Det är svårt att veta hur man på snabbast möjliga sätt kan skapa 3D datorgrafik till film. Detta arbete handlar om processen (pipeline) för att skapa ett troll i 3D till filmat material med målet att arbeta så tidseffektivt som möjligt utan att försämra kvaliteten. Vi utformar en specifik pipeline med hjälp av kunskaper från nyckelpersoner i filmindustrin, egna erfarenheter samt en litteraturstudie. Kortfilmen består av ett 3D troll sammansatt till en minuts filmat material. Kortfilmen förklarar de olika stegen i arbetsprocessen; filmskapandet och vad man ska tänka på från idé till slutlig animerad produkt samt val av programvaror.

Ingeniero Civil Mecánico / Actualmente existen equipos de extrusión de escritorio que producen filamento, pero trabajan sobrecalentando el material. En general los plásticos están destinados sólo a un ciclo térmico, por lo que no existe preocupación por la degradación producida en los plásticos a raíz de temperaturas excesivas. El propósito general de este trabajo consiste en diseñar una máquina capaz de tratar materiales termoplásticos disminuyendo su degradación, para generar a partir de éstos, un filamento útil para impresoras 3D FDM. Para lo anterior se estudia el comportamiento de una extrusora previamente diseñada y partes fabricadas, para luego definir la geometría general y las variables de diseño adecuadas para representar convenientemente un calefactor para extrusión de filamento. Una vez definida la forma general del calefactor, se modela a partir de diferencias finitas su campo de temperaturas en operación. Para lograr la solución de las ecuaciones desarrolladas, se programó una aplicación computacional en lenguaje Java, permitiendo su fácil utilización en la mayoría de los sistemas operativos existentes, desplegando la solución del problema sin un equipo computacional avanzado. Este programa resuelve un calefactor específico, con medidas, materiales y estado de operación particular, entregando el campo de temperaturas de todo el equipo. Posteriormente, se definieron variables de desempeño e índices de desempeño que caracterizan un calefactor en particular y su estado de operación, permitiendo su comparación frente a otros equipos y escenarios. Los índices de desempeño y el programa previamente desarrollado, se utilizaron para crear una nueva aplicación computacional que modifica variables de diseño y mide desempeño de las variaciones. Con esto, se estudiaron todas las variables geométricas que influyen en la creación del calefactor, para así, definir la forma final del equipo a través de la optimización de dichas variables. Se finaliza el trabajo con un diseño sencillo, de fácil construcción y optimizado, capaz de trabajar con distintos materiales termoplásticos. Para ello, se utilizan los mismos programas desarrollados para la optimización del diseño, para perfeccionar el funcionamiento para un material en específico.

Purpose: Sweden's construction industry is facing great challenges in form of increased housing with the increasing demands on the environment and economy, this combined with the current low unemployment today and many upcoming retirements. To meet these challenges, it requires development and changes which BIM is considered to handle if it is correct performed. 3d planning is an important part of BIM, where it lays the ground for further step in the building process following two steps, production and management. Method: Selected methods of this thesis is a literature review, semi-structured interviews and document analysis. In the literature review writings about, or related to, 3d planning was studied. The interview method gave more detailed information about the problems that planners experience in reality. The document analysis created a deeper understanding of how 3d design work. Findings: The results show that with simple means it is possible to avoid common problems. Which leads to streamline of 3d design and the entire construction process. This in the form of aspects including economy, the environment and sustainable construction. Implications: Development and improvements in 3d design leads to more effective planning which in contributing to more effective construction. Increase of efficiency can now be justified by the savings in the economy and the environment. But visions of development potential in the further step exists today. One step further, for example, be monitoring the working environment in the planning phase. More education in BIM at all levels of the construction industry should create a better understanding of each other and alleviate the communication gaps that currently prevails. Limitations: This thesis is limited to the design phase of the building process conducted with 3d modeling. / Syfte: Sveriges byggbransch står idag inför stora utmaningar i form av ökat bostadsbyggande med allt högre krav på miljö och ekonomi. Detta i kombination med rådande låg arbetslöshet redan idag och många kommande pensionsavgångar. För att möta dessa utmaningar krävs utveckling och förändring, vilket BIM anses klara om det utförs korrekt. 3d projektering utgör en viktig byggsten inom BIM, där den lägger grunden för vidare arbete i byggprocessens följande två steg som är produktion och förvaltning. Metod: Valda metoder för detta examensarbete är litteraturstudie, semistrukturerad intervju och dokumentanalys. I litteraturstudien studerades litteratur som handlar om eller är relaterade till 3d projektering. Intervjumetoden gav djupare information om problematiken som projektörer upplever i verkligheten. Dokumentanalysen skapade en djupare förståelse hur 3d projektering fungerar. Resultat: Studiens resultat visar att det med hjälp av enkla medel går att undvika vanligt förekommande problem inom 3d projektering för att effektiviseras. Dessa enkla medel är främst förbättrad kommunikation, kompetens och förståelse för varandra. Effektivisering av 3d projektering leder till att öka effektiviteten i hela byggprocessen. Detta med besparingar på bland annat ekonomi, miljö, arbetssäkerhet och hållbart byggande. Konsekvenser: Utveckling och förbättringar inom 3d projektering leder till effektivare projektering som i sin bidrar till effektivare byggprocess. Ökning av effektiviteten kan idag motiveras med besparingar inom ekonomi och miljö. Men visioner om utvecklingspotential i vidare steg finns idag. Ett steg längre kan exempelvis vara kontroll av arbetsmiljön redan i projektering. Mer utbildning inom BIM i alla nivåer för byggbranschen bör skapa en bättre förståelse för varandra och mildra de kommunikationsbrister som idag råder. Begränsningar: Detta examensarbete begränsar sig till projekteringsfasen inom byggprocessen som utförs med 3d modellering.

Three dimensional image processing and analysis, particularly, the imaging and reconstruction of an environment in three dimensions  has received significant attention, interest and concern  during the recent years. In the light of this background, this research study intends to provide an efficient way to reconstruct an irregular surfaced object, for example "the sole of a shoe", with good precision at a low cost using XBOX Kinect V2.0 sensor. Three dimensional reconstruction can be achieved either by using active or passive methods. Active methods make use of light source such as lasers or infra-red emitters for scanning a given environment and measuring the depth, to create a depth map. In contrast, in passive methods, colour images of the environment in different perspectives are used to create a three dimensional model of the environment. In this study, an active method using a set of depth maps of the object of interest is implemented, where the object of interest is represented by a sole of a shoe. Firstly, a set of depth maps of the object of interest are acquired in different perspectives. The acquired depth maps are first pre-processed for removing any outliers in the data acquired and are then enhanced. Enhanced depth maps are converted into 3D point clouds using the intrinsic parameters of the Kinect sensor. These obtained point clouds are subsequently registered into a single position using the Iterative Closest Point(ICP) algorithm. Aligned point clouds of the object of interest are then merged to form a single dense point cloud of the object of interest. Analysis of the generated single dense point cloud has shown that accurate 3D reconstruction of the real object of the interest has been achieved.

Syfte: 3D-skrivartekniken har etablerat sig inom flera stora industrier och nu talas det om en introducering i byggbranschen. Branschen är känd för att vara konservativ, men en rad fördelar ses med den nya tekniken; kortare byggtider, mindre materialspill och arbetsplatser som är hälsosammare och mer säkra. Därför är det av intresse att se hur tekniken kan användas inom byggbranschen samt att se vad ett första steg skulle kunna vara. Realistiskt sett är det också viktigt att se till vilka hinder som finns för 3D-skrivarens etablering. Målet med arbetet är att konkretisera på vilka sätt 3D-skrivare kan användas inom husproduktion i byggbranschen. Metod: För att nå målet med studien används litteraturstudie för att ta del av tidigare forskning kring ämnet och i växelverkan utförs kvalitativa intervjuer för att få en god inblick i byggbranschens syn på 3D-skrivartekniken och dess implementering i husproduktionsstadiet. Totalt 9 personer som arbetar inom byggbranschen intervjuas. Resultat: 3D-skrivartekniken används i dagsläget till komplicerade gjutformar till exempelvis fasadutsmyckningar. Tekniken öppnar upp möjligheter för arkitekter. Möjligheter som på traditionellt byggnadssätt hade blivit för dyrt, för komplicerat eller helt enkelt omöjligt. Tekniken har stor potential och när tekniken kommit längre finns möjlighet att använda den i fler led inom byggproduktionen. Många fördelar ses vid användning av tekniken i prefabindustrin. Där är miljön kontrollerad och det behöver inte oroas över hur 3D-skrivare skulle klara arbetsplatsens klimat. Konsekvenser: Byggbranschen kommer att använda sig mer och mer av digitala verktyg och automatisering i framtiden. En rekommendation författarna har är att uppmana företag eller personer att ta del av tekniken och ligga i framkant då tekniken sprider sig i byggbranschen för att genom denna investering kunna tjäna pengar och även bidra till utveckling inom den allmänt känt konservativa byggbranschen. Begränsningar: Examensarbetet behandlar 3D-skrivare som skriver ut enskilda byggnadselement som sedan monteras på traditionellt vis och fokuserar på användning i den svenska byggbranschen. Intervjustudien begränsas till att intervjua en person från följande yrkesroller: affärschef, arbetschef, arbetsledare, arkitekt, forsknings och utvecklingschef, kundcenterchef, produktionschef, utvecklingschef och VD.

Ingeniero Civil Mecánico / La tecnología de impresión 3D en los últimos años ha tomado un notable impulso, abarcando un amplio espectro de rubros. En particular, esta memoria se concentra en la aplicación de esta tecnología en el área de la construcción, específicamente en la impresión 3D por extrusión de hormigón. Debido a la complejidad inherente en la tecnología, esta memoria se adscribe a la iniciativa Beauchef Proyecta de financiar proyectos multidisciplinarios innovadores y desafiantes. Particularmente este proyecto comprende la inclusión de alumnos de Ingeniería Civil y Computación. Este proyecto comprende el diseño y construcción de un prototipo de impresora 3D de hormigón, con el fin de realizar las probetas requeridas para el estudio y ensayos de concretos aptos para la impresión 3D. Se decidió realizar un prototipo para preparación de probetas, debido a que el estudio de las propiedades de los concretos aptos para impresión 3D a mayor escala se encuentra aún en desarrollo. La impresora 3D diseñada, bautizada Hefesto 3D, corresponde a un modelo cuyo desplazamiento es del tipo cartesiano, el cual posee un extrusor para concreto en su cabezal principal, que está compuesto por un tornillo de Arquímedes. Esta configuración fue seleccionada por su facilidad de construcción y robustez requerida para la deposición del concreto. La impresora tiene un volumen útil de 800x800x600mm con el cual se pueden preparar distintas figuras de probetas para el estudio de concreto idóneos para impresión 3D. Como prototipo se logró un diseño que cumple con el requerimiento funcional planteado inicialmente, se realizaron algunas dos pruebas de impresión 3D de concreto. Estas pruebas determinaron que la funcionalidad de la impresora se logra, sin embargo se encontraron varios resultados para la optimización y mejoras de la impresora 3D, discutidos en este reporte. Se realizan pruebas de funcionamiento con una sola fórmula de concreto. Finalmente, cabe señalar que esta impresora es sólo un punto de partida para una serie de proyectos de investigación tanto en la disciplina civil, mecánica y computación. Desde el área civil, se pueden investigar una serie de parámetros del concreto. En la disciplina mecánica, investigar mejoras de diseño, componentes, materiales y creación de nuevos equipos de apoyo a la impresora 3D, como el bombeo del material.

The camera is the cheapest and computationally real-time option for detecting or segmenting the environment for an autonomous vehicle, but it does not provide the depth information and is undoubtedly not reliable during the night, bad weather, and tunnel flash outs. The risk of an accident gets higher for autonomous cars when driven by a camera in such situations. The industry has been relying on LiDAR for the past decade to solve this problem and focus on depth information of the environment, but LiDAR also has its shortcoming. The industry methods commonly use projections methods to create a projection image and run detection and localization network for inference, but LiDAR sees obscurants in bad weather and is sensitive enough to detect snow, making it difficult for robustness in projection based methods. We propose a novel pointwise and Instance segmentation deep learning architecture for the point clouds focused on self-driving application. The model is only dependent on LiDAR data making it light invariant and overcoming the shortcoming of the camera in the perception stack. The pipeline takes advantage of both global and local/edge features of points in points clouds to generate high-level feature. We also propose Pointer-Capsnet which is an extension of CapsNet for small 3D point clouds.

Le but de ce travail est d'analyser des scènes sous-marines naturelles et en particulier cartographier des environnements sous-marins en 3D. Il existe aujourd'hui de nombreuses techniques pour résoudre ce problème. L'originalité de ce travail se trouve dans la fusion de deux cartes obtenues avec des capteurs de différentes résolutions. Dans un premier temps, un engin autonome (ou un bateau) analyse les fonds marins avec un sonar multifaisceaux et crée une première carte globale de la zone. Cette carte est ensuite décomposée en petites cellules représentant une mosaïque du fond marin. Une deuxième analyse est ensuite réalisée sur certaines cellules particulières à l'aide d'un second capteur avec une résolution plus élevée. Cela permettra d'obtenir une carte détaillée 3D de la cellule. Un véhicule autonome sous-marin ou un plongeur muni d'un système de vision stéréoscopique effectuera cette acquisition.Ce projet se décompose en deux parties, la première s'intéressera à la reconstruction 3D de scènes sous-marines en milieu contraint à l'aide d'une paire stéréoscopique. La deuxième partie de l'étude portera sur l'aspect multimodal. Dans notre cas, nous utilisons cette méthode pour obtenir des reconstructions précises d'objets d'intérêts archéologiques (statues, amphores, etc.) détectés sur la carte globale.La première partie du travail concerne la reconstruction 3D de la scène sous-marine. Même si aujourd'hui le monde de la vision a permis de mieux appréhender ce type d'image, l'étude de scène sous-marine naturelle pose encore de nombreux problèmes. Nous avons pris en compte les bruits sous-marins lors de la création du modèle 3D vidéo ainsi que lors de la calibration des appareils photos. Une étude de robustesse à ces bruits a été réalisée sur deux méthodes de détections et d'appariements de points d'intérêt. Cela a permis d'obtenir des points caractéristiques précis et robustes pour le modèle 3D. La géométrie épipolaire nous a permis de projeter ces points en 3D. La texture a été ajoutée sur les surfaces obtenues par triangulation de Delaunay.La deuxième partie consiste à fusionner le modèle 3D obtenu précédemment et la carte acoustique. Dans un premier temps, afin d'aligner les deux modèles 3D (le modèle vidéo et le modèle acoustique), nous appliquons un recalage approximatif en sélectionnant manuellement quelques paires de points équivalents sur les deux nuages de points. Pour augmenter la précision de ce dernier, nous utilisons un algorithme ICP (Iterative Closest Points).Dans ce travail nous avons créé une carte 3D sous-marine multimodale réalisée à l'aide de modèles 3D « vidéo » et d'une carte acoustique globale. / This work aims to analyze natural underwater scenes and it focuses on mapping underwater environment in 3D. Today, many methods exist to solve this problem. The originality of this work lies in the fusion of two maps obtained from sensors of different resolutions. Initially, an autonomous vehicle (or boat) analyzes the seabed with multibeam sonar and creates a first global map of the area. This map is then divided into small cells representing a mosaic of the seabed. A second analysis is then performed on some particular cells using a second sensor with a higher resolution. This will provide a detailed map of the 3D cell. An autonomous underwater vehicle (AUV) or a diver with a stereoscopic vision system will make this acquisition. This project is divided into two parts; the first one focuses on the 3D reconstruction of underwater scenes in constrained environment using a stereoscopic pair. The second part investigates the multimodal aspect. In our study, we want to use this method to obtain accurate reconstructions of archaeological objects (statues, amphorae, etc.) detected on the global map. The first part of the work relates the 3D reconstruction of the underwater scene. Even if today the vision community has led to a better understanding of this type of images, the study of natural underwater scenes still poses many problems. We have taken into account the underwater noise during the creation of the 3D video model and during the calibration of cameras. A study of the noise robustness was performed on two methods of detection and matching of features points. This resulted into obtaining accurate and robust feature points for the 3D model. Epipolar geometry allowed us to project these points in 3D. The texture was added to the surfaces obtained by Delaunay triangulation.The second part consists of fusing the 3D model obtained previously with the acoustic map. To align the two 3D models (video and acoustic model), we use a first approximated registration by selecting manually few points on each cloud. To increase the accuracy of this registration, we use an algorithm ICP (Iterative Closest Point).In this work we created a 3D underwater multimodal map performed using 3D video model and an acoustic global map.

As one of the main topics in Virtual Reality (VR), travel interfaces have been studied by many researchers in the past decades. However, it is still a challenging topic today. One of the design problems is the tradeoff between speed and precision. Some tasks (e.g., driving) require a user to travel long distances with less concern about precise movement, while other tasks (e.g., walking) require users to approach nearby objects in a more precise way, and to care less about the speed. Between these two extremes there are scenarios when both speed and precision become equally important. In the real world, we often seamlessly balance these requirements. However, most VR systems only support a single travel mode, which may be good for one range of travel, but not others. We propose and evaluate a new VR travel framework which supports three separate multi-touch travel techniques for different distance ranges, that all use the same input device with a unifying metaphor of the user’s fingers becoming their legs. We investigate the usability and user acceptance for the fingers-as-legs metaphor, as well as the efficiency, naturalness, and impact on spatial awareness such an interface has.

Ductal Carcinoma in Situ (DCIS) does not have a clinically useful indicator of malignancy, and it is often benign, except in 20% of cases. Even more important, it has a cure – removal of the affected breast. DCIS patients overwhelmingly elect for invasive therapies to escape that 20% malignant chance. Overtreatment such as this costs the patients, and it highlights the need for a DCIS model capable of distinguishing the 20% in need of treatment. Some labs have taken steps toward three-dimensional, complex, and biomimetic models of mammary tissues using a variety of endogenous and synthetic gels and 3D printing. We developed FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) as the first method capable of 3D printing highly biomimetic shapes from endogenous gels. Utilizing FRESH, we aim to rapid prototype models of mammary duct epithelia that are biomimetic, parametric, and capable of iterative evolution. First, we investigate the principles of 3D printers modified for extruding fluids and construct a comprehensive hardware and software platform for printing gelling fluids. Second, we apply the FRESH method to 3D print collagen and alginate hydrogels, demonstrating patency of printed vascular models, topological fidelity, and the synergistic combination of hydrogel properties in multi-material prints. Finally, we rapid prototype an epithelial monolayer by seeding a 3D printed collagen manifold, and we demonstrate maintenance of the tissue’s geometry across a week of culture. We provide evidence of fidelity in prints such as an epithelial tree printed at 200% scale using unmodified collagen type I, and we investigate the combination of hydrogel properties in multi-material prints by utilizing a second hydrogel (alginate) to reinforce and preserve the fidelity of this collagen tree during handling. Our approach utilizes faster (>40 mm/s), cheaper (