En informatique graphique, le rendu des matériaux occupe une place très importante dans la qualité de l’image finale. De nombreux modèles ont contribué à améliorer l’apparence des matériaux. Aujourd’hui, certains matériaux restent encore difficiles à représenter à cause de leur complexité. Parmi ceux ci,la famille des matériaux anisotropes reste peu étudiée et complexe. Dans cette thèse nous proposons une meilleure compréhension des matériaux anisotropes au travers d’un modèle pour les représenter ainsi qu’un outil permettant de mieux en contrôler l’apparence. Notre modèle de matériaux brossés ou rayés se base sur la simulation du transport lumineux au sein de la micro-géométrie d’une rayure pour restituer tous les détails en conservant des temps de rendus suffisamment courts pour rendre la scène de manière interactive.Notre outil d’édition des reflets anisotropes utilise le champ d’orientation des BRDF pour donner à l’utilisateur l’impression de dessiner ou de déformer des reflets directement sur l’objet. / In computer graphics, material appearance is a fundamental component of the final image quality. Many models have contributed to improve material appearance. Today, some materials remains hard to represent because of their complexity. Among them, anisotopic materials are especially complex and little studied. In this thesis, we propose a better comprehension of anisotropic materials providing a representation model and an editing tool to control their appearance. Our scratched material model is based on a light transport simulation in the micro-geometry of a scratch, preserves all the details and keeps an interactive rendering time. Our anisotropic reflections edition tool uses BRDF orientation fields to give the user the impression to draw or deform reflections directly on the surface.

This thesis describes a real-time hair rendering in 3D animation and modeling software Autodesk Maya. The renderer is part of the Stubble project a - Maya plug-in for hair modeling. The presented renderer provides a high-quality interactive preview that allows fast hair modeling without the need for rendering in slow off-line renderers. The goal of this work is to create a renderer that can generate images in real-time that are as close as possible to the output of the 3Delight renderer - a plug-in for Maya that is based on RenderMan standards.

A diarréia neonatal é o principal problema sanitário que acomete os bezerros nas primeiras semanas de vida, causando grandes prejuízos devido à morbidade, mortalidade, custos com tratamento e atraso no desenvolvimento. Os rotavírus são os mais importantes agentes virais causadores de gastroenterites em crianças e diarreia em diferentes espécies animais. Além do seu impacto econômico na produção animal, os bovinos podem atuar como reservatórios da diversidade genética e antigênica para humanos. Assim, o diagnóstico deste agente é fundamental para o desenvolvimento de medidas profiláticas mais especificas visando o seu controle. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de PCR em Tempo Real para a detecção de rotavírus bovinos em sistema Taqman® tendo como alvo, a proteína não-estrutural 5 (NSP5). Para isso, 113 amostras de fezes bovinas foram coletadas de reabanhos do estado de São Paulo, e previamente testadas por PCR convencional. Para a padronização da PCR em Tempo Real, a estirpe padrão foi clonada, gerando um plasmídeo com 3x1010 cópias/reação. Como controle exógeno foi utilizado β-actina. O limite de detecção foi determinado por diluições seriadas na base 10, detectando até 6x101 cópias/µl. A curva padrão da PCR em Temo Real para a detecção do segmento codificador da proteína NSP5 teve como resultados, uma eficiência de 100,47%; com slope igual a -3,18 e R2 de 1,0. De um total de 113 amostras testadas pela PCR convencional 63 delas (55,7%) foram consideradas positivas para rotavírus. Dessas mesmas amostras testadas, 5 não amplificaram para β-actina e não foram incluídas nas análises posteriores. Para a PCR em Tempo Real o limite de detecção foi considerado o valor de 6x101 cópias/reação, sendo definido o ponto de corte o ciclo (Ct) de número 36 para o teste com a amostra viral a partir do DNA ligado em vetor plasmidial. Considerando-se o ponto de corte de 60 (6x101) cópias/reação, das 108 amostras testadas, 63 (58,3%) foram consideradas positivas ao teste. O valor de concordância obtido através do teste Kappa, a um intervalo de confiança de 95%, a partir dos resultados gerados entre os testes de PCR convencional e PCR em foi de 0.279 (baixa concordância). Os resultados obtidos nesse estudo demonstrou que o teste foi eficiente podendo ser utilizado para um diagnóstico rápido e eficiente do rotavirus do grupo A, aumentando assim o repertório dos testes já estabelecidos / Neonatal diarrhea is the main health problem affecting the calves in the first weeks of life, causing major losses due to morbidity, mortality, treatment costs and delayed development. Rotaviruses are the most important causative agents of viral gastroenteritis in children and in different animal species. In addition to its economic impact on livestock, cattle can act as reservoirs for genetic and antigenic diversity for human samples. Therefore, the diagnosis of this agent is critical to the development of more specific preventive measures for their control. The objective of this work is to develop a method of PCR for rotavirus detection in cattle using TaqMan® system targeting the 5 nonstructural protein (NSP5). For this, 113 samples of cattle feces were collected from farms of São Paulo, and previously tested by convencional PCR. To PCR standardization, the standard sample was cloned, generating plasmid 3x1010 copies/reaction. The β-actin was usede as exogenous control. The limit of detection was determined by serial dilutions, to detect 6 x101 copies/µl. The standard curve of PCR to encoding segment detection NSP5 protein had as a result, an efficiency of 108.5%; with slope equal to -3.18 and R2 equal 1.. From a total of 113 samples tested by conventional PCR 63 (55.7%) were positive for rotavirus. From these samples 5 not amplifyed for β-actin gene and were not included in subsequent analyzes. For detection limit of Real-Time PCR was considered the amount of 6x101 copies / reaction, the cut-off being defined cycle (Ct) number 36 to the test with a viral sample from the DNA ligated into plasmid vector. Considering the cut-off 60 (6x101) copies/reaction of the 108 samples tested, 63 (58.3%) were positive to the test. The correlation value obtained by the Kappa test, at a 95% confidence interval, based on results generated between the conventional and PCR testing PCR was 0.279 (low agreement). The results of this study demonstrated that the probe can be efficiently used for a fast and efficient diagnosis of rotavirus of group A, thereby enhancing the repertoire of the established tests

A área de pesquisa e prototipagem de soluções para Sistemas de Potência compartilha, com outras áreas da engenharia, vários problemas relacionados a software, principalmente, os seus custos e o seu tempo de desenvolvimento. Mais especificamente, nas aplicações com sistemas embarcados e dispositivos computacionais em tempo real, a presença de fatores como a complexidade dos algoritmos, os requisitos críticos de desempenho e as restrições impostas pelo hardware da aplicação, fazem com que o desenvolvimento do software evolua de forma muito lenta. Finalmente, quando um projeto está terminado, seu software já é obsoleto ou completamente incompatível para uso em novos projetos, com um hardware novo. Esse trabalho apresenta uma possível solução a esses problemas, por meio de um arcabouço de software para aplicações em tempo real. Através de uma metalinguagem de descrição de fluxos de dados baseada em blocos, e de ferramentas de compilação e interpretação, esse arcabouço permite abstrair o projeto, a implementação e os testes da aplicação, do desenvolvimento das demais partes do dispositivo, favorecendo um projeto sistemático em módulos, o futuro reuso de códigos, a fácil manutenção de algoritmos e a execução de testes cruzados, entre plataformas, com previsibilidade de resultados. O arcabouço foi elaborado e testado em um cenário de Sistemas de Potência, com a criação de um relé digital de proteção contra sobrecorrentes, com aquisição de dados via barramento de processo da norma IEC 61850. Entretanto, toda a metodologia desse trabalho pode ser aplicada a qualquer outra área correlata, mediante a extensão de sua metalinguagem. / The research and prototype area for Power System solutions share, among other engineering disciplines, several problems concerning software, mainly their developing time and costs. More specifically, in embedded system and real time computing devices applications, the presence of factors, such as the algorithm complexity, the critical performance requirements and other restrictions imposed by the application hardware, makes the software development to slowly evolve. Finally, when a project is over, its software is already obsolete or completely incompatible for use in other projects, with a new hardware. This work presents a possible solution to these problems, through a software framework for real time applications in Power Systems. Through a block based data stream description metalanguage, and compiling and interpreting tools, this framework allows the application design, implementation and testing procedures to be abstracted from the development of other device parts, permitting a systematic and modular project, the code reuse in the future, easy algorithm maintenance and the execution of cross-platforms tests with predictable results. The framework was created and tested in Power System scenarios, especially in the construction of a digital protection overcurrent relay, with data acquisition through the IEC 61850 process bus. However, the entire methodology of this study could be applied to any other related area, by extending its metalanguage with the appropriate building blocks.

Esta tese estuda modificações no sistema operacional Linux para a arquitetura x86 da Intel, com a finalidade de aumentar o desempenho, nessa plataforma, das aplicações de processamento digital de sinais em tempo real. Inicialmente são estabelecidos requisitos para um sistema operacional voltado para o processamento digital de sinais. Os requisitos são estabelecidos com base na estrutura dos programas de processamento digital de sinais em tempo real e nas situações mais comuns nesse tipo de processamento. Um fator chave quando se trata de processamento em tempo real é a latência para colocar o aplicativo em execução. Nesse contexto, o trabalho desenvolve um modelo para a latência no tratamento das interrupções externas no Linux. Usando esse modelo é desenvolvido um método para medir as várias componentes dessa latência, método este baseado na colocação de marcadores de tempo no núcleo do Linux. O método de medida proposto é usado para medir a latência do Linux no tratamento de uma interrupção externa em três condições diferentes. O estudo finaliza propondo, implementando e testando alterações no Linux que visam melhorar o desempenho, desse sistema, em aplicações de processamento digital de sinais em tempo real. / This work studies modifications in the Linux operating system for the Intel x86 architecture, with the purpose of increasing the performance in applications of digital signal processing in real-time. Initially the requirements for a digital signal processing operating systems are established. These requirements are based on the structure of the programs of digital signal processing in real-time and the most common situations in this type of processing. An important factor in real-time processing is the latency to put the process in execution. In this context, this work develops a latency model for the I/O interrupts handling in Linux. By using this model, a method is developed to measure components of this latency. This measurement method is based on time markers collocated in the Linux kernel. The proposed method is used to measure the Linux latency for an I/O interrupt handling in three different conditions. Finally this research proposes, implements and tests alterations in Linux with the purpose of increasing the performance of this operating system in applications of digital signal processing in real-time.

No estudo de estabilidade transitória, as não linearidades inerentes aos sistemas aliadas a grande dimensão do problema, contribuem para que as análises dos sistemas de potência sejam muito complexas. O estudo clássico de estabilidade transitória utiliza soluções numéricas iterativas de um conjunto de equações diferenciais associadas à dinâmica do sistema, visando a obtenção do tempo crítico de abertura. Porém, este não é o processo mais adequado à aplicações em tempo real devido ao esforço computacional exigido em tais iterações numéricas. Os métodos diretos são adequados para análises em tempo real, já que obtêm as informações necessárias sem a solução explícita de equações diferenciais. Dentre os métodos diretos existentes, as idéias de Lyapunov associadas ao princípio de invariância de LaSalle destacam-se por serem métodos energéticos e diretos adequados ao estudo de estabilidade em sistemas não lineares. Baseados em tais idéias, diversos métodos de estimativa da região de estabilidade foram propostos. Dentre estes, o BCU tem sido aceito como o mais eficiente para a determinação do tempo crítico de abertura. Apesar do BCU ser bastante eficiente, existem casos de falha do mesmo. Este trabalho visa eliminar dois problemas relacionados ao BCU: o primeiro problema advém do fato de que nem sempre o máximo de energia potencial ocorre nas vizinhanças do PEBS. O segundo problema está associado aos casos em que a trajetória do sistema gradiente reduzido não passa nas vizinhanças do ponto de equilíbrio de controle. Para solucionar estes dois problemas utiliza-se um método dinâmico para a deteção do “exit point” e o “Shadowing Method” para cálculo do ponto de equilíbrio de controle. Testes com os dois algoritmos mostram que eles encontram soluções para casos de falha do PEBS e BCU, porém problemas de deteção dos pontos de interesse ainda persistem. Alguns métodos alternativos, baseados nos algoritmos citados são propostos, bem como aspectos de melhoria de convergência dos mesmos. / In transient stability assessment, the nonlinearities of the systems and the dimension of the problem contribute to the complexity of the analysis in power systems. The classical numerical solution to obtain the critical clearing time (cct) has been used, but it is time-consuming and not adequate for real-time applications. The direct methods have the adequacy for real-time analysis because they get the necessary information for stability without the explicit solution of the set of differential equations associated to the system dynamics. Among the existing methods of power system transient stability analysis, Lyapunov ideas associated to LaSalle´s invariance principle are very important. Inspired by these ideas, methods to estimate the stability region have been obtained. One of them is the BCU, that has been accepted as the most efficient method in the determination of the critical cct. Despite BCU´s efficiency, it fails in many cases. The main objective of this research is to solve two problems associated to the BCU: the first problem is the fact that not always the maximum of potential energy occurs in the neighborhood of PEBS. The second problem is the fact that in many cases the trajectory of the reduced gradient system does not pass in the neighborhood of the controlling unstable equilibrium point. For the solution of these problems it will be used a dynamic method for the exit point detection and the Shadowing Method to calculate the controlling unstable equilibrium point. Tests have shown that the aforementioned robust algorithms find the solutions for many cases for which BCU and PEBS method fails, but many cases of fail persist. Some alternative methods, based in the mentioned algorithms are proposed, and so, aspects to improve its convergency.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre Coronato Rodrigues.pdf: 1804799 bytes, checksum: 2818960412f66b55781c923da7ef74da (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / This study aims to understand the current state of the production processes of collective narratives in real-time and identify a different way, not yet experienced, to create Live Cinema pieces. Therefore, it starts from the narrative concept definition supported by the philosophical theories of Rolland Barthes and Walter Benjamin added to the aesthetic theories of digital media of Lev Manovich, the analysis of the types of cinematographic narratives of André Parente and authorship concept discussion according to researchers Lucia Santaella, Arlindo Machado and Antonio Miranda. From these definitions we identified the structural parameters of contemporary digital storytelling, which allowed the analysis of four current examples of collective production of stories in real time, distinguishing them as the kind of narrative created and the depth of the collective participation in its creation. As a result, this paper presents the specification of production real-time collective narratives system, which proves the discovery revealed by analysis and points the universe of possibilities that arise with the advent of digital technologies of information processing / Este estudo busca compreender o estado atual dos processos de produção de narrativas coletivas em tempo real e identificar uma forma diferente, ainda não experimentada, de criação de Live Cinema. Para tanto, parte-se da definição do conceito de narrativa apoiado nas teorias filosóficas de Rolland Barthes e Walter Benjamin somada às teorias estéticas sobre a mídia digital de Lev Manovich, da análise dos tipos de narrativas cinematográficas de André Parente e da discussão do conceito de autoria segundo os pesquisadores Lucia Santaella, Arlindo Machado e Antonio Miranda. A partir destas definições identificou-se os parâmetros estruturais das narrativas digitais contemporâneas, que permitiram a análise de quatro exemplos atuais da produção coletiva de histórias em tempo real, diferenciando-os quanto ao tipo de narrativa criada e a profundidade da participação coletiva em sua criação. Como resultado, este trabalho apresenta a especificação de um sistema coletivo de produção de narrativas em tempo real, que comprova a descoberta revelada pela análise e aponta o universo de possibilidades surgidas com o advento das tecnologias digitais de processamento da informação

Este trabalho tem por objetivo apresentar novos desenvolvimentos e a evolução do conceito de manobras de paralelismo entre alimentadores aéreos primários de distribuição, bem como os efeitos eletromagnéticos provocados por manobras em tempo real, visando a segurança operacional dos equipamentos e operadores de campo. São apresentadas propostas para fechamento de subestações transformadoras de transmissão em anel, através de alimentadores aéreos primários, além de algoritmo simplificado para a operação e despacho do sistema. Uma nova metodologia de operação em tempo real foi desenvolvida através de algoritmo de viabilidade usando dados do SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Esta metodologia de operação oferece algumas vantagens como o restabelecimento de cargas interrompidas, o isolamento de trechos defeituosos na rede de distribuição aérea, bem como o atendimento de serviços programados no sistema elétrico de potência. Para essa metodologia é feita uma análise das grandezas elétricas e capacidades dos equipamentos envolvidos, bem como dos ajustes e parâmetros dos dispositivos de proteção, de forma a obter sucesso na operação da rede em tempo real. O estudo foi baseado em manobras reais em alimentadores aéreos de distribuição da AES Eletropaulo. A validação do modelo que direcionou para o sucesso das manobras em tempo real foi baseada principalmente em simulações de transitórios eletromagnéticos, fluxo de carga e curto-circuito através dos programas ATP e CYMDIST. / This work aims to present new developments and the evolution of the parallelism switch operation concept among distribution primary overhead feeders, as well as the electromagnetic effects caused by switch operations in real time, in order to keep field operators and equipments in safety. Hereby are presented some proposals for closed-loop arrangement between two power transmission substations through overhead feeders and a simplified algorithm for the system\'s operation and dispatch as well. A new real time operation methodology was developed through viability algorithm using the SCADA\'s (Supervisory Control and Data Acquisition) database. This operation methodology offers some advantages such as restoration of interrupted loads, isolation of the faulty section in the overhead distribution network as well as scheduled services. For this methodology was made an analysis of the electric magnitudes and of the involved equipment capabilities, as well as the protection devices\' adjustments and parameters, so as to obtain successful in real time operation. The study was based on actual switch operations over the distribution overhead feeders of AES Eletropaulo. The validation of the model that drove to the real time switch operations success was mainly based on electromagnetic transients simulations, load flow and short-circuit in ATP (Alternative Transient Program) and CYMDIST softwares.

Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) são largamente utilizadas em sistemas digitais por características como flexibilidade, baixo custo e alta densidade. Estas características advém do uso de células de SRAM na memória de configuração, o que torna estes dispositivos suscetíveis a erros induzidos por radiação, tais como SEUs. TMR é o método de mitigação mais utilizado, no entanto, possui um elevado custo tanto em área como em energia, restringindo seu uso em aplicações de baixo custo e/ou baixo consumo. Como alternativa a TMR, propõe-se utilizar DMR associado a um mecanismo de reparo da memória de configuração da FPGA chamado scrubbing. O reparo de FPGAs em sistemas em tempo real apresenta desafios específicos. Além da garantia da computação correta dos dados, esta computação deve se dar completamente dentro do tempo disponível (time-slot), devendo ser finalizada antes do tempo limite (deadline). A diferença entre o tempo de computação dos dados e a deadline é chamado de slack e é o tempo disponível para reparo do sistema. Este trabalho faz uso de scrubbing deslocado dinâmico, que busca maximizar a probabilidade de reparo da memória de configuração de FPGAs dentro do slack disponível, baseado em um diagnóstico do erro. O scrubbing deslocado já foi utilizado com técnicas de diagnóstico de grão fino (NAZAR, 2015). Este trabalho propõe o uso de técnicas de diagnóstico de grão grosso para o scrubbing deslocado, evitando as penalidades de desempenho e custos em área associados a técnicas de grão fino. Circuitos do conjunto MCNC foram protegidos com as técnicas propostas e submetidos a seções de injeção de erros (NAZAR; CARRO, 2012a). Os dados obtidos foram analisados e foram calculadas as melhores posição iniciais do scrubbing para cada um dos circuitos. Calculou-se a taxa de Failure-in-Time (FIT) para comparação entre as diferentes técnicas de diagnóstico propostas. Os resultados obtidos confirmaram a hipótese inicial deste trabalho que a redução do número de bits sensíveis e uma baixa degradação do período do ciclo de relógio permitiram reduzir a taxa de FIT quando comparadas com técnicas de grão fino. Por fim, uma comparação entre as três técnicas propostas é feita, analisando o desempenho e custos em área associados a cada uma. / Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) are widely used in digital systems due to characteristics such as flexibility, low cost and high density. These characteristics are due to the use of SRAM memory cells in the configuration memory, which make these devices susceptible to radiation-induced errors, such as SEUs. TMR is the most used mitigation technique, but it has an elevated cost both in area as well as in energy, restricting its use in low cost/low energy applications. As an alternative to TMR, we propose the use of DMR associated with a repair mechanism of the FPGA configuration memory called scrubbing. The repair of FPGA in real-time systems present a specific set of challenges. Besides guaranteeing the correct computation of data, this computation must be completely carried out within the available time (time-slot), being finalized before a time limit (deadline). The difference between the computation time and the deadline is called the slack and is the time available to repair the system. This work uses a dynamic shifted scrubbing that aims to maximize the repair probability of the configuration memory of the FPGA within the available slack based on error diagnostic. The shifted scrubbing was already proposed with fine-grained diagnostic techniques (NAZAR, 2015). This work proposes the use of coarse-grained diagnostic technique as a way to avoid the performance penalties and area costs associated to fine-grained techniques. Circuits of the MCNC suite were protected by the proposed techniques and subject to error-injection campaigns (NAZAR; CARRO, 2012a). The obtained data was analyzed and the best scrubbing starting positions for each circuit were calculated. The Failure-in-Time (FIT) rates were calculated to compare the different proposed diagnostic techniques. The obtained results validated the initial hypothesis of this work that the reduction of the number of sensitive bits and a low degradation of the clock cycle allowed a reduced FIT rate when compared with fine-grained diagnostic techniques. Finally, a comparison is made between the proposed techniques, considering performance and area costs associated to each one.

abstract: The analysis of clinical workflow offers many challenges to clinical stakeholders and researchers, especially in environments characterized by dynamic and concurrent processes. Workflow analysis in such environments is essential for monitoring performance and finding bottlenecks and sources of error. Clinical workflow analysis has been enhanced with the inclusion of modern technologies. One such intervention is automated location tracking which is a system that detects the movement of clinicians and equipment. Utilizing the data produced from automated location tracking technologies can lead to the development of novel workflow analytics that can be used to complement more traditional approaches such as ethnography and grounded-theory based qualitative methods. The goals of this research are to: (i) develop a series of analytic techniques to derive deeper workflow-related insight in an emergency department setting, (ii) overlay data from disparate sources (quantitative and qualitative) to develop strategies that facilitate workflow redesign, and (iii) incorporate visual analytics methods to improve the targeted visual feedback received by providers based on the findings. The overarching purpose is to create a framework to demonstrate the utility of automated location tracking data used in conjunction with clinical data like EHR logs and its vital role in the future of clinical workflow analysis/analytics. This document is categorized based on two primary aims of the research. The first aim deals with the use of automated location tracking data to develop a novel methodological/exploratory framework for clinical workflow. The second aim is to overlay the quantitative data generated from the previous aim on data from qualitative observation and shadowing studies (mixed methods) to develop a deeper view of clinical workflow that can be used to facilitate workflow redesign. The final sections of the document speculate on the direction of this work where the potential of this research in the creation of fully integrated clinical environments i.e. environments with state-of-the-art location tracking and other data collection mechanisms, is discussed. The main purpose of this research is to demonstrate ways by which clinical processes can be continuously monitored allowing for proactive adaptations in the face of technological and process changes to minimize any negative impact on the quality of patient care and provider satisfaction. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biomedical Informatics 2018