des éléments fmis utilisant la formulation axisymétrique couplée avec les équations de circuit électrique est proposée et bien adaptée pour une caractérisation électromagnétique des composants bobinés.

Three-dimensional (3D) interfaces are made with the ambition to reinvent traditional two-dimensional (2D) displays into intuitive 3D environments that allow natural interactions and guarantee users’ satisfaction. However, reality is far from the expectations and 3D interfaces remain experimental. The results of empirical studies comparing 2D and 3D interfaces are incoherent and do not indisputably endorse the development of 3D applications. The reason behind this incoherency is that empirical comparisons often discard several factors that go beyond the specific style of the interface itself although they play a major role in human performance. Specifically: perceptual factors, factors related to semantics, contextual factors. The identification of these factors was carried out through a set of empirical studies tackling two applications domains: information management (namely, the retrieval of data and on spatial memory tasks) and Air Traffic Control. Concerning the first domain, the results suggest that 3D interfaces can support spatial memory if the 3D interface is provided with a spatial structure that has also a semantic function. Also, the specific content of the objects disseminated in the 3D structure seem to affect performance. It is argued that when there is a strategic coupling of the semantics of the spatial structure with the meanings of the objects, 3D interfaces could enhance spatial memory. Concerning the second domain, the results indicate that 3D interfaces could support controllers’ tasks only for a limited set of activities. These do not include standard monitoring tasks where the presence of 3D would actually cause detriment to the performance due to perceptual biases. Finally, it is claimed that the idea of familiarity with an interface style can affect the way people interact with it and, despite the fuzziness of the concept, familiarity may represent a real challenge in users’ acceptance of 3D interfaces.

Le travail réalisé dans cette thèse concerne la mise au point de procédés de fabrication de microbobines essentiellement sur support souple. Deux applications sont spécifiquement visées : le contrôle non-destructif (CND) des matériaux et l'imagerie par résonance magnétique nucléaire. Dans le cas des supports souples, la flexibilité du substrat permet de placer le capteur au plus près de l'élément à caractériser lorsque la surface de celui-ci n'est pas plane et d'augmenter ainsi la sensibilité du dispositif de mesure. L'impact de la technologie sur les performances des microdispositifs élaborés est étudié pour deux types de microbobines : des microbobines planaires et tridimensionnelles. Le procédé de fabrication utilisé met en oeuvre le micromoulage de cuivre. Pour améliorer l'adhérence cuivre/substrat de polymère (Peek ou Kapton), un traitement plasma est effectué avant la croissance de la couche d'amorçage. Les bobines 3D sont obtenues en 2 étapes de micromoulage en utilisant un moule tridimensionnel réalisé en lithographie à niveaux de gris. La réalisation de via par ablation laser et leur remplissage par croissance électrolytique permet d'obtenir des connexions électriques par la face arrière des supports et de diminuer la distance échantillon/capteur. Pour le CND, des microbobines planaires de 40 tours (L ≈ 1 µH ; largeur des pistes : 5 µm) et des microsolénoïdes de 13 tours (L < 1nH) sont réalisés et caractérisés. Les performances électriques obtenues (facteur de qualité Q ≈ 25) sont excellentes et nettement supérieures à celles des dispositifs réalisés sur silicium oxydé (Q ≈ 5). Dans le cadre de l'IRM, les antennes réalisées présentent des diamètres variant de 3 à 15 mm. A 64MHz, les antennes de 15 mm présentent un Q de 80 ce qui constitue un excellent résultat. Une première image au monde utilisant une micro-antenne déformée d'une tumeur implantée chez la souris a été obtenue.

Detta är en reflexiv rapport om arbetsmetoden bakom skapandet av en filmtrailer som ska marknadsföra den fiktiva filmen om Gabriel Glömmer baserad på en bok av Ulf Löfgren. Boken handlar om en tillbakadragen pojke med en livlig fantasi som drömmer sig till en sagovärld där han får uppleva äventyr och möta nya vänner. Texten har ett fokus på skapandet av miljöer i 3D, med mål att behålla den grafiska stilen från 2D illustrationer som finns i boken. Resultatet av projektet är en filmtrailer med längden 1 minut och 40 sekunder. Filmtrailerns bilder har en uppbyggnad som försöker efterlikna de illustrationer som finns i boken.

Rapporten tar upp mina reflektioner dels angående projektarbetet både på ett personligt plan samt samarbetet mellan oss två som gjorde projektet. Vad har fungerat och vad har fungerat mindre bra under projekttiden? Från 2D till 3D är en röd tråd genom hela rapporten då vi gått från 2D-referernsbilder i barnboken Gabriel Glömmer till utrenderade 3D-sekvenser. Jag går igenom vad jag gjort och vad andra gjort under projekttiden då vi haft hjälp av lite olika människor. Dessa människor presenteras snabbt, något annat som presenteras är boken och min relation till densamma. Resultatet av projektarbetet blev att vi lyckades med de uppställde mål vi hade innan projektet startades.

Pontificia Universidad Católica de Valparaíso