A simulação de cores corresponde à essência do processo de síntese de imagens realistas. Em se tratando de minerais, a presença de uma dada impureza, ou uma variação de sua concentração, pode fazer com que alguns materiais sofram alterações dramáticas em suas cores. Por exemplo, enquanto o quartzo puro é transparente, a ametista é um tipo violeta de quartzo, cuja cor é determinada pela presença de traços de ferro. A quantidade de ferro define o matiz percebido. A cor apresentada por um mineral pode ser determinada com base no seu espectro de absorção. No entanto, a definição de todas as variações possíveis é impraticável e, portanto, tal informação está disponível apenas para um subconjunto dos minerais existentes. Esta dissertação apresenta uma proposta para estimar a cor de ágatas, bem como para simular as cores de ágatas sintéticas (inexistentes). A abordagem utilizada baseia-se nos fundamentos da teoria quântica, e parte de uma descrição da molécula de sílica que se deseja simular. À esta, pode-se adicionar quantidades diferentes de impurezas e alterar o número de átomos incluídos na simulação. O resultado obtido é o espectro de absorção do mineral, que pode então ser utilizado para determinar a cor da ágata com a composição desejada. Embora uma simulação detalhada de todo o processo seja uma tarefa computacionalmente extremamente cara, esta dissertação apresenta alguns resultados que corroboram com a correção da solução proposta. Também é apresentada uma técnica independente que pode ser utilizada para definir um volume de ágata com base em uma imagem 2D. / Color simulation is the essence of realistic image synthesis. In the case of minerals, the presence of a given impurity, or a variation of its concentration, can cause some materials to experience dramatic changes in color. For instance, while pure quartz is transparent, amethyst is a violet type of quartz, whose color is determined by the presence of traces of iron. The amount of iron defines the perceived hue. The color presented by a mineral can be determined based on its absorption spectrum. However, defining all possible variations is impractical and, therefore, such information is available only for a subset of the existing minerals. This thesis presents an approach for simulating the colors of existent agates, as well as for predicting the colors for (non-existent) synthetic ones. The approach is based on the fundamentals of quantum theory, and starts with the description of the silica molecule one wants to simulate. One can add different amounts of impurities, and alter the number of atoms included in the simulation. The obtained result is the absorption spectra of the mineral, which can then be used for determining the color of the agate with the desired composition. Although a detailed simulation of the entire process is extremely computationally-expensive, the thesis presents some results that corroborate the correctness of the proposed solution. It also introduces a standalone technique for defining agate volumes based on 2D images of agates.

A simulação de cores corresponde à essência do processo de síntese de imagens realistas. Em se tratando de minerais, a presença de uma dada impureza, ou uma variação de sua concentração, pode fazer com que alguns materiais sofram alterações dramáticas em suas cores. Por exemplo, enquanto o quartzo puro é transparente, a ametista é um tipo violeta de quartzo, cuja cor é determinada pela presença de traços de ferro. A quantidade de ferro define o matiz percebido. A cor apresentada por um mineral pode ser determinada com base no seu espectro de absorção. No entanto, a definição de todas as variações possíveis é impraticável e, portanto, tal informação está disponível apenas para um subconjunto dos minerais existentes. Esta dissertação apresenta uma proposta para estimar a cor de ágatas, bem como para simular as cores de ágatas sintéticas (inexistentes). A abordagem utilizada baseia-se nos fundamentos da teoria quântica, e parte de uma descrição da molécula de sílica que se deseja simular. À esta, pode-se adicionar quantidades diferentes de impurezas e alterar o número de átomos incluídos na simulação. O resultado obtido é o espectro de absorção do mineral, que pode então ser utilizado para determinar a cor da ágata com a composição desejada. Embora uma simulação detalhada de todo o processo seja uma tarefa computacionalmente extremamente cara, esta dissertação apresenta alguns resultados que corroboram com a correção da solução proposta. Também é apresentada uma técnica independente que pode ser utilizada para definir um volume de ágata com base em uma imagem 2D. / Color simulation is the essence of realistic image synthesis. In the case of minerals, the presence of a given impurity, or a variation of its concentration, can cause some materials to experience dramatic changes in color. For instance, while pure quartz is transparent, amethyst is a violet type of quartz, whose color is determined by the presence of traces of iron. The amount of iron defines the perceived hue. The color presented by a mineral can be determined based on its absorption spectrum. However, defining all possible variations is impractical and, therefore, such information is available only for a subset of the existing minerals. This thesis presents an approach for simulating the colors of existent agates, as well as for predicting the colors for (non-existent) synthetic ones. The approach is based on the fundamentals of quantum theory, and starts with the description of the silica molecule one wants to simulate. One can add different amounts of impurities, and alter the number of atoms included in the simulation. The obtained result is the absorption spectra of the mineral, which can then be used for determining the color of the agate with the desired composition. Although a detailed simulation of the entire process is extremely computationally-expensive, the thesis presents some results that corroborate the correctness of the proposed solution. It also introduces a standalone technique for defining agate volumes based on 2D images of agates.

A simulação de cores corresponde à essência do processo de síntese de imagens realistas. Em se tratando de minerais, a presença de uma dada impureza, ou uma variação de sua concentração, pode fazer com que alguns materiais sofram alterações dramáticas em suas cores. Por exemplo, enquanto o quartzo puro é transparente, a ametista é um tipo violeta de quartzo, cuja cor é determinada pela presença de traços de ferro. A quantidade de ferro define o matiz percebido. A cor apresentada por um mineral pode ser determinada com base no seu espectro de absorção. No entanto, a definição de todas as variações possíveis é impraticável e, portanto, tal informação está disponível apenas para um subconjunto dos minerais existentes. Esta dissertação apresenta uma proposta para estimar a cor de ágatas, bem como para simular as cores de ágatas sintéticas (inexistentes). A abordagem utilizada baseia-se nos fundamentos da teoria quântica, e parte de uma descrição da molécula de sílica que se deseja simular. À esta, pode-se adicionar quantidades diferentes de impurezas e alterar o número de átomos incluídos na simulação. O resultado obtido é o espectro de absorção do mineral, que pode então ser utilizado para determinar a cor da ágata com a composição desejada. Embora uma simulação detalhada de todo o processo seja uma tarefa computacionalmente extremamente cara, esta dissertação apresenta alguns resultados que corroboram com a correção da solução proposta. Também é apresentada uma técnica independente que pode ser utilizada para definir um volume de ágata com base em uma imagem 2D. / Color simulation is the essence of realistic image synthesis. In the case of minerals, the presence of a given impurity, or a variation of its concentration, can cause some materials to experience dramatic changes in color. For instance, while pure quartz is transparent, amethyst is a violet type of quartz, whose color is determined by the presence of traces of iron. The amount of iron defines the perceived hue. The color presented by a mineral can be determined based on its absorption spectrum. However, defining all possible variations is impractical and, therefore, such information is available only for a subset of the existing minerals. This thesis presents an approach for simulating the colors of existent agates, as well as for predicting the colors for (non-existent) synthetic ones. The approach is based on the fundamentals of quantum theory, and starts with the description of the silica molecule one wants to simulate. One can add different amounts of impurities, and alter the number of atoms included in the simulation. The obtained result is the absorption spectra of the mineral, which can then be used for determining the color of the agate with the desired composition. Although a detailed simulation of the entire process is extremely computationally-expensive, the thesis presents some results that corroborate the correctness of the proposed solution. It also introduces a standalone technique for defining agate volumes based on 2D images of agates.

The mushroom bodies (MBs) are insect brain regions important for sensory integration, learning, and memory. In adult worker honey bees (Apis mellifera), the volume of neuropil associated with the MBs is larger in experienced foragers compared with hive bees and less experienced foragers. In addition, the characteristic synaptic structures of the calycal neuropils, the microglomeruli, are larger but present at lower density in 35-day-old foragers relative to 1-day-old workers. Age- and experience-based changes in plasticity of the MBs are assumed to support performance of challenging tasks, but the behavioral consequences of brain plasticity in insects are rarely examined. In this study, foragers were recruited from a field hive to a patch comprising two colors of otherwise identical artificial flowers. Flowers of one color contained a sucrose reward mimicking nectar; flowers of the second were empty. Task difficulty was adjusted by changing flower colors according to the principle of honey bee color vision space. Microglomerular volume and density in the lip (olfactory inputs) and collar (visual inputs) compartments of the MB calyces were analyzed using anti-synapsin I immunolabeling and laser scanning confocal microscopy. Foragers displayed significant variation in microglomerular volume and density, but no correlation was found between these synaptic attributes and foraging performance.