O uso de novos recursos de display e interação para suportar a visualização imersiva de dados e incrementar o raciocínio analítico é uma tendência de pesquisa em Visualização de Informações. Neste trabalho, avaliamos o uso de ambientes baseados em HMD para a exploração de dados multidimensionais, representados em scatterplots 3D como resultado de redução de dimensionalidade. Nós apresentamos uma nova modelagem para o problema de avaliação neste contexto, levando em conta os dois fatores cuja interação determina o impacto no desempenho total nas tarefas: a diferença nos erros introduzidos ao se realizar redução de dimensionalidade para 2D ou 3D, e a diferença nos erros de percepção humana sob diferentes condições de visualização. Este framework em duas etapas oferece uma abordagem simples para estimar os benefícios de se utilizar um setup 3D imersivo para um dado conjunto de dados. Como caso de uso, os erros de redução de dimensionalidade para uma série de conjuntos de dados de votações na Câmara dos Deputados, ao se utilizar duas ou três dimensões, são avaliados por meio de uma abordagem empírica baseada em tarefas. O erro de percepção e o desempenho geral de tarefa, por sua vez, são avaliados através de estudos controlados comparativos com usuários. Comparando-se visualizações baseadas em desktop (2D e 3D) e em HMD (3D), resultados iniciais indicaram que os erros de percepção foram baixos e similares em todas abordagens, resultando em benefícios para o desempenho geral em ambas técnicas 3D A condição imersiva, no entanto, demonstrou requerer menor esforço para encontrar as informações e menos navegação, além de prover percepções subjetivas de precisão e engajamento muito maiores. Todavia, o uso de navegação por voo livre resultou em tempos ineficientes e frequente desconforto nos usuários. Em um segundo momento, implementamos e avaliamos uma abordagem alternativa de exploração de dados, onde o usuário permanece sentado e mudanças no ponto de vista só são possíveis por meio de movimentos físicos. Toda a manipulação é realizada diretamente por gestos aéreos naturais, com os dados sendo renderizados ao alcance dos braços. A reprodução virtual de uma cópia exata da mesa de trabalho do analista visa aumentar a imersão e possibilitar a interação tangível com controles e informações bidimensionais associadas. Um segundo estudo com usuários foi conduzido em comparação a uma versão equivalente baseada em desktop, explorando um conjunto de 9 tarefas representativas de percepção e interação, baseadas em literatura prévia. Nós demonstramos que o nosso protótipo, chamado VirtualDesk, apresentou resultados excelentes em relação a conforto e imersão, e desempenho equivalente ou superior em todas tarefas analíticas, enquanto adicionando pouco ou nenhum tempo extra e ampliando a exploração dos dados. / The use of novel displays and interaction resources to support immersive data visualization and improve the analytical reasoning is a research trend in Information Visualization. In this work, we evaluate the use of HMD-based environments for the exploration of multidimensional data, represented in 3D scatterplots as a result of dimensionality reduction. We present a new modelling for the evaluation problem in such a context, accounting for the two factors whose interplay determine the impact on the overall task performance: the difference in errors introduced by performing dimensionality reduction to 2D or 3D, and the difference in human perception errors under different visualization conditions. This two-step framework offers a simple approach to estimate the benefits of using an immersive 3D setup for a particular dataset. As use case, the dimensionality reduction errors for a series of roll calls datasets when using two or three dimensions are evaluated through an empirical task-based approach. The perception error and overall task performance are assessed through controlled comparative user studies. When comparing desktop-based (2D and 3D) with an HMD-based (3D) visualization, initial results indicated that perception errors were low and similar in all approaches, resulting in overall performance benefits in both 3D techniques. The immersive condition, however, was found to require less effort to find information and less navigation, besides providing much larger subjective perception of accuracy and engagement. Nonetheless, the use of flying navigation resulted in inefficient times and frequent user discomfort In a second moment, we implemented and evaluated an alternative data exploration approach where the user remains seated and viewpoint change is only realisable through physical movements. All manipulation is done directly by natural mid-air gestures, with the data being rendered at arm’s reach. The virtual reproduction of an exact copy of the analyst’s desk aims to increase immersion and enable tangible interaction with controls and two dimensional associated information. A second user study was carried out comparing this scenario to a desktop-based equivalent, exploring a set of 9 representative perception and interaction tasks based on previous literature. We demonstrate that our prototype setup, named VirtualDesk, presents excellent results regarding user comfort and immersion, and performs equally or better in all analytical tasks, while adding minimal or no time overhead and amplifying data exploration.

Les tâches réalisées en traitement d'image tendent à devenir de plus en plus complexes. Par exemple, dans le contexte routier, les systèmes d'aide à la conduite, (Advanced driver-assistance systems), visent à une automatisation complète de la tâche de conduite. L’évaluation de la fiabilité représente un enjeu important pour ce type d’application. Face à la difficulté des tâches à réaliser, les chaînes de traitements sont souvent divisées en de nombreuses étapes de calculs de sorte qu'il est difficile de caractériser les sorties de la chaîne en fonction des perturbations des entrées. Les étapes du traitement consistent le plus souvent en des problèmes formulés comme la minimisation d'une énergie. Cette énergie est généralement difficile à optimiser, ce qui nécessite la mise en œuvre de méthodes d’optimisation adaptées. Dans cette thèse, nous cherchons à caractériser la solution d’un traitement à partir des calculs réalisés au cours de l’étape d'optimisation. Cette approche nous a permis de proposer des indices de stabilité de la solution dans le cadre de deux méthodes d’optimisation discrètes : la coupure de graphe et la programmation dynamique. Tout d’abord, nous nous sommes intéressés au problème de la reconstruction stéréoscopique en contexte routier et au dé-bruitage, dans le cadre de l’optimisation par coupure de graphe. Les modèles issus de l’interprétation bayésienne amènent à optimiser des énergies qui ne peuvent pas être traitées avec les schémas d’optimisation classiques par fusion binaire. Nous avons proposé un schéma adapté qui met en jeu des fusions binaires par expansion et par saut. L’application de ce schéma aux problèmes de la reconstruction stéréoscopique et au dé-bruitage, nous a permis d’obtenir des solutions possédant les caractéristiques que nous recherchions : des contours d’objets nets et des dégradés progressifs dans les zones homogènes. Ensuite, dans le contexte de la programmation dynamique, nous avons réinterprété l’a priori mis en jeu dans la méthode de reconstruction Semi-Global Matching ainsi que certaines de ses variantes. Nous avons proposé d’ajouter un paramètre à ces méthodes afin de modifier les directions privilégiées par l’a priori. Enfin, nous avons proposé des indices de stabilité de la solution dans le cadre de la coupure de graphe et de la programmation dynamique. La prise en compte de ces indices, dans une étape de raffinement des solutions, permet une amélioration des résultats / Problems solved by image processing tend to be more and more complex. For instance, in road context, ADAS (Advanced driver-assistance systems) aim to a completely automatic diving tack. Evaluating system reliability is an important challenge in that case. These tasks being hard to perform, processing chains are often divide in numerous processing steps. As a consequence, characterizing the output using the input of the chain is not obvious. Most of the time, image processing steps are formulate as an energy minimization. These energies are often hard to minimize and need to apply suitable optimization methods. In this thesis, we aim to characterize the solution during the optimization step. Using this approach, we proposed stability index with two discrete optimization methods : graph-cut and dynamic optimization. First, we focused on stereoscopic reconstruction problem in road context and on denoising problem using graph-cut. Models obtained by Bayesian interpretation lead to optimize energies witch cannot be handled by classical binary fusion optimization scheme. We proposed a suitable scheme composed of fusion by expansion and fusions by step. When this scheme is apply to stereoscopic reconstruction and denoising, obtained solution have the wanted characteristics : sharp edges and shading in homogeneous areas. Next, in dynamic programming context, we reinterpreted the prior used in Semi-Global Matching (SGM) stereoscopic reconstruction method and in some of its variants. We proposed an additional parameter in order to modify the favored direction in the prior. At last, we proposed stability index of the solution in graph-cut and dynamic programing context. Using this index in a solution refinement step shows improvements

Les composites 3D C/C sont utilisés dans l’industrie aérospatiale ou nucléaire pour leurstrès bonnes propriétés mécaniques à haute température. Afin d’assurer une intégrité optimaledes structures, la connaissance du comportement mécanique du composite, et plus particulièrementde ses mécanismes de rupture, est essentielle.Dans ce but, ce travail présente une modélisation de l’endommagement d’un composite3D C/C à température ambiante. Pour cela, une approche de modélisation à l’échelle mésoscopiquea été adoptée. A cette échelle, le composite 3D C/C présente deux types deconstituants : les baguettes de fibres de carbone et la matrice carbonée. Le comportement dechacun de ces méso-constituants est modélisé par une loi de comportement élastique endommageable(isotrope pour la matrice, orthotrope pour les baguettes) nécessitant un nombrede paramètres restreint. L’identification de ces paramètres repose sur des données expérimentalestirées de travaux antérieurs ainsi que celles issues d’une campagne expérimentale,menée durant la thèse, visant à compléter la connaissance du comportement mécanique ducomposite 3D C/C à l’échelle mésoscopique. Par ailleurs, des essais macroscopiques ont étéréalisés afin de valider le modèle développé. Les réponses expérimentales d’essais de flexion4 points et de flexion 3 points sont notamment bien reproduites par le méso-modèle. / 3D C/C composites are commonly employed in aerospace industry due to their outstandingmechanical properties at high temperatures. In order to ensure the integrity of structures,knowledge of the composite mechanical behaviour and fracture mechanisms is crucial.For this purpose, damage modeling of a 3D C/C composite, at room temperature, isproposed in which a meso-scale approach is considered. At this description scale, 3D C/Ccomposites are made of two materials : carbon fibers yarns and carbon matrix. Each materialbehavior is modeled by an elastic damage law (isotropic for matrix, orthotropic for yarns)with a limited number of parameters.The parameters identification process is based on experimentaldata obtained from previous work and from an experimental campaign carried outthrough this thesis work. This campaign aimed to a greater understanding of the materialmechanical behavior at mesoscopic scale. Furthermore, experimental tests were carried outto validate the composite modeling. It is shown that experimental reponses obtained fromfour-point and three-point bending tests are particularly well described from the proposedmesoscopic model.

Modelos geométricos desempenham um papel fundamental em divérsas áreas, desde a indústria do entretenimento até aplicações científicas. Para reduzir o elevado custo de criação de um modelo 3D, a reutilização de modelos existentes é a solução ideal. Recuperação de modelos 3D utilizam técnicas baseadas em conteúdo (do inglês CBR) que auxiliam a busca de modelos desejados em repositórios massivos, muitos disponíveis publicamente na Internet. Pontos principais para técnicas CBR eficientes e eficazes são descritores de forma que capturam com precisão as características de uma forma 3D e são capazes de discriminar entre diferentes formas. Nós apresentamos um descritor com base na distribuição de duas características globais, extraídas de uma forma 3D, depth complexity e thickness, que, respectivamente, capturam aspectos da topologia e da geometria das formas 3D. O descritor final, chamado DCT (depth complexity and thickness histogram), é um histograma 2D invariante a translações, rotações e escalas das formas geométricas. Nós eficientemente implementamos o DCT na GPU, permitindo sua utilização em consultas em tempo real em grandes bases de dados de modelos 3D. Nós validamos o DCT com as Princeton e Toyohashi Forma Benchmarks, contendo 1815 e 10000 modelos respectivamente. Os resultados mostram que DCT pode discriminar classes significativas desses benchmarks, é rápido e robusto contra transformações de forma e diferentes níveis de subdivisão e suavidade dos modelos. / Geometric models play a vital role in several fields, from the entertainment industry to scientific applications. To reduce the high cost of model creation, reusing existing models is the solution of choice. Model reuse is supported by content-based shape retrieval (CBR) techniques that help finding the desired models in massive repositories, many publicly available on the Internet. Key to efficient and effective CBR techniques are shape descriptors that accurately capture the characteristics of a shape and are able to discriminate between different shapes. We present a descriptor based on the distribution of two global features measured on a 3D shape, depth complexity and thickness, which respectively capture aspects of the geometry and topology of 3D shapes. The final descriptor, called DCT (depth complexity and thickness histogram), is a 2D histogram that is invariant to the translation, rotation and scale of geometric shapes. We efficiently implement the DCT on the GPU, allowing its use in real-time queries of large model databases. We validate the DCT with the Princeton and Toyohashi Shape Benchmarks, containing 1815 and 10000 models respectively. Results show that DCT can discriminate meaningful classes of these benchmarks, and is fast to compute and robust against shape transformations and different levels of subdivision and smoothness.

Cette thèse est dédiée au développement de méthodes à base de graphes, permettant de traiter les problèmes fondamentaux de la vision par ordinateur tels que la segmentation, le suivi d’objets, l’appariement de formes et l’inférence de modèles 3D. La première contribution de cette thèse est une méthode unifiée reposant sur un champ de Markov aléatoire (MRF) d’ordre deux permettant de réaliser en une seule étape la segmentation et le suivi de plusieurs objets observés par une caméra unique, tout en les ordonnançant en fonction de leur distance à la caméra. Nous y parvenons au moyen d’un nouveau modèle stratifié (2.5D) dans lequel une représentation bas-niveau et une représentation haut-niveau sont combinées par le biais de contraintes locales. Afin d’introduire des connaissances de haut niveau a priori, telles que des a priori sur la forme des objets, nous étudions l’appariement non-rigide de surfaces 3D. La seconde contribution de cette thèse consiste en une formulation générique d’appariement de graphes qui met en jeu des potentiels d’ordre supérieur et qui est capable d’intégrer différentes mesures de similarités d’apparence, de similarités géométriques et des pénalisations sur les déformations des formes. En tant que la troisième contribution de cette thèse, nous considérons également des interactions d’ordre supérieur pour proposer un a priori de forme invariant par rapport à la pose des objets, et l’exploitons dans le cadre d’une nouvelle approche de segmentation d’images médicales 3D afin d’obtenir une méthode indépendante de la pose de l’objet d’intérêt et de l’initialisation du modèle de forme. La dernière contribution de cette thèse vise à surmonter l’influence de la pose de la caméra dans les problèmes de vision. Nous introduisons un paradigme unifié permettant d’inférer des modèles 3D à partir d’images 2D monoculaires. Ce paradigme détermine simultanément le modèle 3D optimal et les projections 2D correspondantes sans estimer explicitement le point de vue de la caméra, tout en gérant les mauvaises détections et les occlusions. / This thesis is devoted to the development of graph-based methods that address several of the most fundamental computer vision problems, such as segmentation, tracking, shape matching and 3D model inference. The first contribution of this thesis is a unified, single-shot optimization framework for simultaneous segmentation, depth ordering and multi-object tracking from monocular video sequences using a pairwise Markov Random Field (MRF). This is achieved through a novel 2.5D layered model where object-level and pixel-level representations are seamlessly combined through local constraints. Towards introducing high-level knowledge, such as shape priors, we then studied the problem of non-rigid 3D surface matching. The second contribution of this thesis consists of a higher-order graph matching formulation that encodes various measurements of geometric/appearance similarities and intrinsic deformation errors. As the third contribution of this thesis, higher-order interactions were further considered to build pose-invariant statistical shape priors and were exploited for the development of a novel approach for knowledge-based 3D segmentation in medical imaging which is invariant to the global pose and the initialization of the shape model. The last contribution of this thesis aimed to partially address the influence of camera pose in visual perception. To this end, we introduced a unified paradigm for 3D landmark model inference from monocular 2D images to simultaneously determine both the optimal 3D model and the corresponding 2D projections without explicit estimation of the camera viewpoint, which is also able to deal with misdetections/occlusions

As técnicas radioterápicas evoluíram muito nas últimas décadas, destacando-se a utilização de feixes segmentados por colimadores de multifolhas, os quais permitem entregar maior quantidade de dose com maior precisão espacial. Os sistemas de planejamento em radioterapia (TPS), entretanto, são em grande parte fechados, com acesso restrito aos parâmetros de cálculo de dose. Desta forma, o presente trabalho teve como principal objetivo comparar valores de dose envolvidas em tratamentos radioterápicos, medidos com a técnica de dosimetria termoluminescente (TL), usando um objeto simulador antropomórfico (Alderson Rando Phantom - ARP) como paciente, com valores de referência extraídos dos TPS em simulações realistas de tratamento. O objeto simulador continha dosímetros TL de LiF (TLD100) posicionados na pelve, no tórax, na cabeça e no pescoço, a fim de que fossem monitoradas regiões com dose homogênea (como no volume alvo planejado - PTV), regiões com gradiente de dose e regiões afastadas do PTV. As irradiações foram feitas usando técnicas de radioterapia conformacional 3D e radioterapia por modulação da intensidade do feixe (IMRT). Quatro TPS foram utilizados: CadPlan, ECLIPSE, Helax-TMS e KonRad. Em algumas situações utilizaram-se algoritmos de cálculo implementados pelos fabricantes nos TPS; dois deles baseados em correção de heterogeneidades (Batho e pencil beam) e um deles baseado em convolução e superposição de feixes simulados (collapsed cone). Nos casos de irradiações com IMRT os algoritmos foram sempre usados. Paralelamente ao uso do ARP, utilizou-se um objeto simulador com água com objetivo de verificar o comportamento dos dosímetros TL expostos a feixes de fótons de alta energia, em comparação com câmaras de ionização cilíndricas do tipo Farmer (volume interno de 0,6 cm3). Além disso, esse objeto simulador possibilitou garantir a qualidade de suportes desenvolvidos para a câmara e para os dosímetros, nos casos de medidas em água. A irradiação da pelve do objeto simulador ARP, região com poucas heterogeneidades, revelou que o comportamento do material que o constitui é equivalente ao da água e, por isso, pode ser usado na simulação de tecido humano em feixes de radioterapia. Simulações de tratamentos revelaram compatibilidade entre valores medidos e planejados no interior do PTV, com discrepâncias menores que 2%; valores que estão dentro dos limites estabelecidos pelo ICRU62 (+7%/-5%, 2?). Nas regiões afastadas do PTV, todos os códigos de planejamento apresentaram discrepâncias relativamente grandes, evidenciando limitações no cálculo de componentes secondárias. Apesar dos algoritmos de cálculo aumentarem a concordância entre doses medidas e planejadas, não foi possível identificar diferenças entre os algoritmos pencil beam e collapsed cone. Em regiões onde havia alto gradiente de dose, as discrepâncias se tornam maiores devido à dificuldade em posicionar os dosímetros no mesmo ponto em que o cálculo é feito. Sistematicamente, observou-se que a técnica para radioterapia 3D apresenta valores de dose dentro dos limites preestabelecidos, enquanto IMRT mostra valores com maior exatidão. / The last decades noticed a massive improvement in radiotherapy techniques and the use of segmented beams produced by multileaf collimators. However, the dose radiation therapy planning systems (TPS) in use are characterized by the restriction of access to the calculation algorithms. The aim of this work was to compare dose values measured in an anthropomorphic phantom (Alderson Rando Phantom - ARP) to the reference dose values obtained from the TPS in real case simulations of radiotherapy treatments. Thermoluminescent dosimetry (TLD) technique was used to evaluate the doses. LiF dosimeters (TLD100) were positioned on the phantom pelvis, thorax, head and neck at homogeneous dose regions, as the Planned Target Volume (PTV), gradient dose regions, and areas far from PTV. The doses were delivered using two techniques, 3D conformal radiotherapy and Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT). Four TPS were used: CadPlan, ECLIPSE, Helax-TMS and KonRad. In several situations, calculation algorithms implemented in these planning systems were employed to take heterogeneities into account: two of them were correction-based algorithms (Batho and Pencil Beam) and one of them based in beam convolution-superposition (Collapsed Cone). Furthermore, a liquid water phantom was used to compare the TLD behavior to the Farmer thimble chamber (0,6 cc internal volume) results when exposed to high-energy photon beams. It was also possible to verify the quality of the PMMA supports that wer used in the calibration of the dosimeters on clinical beam, obtaining reliable results. Both the ARP pelvis and a water phantom showed similar behavior under irradiation, indicating that, in highly homogenous regions, the ARP material can be used to simulate human soft tissues under radiotherapy treatment. Inside the PTV, the dosimetry performed in the ARP, showed compatibility between measured and planned dose values, with discrepancies smaller than 2%, which are within the ICRU62 fixed limits (+7%/-5%, 2?). When the algorithms were used, a better agreement between the experimental and planned doses was achieved, but it was not possible to discriminate the Pencil Beam and Collapsed Cone algorithms. In regions with large dose gradients, the discrepancies between experimental and planned dose values are higher as the difficulties the position of the dosimeters are more critical. The measured doses, when the 3D radiotherapy technique was used, were within the ICRU62 pre-established limits whereas the IMRT technique provider more accurate values.

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Novas tecnologias estão sendo desenvolvidas constantemente para coletar informações de superfícies ou de sólidos para diversas finalidades. Alguns métodos clássicos, como a Topografia e a Fotogrametria terrestre, com o passar dos anos, tiveram uma grande evolução. Na Fotogrametria terrestre todo o processo está sendo feito em meio digital. Na topografia, as estações totais automatizaram a medição de ângulos e distâncias. Essa evolução tecnológica fez com que os levantamentos se tornassem cada vez mais rápidos e precisos, aumentando a produtividade. O mais recente nessa evolução é o levantamento através do sistema de varredura a laser (Laser Scanner) 3D. São muitas as aplicações dessa tecnologia, dentre as quais pode-se citar: túneis, levantamento do como construído (as-built), mineração (principalmente subterrânea), arqueologia, levantamento de monumentos para restauração, refinarias e instalações industriais e outras, caracterizadas pela grande complexidade dos elementos envolvidos. A presente dissertação apresenta os conceitos envolvidos em todos os processos, desde a coleta de dados até o produto final. Desenvolve uma metodologia de uso que possa ser útil em diversas áreas, mostra uma aplicação completa na área de túneis, complementada por uma visão geral da área de plantas industriais e procura apresentar testes para quantificar a precisão que se obtém por essa tecnologia. / New technologies are constantly being developed in order to collect information of surfaces or solids for diverse purposes. Some classic methods such as topography and terrestrial photogrammetry have had a great evolution in the past. For example, all the processes of the terrestrial photogrammetry are made in digital way and the Total Stations have automated the measurements of angles and distances. This technical evolution made the surveying faster and accurate, increasing the productivity. However this evolution does not stop for there; in other words, the last technology in the area of topography is the surveying with the system known as Laser Scanner 3D. The Laser Scanner technology 3D has a lot of applications such as: tunnel, as-built, mining (mainly in the underground); archaeology (for restore monuments), refineries, industrial installations, etc., characterized by the great complexity of the involved elements. This work presents concepts involved in all the processes, since from data collection to the final product. It develops a methodology of use that can be applied in several areas, with emphasis in tunnels surveying area and presents some tests to quantization the accuracy.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Atualmente, existe uma tendÃncia mundial para a busca de novas fontes de energia com a menor agressÃo possÃvel ao meio ambiente e ao homem, principalmente com vistas à geraÃÃo de eletricidade. No Brasil, de acordo com o banco de informaÃÃo de geraÃÃo da AgÃncia Nacional de Energia ElÃtrica - ANEEL, a geraÃÃo por fonte eÃlica jà totaliza cerca de 2.788 MW de potÃncia em operaÃÃo. AlÃm dos jà instalados, 163 parques eÃlicos estÃo em construÃÃo e mais 127 foram outorgados pelo governo, nos diversos estados brasileiros. Este cenÃrio, favorÃvel ao desenvolvimento de energia eÃlica, leva a diversos trabalhos na Ãrea, relacionados tanto à previsÃo de vento, como a novas mÃquinas elÃtricas para aerogeradores. Considerando esta tendÃncia, a presente dissertaÃÃo visa o projeto de um gerador elÃtrico, com potÃncia de 50 kW, utilizando-se ÃmÃs permanentes de NeodÃmio-Ferro-Boro, para aplicaÃÃo na geraÃÃo de eletricidade a partir da energia eÃlica. A topologia escolhida para o gerador à a da mÃquina de Torus, caracterizada por ser simples, compacta e de alta eficiÃncia. A modelagem 3d eletromagnÃtica para anÃlises dos campos no gerador elÃtrico à feita atravÃs do software comercial COMSOL MultiphysicsÂ, que utiliza o MÃtodo de Elementos Finitos (MEF) para discretizar o domÃnio estudado. / Today, there is a worldwide trend in the search for new sources of energy with the lowest possible environmental pollution and the minimum hazard for the human health, mainly due to the generation of electricity. In Brazil, according to the information database for electricity generation from AgÃncia Nacional de Energia ElÃtrica - ANEEL, the energy production through wind power totalizes about 2.788 MW of power in operation now. Additionally, 163 wind farms are under construction and 127 more were allowed by the government for all the Brazilian states. This scenery, favorable to the development of wind energy, leads to several works of research in the area, related to both wind forecast and the new electric machines for wind turbines. Considering such tendency, this dissertation aims to project an electric generator with the power of 50kW, using Neodymium-Iron-Boron permanent magnets, to be exploited in generating electricity from wind energy. The chosen topology for the generator is that of the Torus machine, characterized by being simple and compact as well as by having a high efficiency. The electromagnetic modeling for analysis of the electric field generator is made by employing the commercial software COMSOL MultiphysicsÂ, which uses the Finite Element Method (FEM) to discretize the studied domain.

A reconstrução facial, também conhecida como aproximação facial, é conhecida e realizada há muito tempo por profissionais da medicina forense e de áreas antropológicas. No caso da medicina forense, por exemplo, ela pode ser bastante útil quando não existem indícios que viabilizem a identificação do individuo por meios considerados de maior precisão, como por exemplo, exame de DNA ou de arcos dentários. Outra aplicação possível é auxiliar aos investigadores na redução do número de sujeitos (soluções) possíveis em casos de indivíduos não identificados, viabilizando a aplicação de exames de maior precisão. Existem vários métodos utilizados para a reconstrução facial, que pesquisadores constantemente buscam melhorar e aperfeiçoar. Esses métodos podem ser classificados em reconstrução facial por meio de imagens 2D ou reconstrução facial por meio de objetos 3D. Dentre esses métodos, podemos encontrar a reconstrução facial que faz uso de ferramentas de computação gráfica em 3D que pode ser realizada tanto na forma manual, onde ferramentas de computação gráfica simulam ferramentas utilizadas no mundo real no processo de reconstrução facial, ou na forma automatizada, onde o usuário informa ao software alguns dados como sexo, idade e etnia e a máquina realiza todo o processo de reconstrução facial. A proposta desse trabalho foi de aplicar técnicas de modelagem e de inserção de medidas de tecidos moles em um modelo 3D de crânio, de forma a validar o uso da computação gráfica como ferramenta de auxilio ao reconhecimento facial em procedimentos de medicina forense. O modelo de crânio foi reconstruído a partir de imagens obtidas por exame de tomografia computadorizada de um crânio real. Foi realizado um estudo de caso de um cadáver exumado de uma pessoa que possuía o registro de imagem em vida e utilizados dados de medidas de tecidos moles da face de brasileiros. Os testes foram realizados manualmente utilizando ferramentas de computação gráfica em 3D, atualmente disponíveis e os resultados avaliados de forma quantitativa. Os testes quantitativos foram realizados de forma a comparar os relevos 3D das reconstruções de face com interpolação e sem interpolação de pontos craniométricos e para diferentes padrões de tecidos moles. / The facial reconstruction, also known as facial approximation, is performed for centuries by forensic medicine professionals and anthropological areas researchers. In the forensic medicine, for example, it is used when there is no evidence that allows the identification of the individual by considered accurate means, such as DNA testing or dental records. Thus, the purpose of facial reconstruction is to assist researchers in reducing the number of possible unidentified people, therewith allowing the use of accurate tests. There are several methods used for facial reconstruction and researchers are constantly seeking to refine and improve. Then, these methods can be classified as facial reconstruction using 2D images or 3D objects. Among these methods, we can find the facial reconstruction that uses 3D computer graphics tools. This method can be performed both in manual form, where computer graphics tools are used in simulating the real world tools in the facial reconstruction process, or the automated way, where the user input data such as gender, age and ethnicity and the machine performs the entire process of facial reconstruction. The work purpose is to apply modeling techniques and the inclusion of soft tissues measures in 3D skull model, to validate the computer graphics use as a tool to aid the facial recognition in forensic medicine procedures. The skull model was reconstructed from computed tomography. Thus, we performed a study case of an exhumed body, who had the image registration in life as well as soft tissue measures data of the Brazilians faces. The tests were performed using manually 3D computer graphics tools currently available and the results were evaluated both quantitatively. The quantitative tests were performed comparing the surfaces of 3D reconstructions with interpolated and no interpolated craniometric points and to different soft tissues patterns.