This bachelor thesis has been carried out in collaboration with Maximatecc AB. In their office in Alfta they work with product development of both hardware andsoftware for various kinds of products including display computers and controllers for different kinds of equipment. In the product development process its common that several different kinds of additive manufactured (3D-printed) prototypes are ordered from an external company. The main objective with this thesis is to increase the knowledge about different kinds of additive manufacturing technologies that exists and are relevant for the company and how and why prototypes are important for the product development process. It will also with the help of interviews and observations at the company investigate how additive technologies are used today at Maximatecc and what other needs of the technology that exists. By doing so it will be determined if there is a need to buy an3D-printer or continue to order the service from an external company. A practical part of this thesis is to see if a component manufactured with different kinds of additive technologies is suitable to work as a substitute to an injection molded part in a product during the prototype phase. There could be a need for to buy a 3D-printer that uses FDM (fused depositionmodelling) -technology but it will not replace the need to buy in additive manufactured prototypes from an external company. This is because of the different kinds of desired attributes of the prototypes used during the product development process and the advantages and disadvantages of the different kinds of technologies. It was also concluded that components manufactured with additive technology could be used as a part in a functional product during the prototype phase. This could be used to send fully working prototypes to customers early in the product development process.

Navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais são baseadas em métodos (técnicas de interação) associados a dispositivos convencionais ou especiais. Existem várias técnicas e dispositivos à disposição dos que desenvolvem aplicações com tais ambientes, sendo a escolha da técnica mais adequada uma tarefa difícil. Neste trabalho, são apresentadas diversas técnicas de interação existentes, suas metáforas e taxonomias, para realizar tarefas de seleção e manipulação de objetos e navegação do usuário pelo AV. A metodologia adotada nos experimentos realizados, visando a avaliar técnicas de interação em AVs imersivos foi composta por critérios de avaliação de interfaces de IHC (interface humano-computador), com critérios utilizados por Bowman, Mine e Poupyrev em seus experimentos com interfaces 3D. Também são apresentados alguns experimentos realizados, tendo vista avaliarem-se técnicas de interação na realização de tarefas de navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais imersivos. O objetivo deste trabalho foi a realização de experimentos para avaliar técnicas de interação para operações de seleção, manipulação e navegação em ambientes virtuais. Foram realizadas duas experiências: a primeira é uma avaliação de técnicas de seleção e manipulação em um ambiente semi-imersivo similar a um jogo de xadrez. As técnicas avaliadas são a mão virtual, associada a um mouse comum e a uma luva; e a ray-casting, associada à luva. Observou-se que o desempenho dos sujeitos é superior, quando a técnica utilizada é a mão virtual associada ao mouse comum. A segunda experiência apresenta uma avaliação experimental de dispositivos de RV em tarefas de navegação. Foi criado um ambiente, contendo um edifício com um elevador panorâmico e corredores de entrada e saída. Os testes foram realizados num ambiente imersivo, com capacete e luva, e, também em um ambiente semi-imersivo, com mouse comum e óculos com lentes de cristal líquido. Nesse segundo experimento, a preferência dos usuários pelos equipamentos utilizados foram o capacete e a luva. Observou-se que a existência ou não de objetos familiares no trajeto percorrido pelo usuário, não afeta a quantidade de colisões do sujeito com as mesmas.

Novel techniques, mainly three-dimensional (3D) reconstructions from image stacks and finite element analysis (FEA), were combined to study the oxygen transport mechanism in the human placenta and its relationship to placental structure. Initial research relates to the development of a platform suitable for realistic computational simulations. The work shows how the 3D architecture of a terminal villus can be accurately reconstructed from confocal laser scanning microscopic (CLSM) images. By combining the resultant 3D structures of terminal villi with finite element analysis, the diffusion of oxygen from the maternal bloodstream towards the fetal blood across the villous membrane is assessed. The results correlate with theoretical studies demonstrating that image-based computational modelling is a robust platform to explore the structure-function relationship in the placenta. Following work deals with the study of blood flow through the fetal capillary network, with particular interest in its role on the oxygen transport capacity of the terminal villi. The computational models are corroborated by a particle image velocimetry (PIV) experiment. The study shows that the variation in capillary diameter is key for effective oxygen uptake by the fetus. The fetus invests minimum energy needed for the blood to travel fast enough in order to provide oxygenated blood, but at the same time slow enough to allow for good oxygenation. This is achieved by the combination of narrow and dilated segments. Additionally, the results demonstrate that there is no vortical flow or whirling. In the subsequent work, the effect of blood properties is investigated. The calculated oxygen flux is 75 times higher than in the previous study (blood flow models), highlighting the importance of haemoglobin molecules in transporting oxygen. Fetal blood affinity is shown to improve fetal oxygen uptake by 11.5%. However, when accounting for haemoglobin concentration the data suggest that the different villous structures have a constant oxygen transport capacity. The methodology developed herein helps to elucidate the structure-function relationship in the human placenta. Additionally, 3D image-based multi-physics computational modelling is demonstrated to be a powerful tool to investigate in detail the mechanics of transport in the human placenta. This technique has the potential to enlighten on the development of pregnancy complications and serve as an in vivo diagnostic tool.

Navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais são baseadas em métodos (técnicas de interação) associados a dispositivos convencionais ou especiais. Existem várias técnicas e dispositivos à disposição dos que desenvolvem aplicações com tais ambientes, sendo a escolha da técnica mais adequada uma tarefa difícil. Neste trabalho, são apresentadas diversas técnicas de interação existentes, suas metáforas e taxonomias, para realizar tarefas de seleção e manipulação de objetos e navegação do usuário pelo AV. A metodologia adotada nos experimentos realizados, visando a avaliar técnicas de interação em AVs imersivos foi composta por critérios de avaliação de interfaces de IHC (interface humano-computador), com critérios utilizados por Bowman, Mine e Poupyrev em seus experimentos com interfaces 3D. Também são apresentados alguns experimentos realizados, tendo vista avaliarem-se técnicas de interação na realização de tarefas de navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais imersivos. O objetivo deste trabalho foi a realização de experimentos para avaliar técnicas de interação para operações de seleção, manipulação e navegação em ambientes virtuais. Foram realizadas duas experiências: a primeira é uma avaliação de técnicas de seleção e manipulação em um ambiente semi-imersivo similar a um jogo de xadrez. As técnicas avaliadas são a mão virtual, associada a um mouse comum e a uma luva; e a ray-casting, associada à luva. Observou-se que o desempenho dos sujeitos é superior, quando a técnica utilizada é a mão virtual associada ao mouse comum. A segunda experiência apresenta uma avaliação experimental de dispositivos de RV em tarefas de navegação. Foi criado um ambiente, contendo um edifício com um elevador panorâmico e corredores de entrada e saída. Os testes foram realizados num ambiente imersivo, com capacete e luva, e, também em um ambiente semi-imersivo, com mouse comum e óculos com lentes de cristal líquido. Nesse segundo experimento, a preferência dos usuários pelos equipamentos utilizados foram o capacete e a luva. Observou-se que a existência ou não de objetos familiares no trajeto percorrido pelo usuário, não afeta a quantidade de colisões do sujeito com as mesmas.

No description available.

Ce travail de thèse concerne l’analyse de surfaces faciales en 3D, ainsi que leur traitement, dans le récent cadre de la modalité de reconnaissance de visages en 3D,basé sur des techniques d’appariement. Le traitement de la surface faciale et son analyse constituent une étape importante dans les algorithmes de reconnaissance de visage en 3D. La localisation de points d’intérêt anthropométriques du visage joue par ailleurs un rôle important dans les techniques de localisation du visage, de reconnaissance d’expression, de recalage, etc. Ainsi, leur localisation automatique joue un rôle crucial dans les algorithmes de traitement du visage 3D. Dans ce travail, nous avons mis l’accent sur la localisation précise et invariante en rotation des points d’intérêt, qui seront utilisés plus tard pour la reconnaissance de visages. Ces points d’intérêt sont localisés en combinant les propriétés locales de la surface faciale, exprimées en termes de géométrie différentielle, et un modèle global et générique du visage. Etant donné que la sensibilité des courbures, qui sont des propriétés de géométrie différentielle, au bruit, une des contributions de cette thèse est la modification d’une méthode de calcul de courbures. Cette modification incorpore le bruit de la surface dans la méthode de calcul, et permet de contrôler la progressivité des courbures. Par conséquent, nous pouvons localiser les points d’intérêt de la surface faciale avec précision et fiabilité (100% de bonnes localisation du bout du nez avec une erreur maximale de 8mmpar exemple) y compris en présence de rotations et de bruit. La modification de la méthode de calcul de courbure a été également testée pour différentes résolutions de visage, présentant des valeurs de courbure stables. Enfin, étant donné que donné que l’analyse de courbures mène à de nombreux candidats de points d’intérêt du visage, dont la validation est coûteuse, nous proposons de localiser les points d’intérêt grâce à une méthode d’apprentissage. Cette méthode permet de rejeter précocement des faux candidats avec une grande confiance, accélérant d’autant la localisation des points d’intérêt. La reconnaissance de visages à l’aide de modèles 3D est un sujet relativement nouveau, qui a été propose pour palier aux insuffisantes de la modalité de reconnaissance de visages en 2D. Cependant, les algorithmes de reconnaissance de visage en 3D sont généralement plus complexes. De plus, étant donné que les modèles de visage 3D décrivent la géométrie du visage, ils sont plus sensibles que les images 2Dde texture aux expressions faciales. Notre contribution est de réduire la dimensionnalité des données de départ en appariant les modèles de visage 3D au domaine 2Dà l’aide de méthodes, non rigides, d’appariement conformal. L’existence de modèles2D représentant les visages permet alors d’utiliser les techniques précédemment développées dans le domaine de la reconnaissance de visages en 2D. Dans nos travaux, nous avons utilisé les cartes conformales de visages 3D en conjonction avec l’algorithme2D2 PCA, atteignant le score de 86% en reconnaissance de rang 1 sur la base de données FRGC. L’efficacité de toutes les méthodes a été évaluée sur les bases FRGC et Bosphorus. / This Ph.D thesis work is dedicated to 3D facial surface analysis, processing as well as to the newly proposed 3D face recognition modality, which is based on mapping techniques. Facial surface processing and analysis is one of the most important steps for 3Dface recognition algorithms. Automatic anthropometric facial features localization also plays an important role for face localization, face expression recognition, face registration ect., thus its automatic localization is a crucial step for 3D face processing algorithms. In this work we focused on precise and rotation invariant landmarks localization, which are later used directly for face recognition. The landmarks are localized combining local surface properties expressed in terms of differential geometry tools and global facial generic model, used for face validation. Since curvatures, which are differential geometry properties, are sensitive to surface noise, one of the main contributions of this thesis is a modification of curvatures calculation method. The modification incorporates the surface noise into the calculation method and helps to control smoothness of the curvatures. Therefore the main facial points can be reliably and precisely localized (100% nose tip localization using 8 mm precision)under the influence of rotations and surface noise. The modification of the curvatures calculation method was also tested under different face model resolutions, resulting in stable curvature values. Finally, since curvatures analysis leads to many facial landmark candidates, the validation of which is time consuming, facial landmarks localization based on learning technique was proposed. The learning technique helps to reject incorrect landmark candidates with a high probability, thus accelerating landmarks localization. Face recognition using 3D models is a relatively new subject, which has been proposed to overcome shortcomings of 2D face recognition modality. However, 3Dface recognition algorithms are likely more complicated. Additionally, since 3D face models describe facial surface geometry, they are more sensitive to facial expression changes. Our contribution is reducing dimensionality of the input data by mapping3D facial models on to 2D domain using non-rigid, conformal mapping techniques. Having 2D images which represent facial models, all previously developed 2D face recognition algorithms can be used. In our work, conformal shape images of 3Dfacial surfaces were fed in to 2D2 PCA, achieving more than 86% recognition rate rank-one using the FRGC data set. The effectiveness of all the methods has been evaluated using the FRGC and Bosphorus datasets.

Navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais são baseadas em métodos (técnicas de interação) associados a dispositivos convencionais ou especiais. Existem várias técnicas e dispositivos à disposição dos que desenvolvem aplicações com tais ambientes, sendo a escolha da técnica mais adequada uma tarefa difícil. Neste trabalho, são apresentadas diversas técnicas de interação existentes, suas metáforas e taxonomias, para realizar tarefas de seleção e manipulação de objetos e navegação do usuário pelo AV. A metodologia adotada nos experimentos realizados, visando a avaliar técnicas de interação em AVs imersivos foi composta por critérios de avaliação de interfaces de IHC (interface humano-computador), com critérios utilizados por Bowman, Mine e Poupyrev em seus experimentos com interfaces 3D. Também são apresentados alguns experimentos realizados, tendo vista avaliarem-se técnicas de interação na realização de tarefas de navegação, seleção e manipulação de objetos em ambientes virtuais imersivos. O objetivo deste trabalho foi a realização de experimentos para avaliar técnicas de interação para operações de seleção, manipulação e navegação em ambientes virtuais. Foram realizadas duas experiências: a primeira é uma avaliação de técnicas de seleção e manipulação em um ambiente semi-imersivo similar a um jogo de xadrez. As técnicas avaliadas são a mão virtual, associada a um mouse comum e a uma luva; e a ray-casting, associada à luva. Observou-se que o desempenho dos sujeitos é superior, quando a técnica utilizada é a mão virtual associada ao mouse comum. A segunda experiência apresenta uma avaliação experimental de dispositivos de RV em tarefas de navegação. Foi criado um ambiente, contendo um edifício com um elevador panorâmico e corredores de entrada e saída. Os testes foram realizados num ambiente imersivo, com capacete e luva, e, também em um ambiente semi-imersivo, com mouse comum e óculos com lentes de cristal líquido. Nesse segundo experimento, a preferência dos usuários pelos equipamentos utilizados foram o capacete e a luva. Observou-se que a existência ou não de objetos familiares no trajeto percorrido pelo usuário, não afeta a quantidade de colisões do sujeito com as mesmas.

Im Rahmen einer Diplomarbeit an der TU Bergakademie Freiberg wurden in 2014 die Grundlagen für die Auswertung von 3D-Punktwolken zur automatisierten Nachtragung des Risswerks gelegt. Um die dafür notwendigen 3D-Punktwolken möglichst wirtschaftlich zu erstellen, laufen seit 2015 Untersuchungen und Testmessungen zur Machbarkeit des untertägigen Einsatzes von mobil messenden Laserscannern. Im Folgenden werden verschiedene technische Ansätze sowie die Ergebnisse der Testmessungen und die weiteren geplanten Schritte vorgestellt. / As part of a thesis at the Technical University of Freiberg, a basis for the analysis of 3D point clouds was set for refining the mine map automatically. Since 2015 studies and test measurements have been running to create the necessary 3D point clouds as economically as possible, by using an underground mobile scanning system. Below the different technical approaches will be presented as well as the results of the test measurements and the next planned steps.

No description available.

A new three-dimensional finite solid element (3D FE) model for dowel-type wood connections was developed using the concept of a beam on a nonlinear wood foundation, which addresses the intricate wood crushing behaviour under the connector in a dowel type connection. In order to implement the concept of wood foundation with solid elements, a 3D FE wood foundation model was defined within a prescribed foundation zone surrounding the dowel. Based on anisotropic plasticity material theory, the material model for the foundation zone was developed using effective foundation material constants that were defined from dowel-embedment test data. New 3D FE single nail connection models were developed that incorporated the wood foundation model. The 3D wood foundation model was justified and validated using dowel-embedment test data with a range of dowel diameters, from a 2.5-mm nail to a 25.4-mm bolt. The connection models provided successful results in simulating the characteristics of load-slip behaviour that were experimentally observed. Based on the success of the single nail connection models, several applications of the 3D FE connection models were investigated including statistical wood material models, bolted connection models and a multiple nail connection model. Throughout the application studies, discussion of the benefits and limitations of the new model approach using the 3D FE wood foundation are presented. Also, future areas of study are proposed in order to improve the 3D FE dowel-type wood connections models. / Forestry, Faculty of / Graduate