Orientador : Prof. Dr. Luciano Silva / Co-orientadora : Profª. Drª. Olga Regina Pereira Bellon / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 16/09/2014 / Inclui referências / Resumo: A visualização 3D remota de objetos culturais é uma ferramenta importante para diversas atividades na área de preservação digital, pois pode minimizar danos causados pelo transporte ou manipulação física dos objetos. Os modelos 3D gerados no processo de digitalização 3D podem auxiliar em restaurações ou na reconstrução física dos objetos. Devido aos avanços das tecnologias para digitalização 3D, os modelos 3D estão cada vez mais precisos. A disponibilização desses modelos para a visualização na web pode ser dificultada por restrições de acesso remoto, como por exemplo espaço de armazenamento, memória, capacidade de processamento e velocidade de conexão disponíveis. Nesse contexto, esta tese se concentra na visualização web interativa de modelos 3D realistas com fidelidade visual requerida ao estudo remoto dos objetos. O framework de visualização 3D baseada na web proposto incorpora a compressão progressiva de modelos 3D coloridos orientada por dados, uma base de dados de apoio à reconstrução 3D progressiva e uma aplicação web para a visualização 3D remota. Ao preservar as cores através do mapeamento de textura, a abordagem de compressão 3D progressiva orientada por dados proposta provê modelos intermediários com boa qualidade visual, principalmente a baixas resoluções. A estrutura do framework possibilita à aplicação suportar acessos simultâneos, além de viabilizar o acesso remoto por computadores e dispositivos móveis com restrição de recursos. A aplicação desenvolvida aproveita os recentes avanços das tecnologias web, proporcionando acesso livre de plugins e melhorando a qualidade da experiência do usuário. A solução proposta foi aplicada aos modelos 3D do conjunto de esculturas chamado "Os Doze Profetas" de Aleijadinho, considerado Patrimônio Mundial pela UNESCO. Através dos resultados experimentais pode-se comprovar que a preservação das cores combinada à reconstrução 3D progressiva é uma estratégia efetiva e apropriada para a visualização interativa de modelos 3D realistas na web. Palavras-chave: Preservação digital. Modelos 3D realistas. Visualização na web. Reconstrução 3D progressiva. Qualidade visual. / Abstract: Remote 3D visualization of valuable objects is a very important tool for the accomplishment of digital preservation tasks, since it prevents damages caused both by shipping and physical manipulation. The 3D models generated by 3D scanning may help physical restoration or reconstruction of the objects. Due to advances in 3D scanning technologies, the 3D models are becoming increasingly detailed. The web visualization of these models generated for digital preservation purposes is hampered by storage space, memory and processing restrictions. In this context, this thesis focuses on interactive web visualization of realistic 3D models for the remote study of the objects. The proposed web-based 3D visualization framework incorporates the datadriven progressive compression of colored 3D models, the database to support the progressive 3D reconstruction and a web application for remote 3D visualization. By preserving the colors through texture mapping, the proposed data-driven progressive 3D compression provides intermediate models with good visual quality at low resolutions. The framework enables the web application to support concurrent access, as well as providing access through computers with restricted resources. Our application takes advantages of the recent advances of the web technologies for providing a plugin-free experience. The proposed solution was applied to sculptures of the Twelve Prophets of Aleijadinho, considered World Heritage by UNESCO. The experimental results shows that the color preservation combined with progressive 3D reconstruction is an effective and appropriate strategy for interactive visualization of realistic 3D models on the web. Keywords: Digital preservation. Realistic 3D models. Web-based visualization. Progressive 3D reconstrution. Visual Quality.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-05-18T14:10:18Z No. of bitstreams: 1 2016_LucianoHenriqueOliveiraSantos.pdf: 8711150 bytes, checksum: 688924257cddd8b8961f4d9755eab0ed (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-25T21:38:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LucianoHenriqueOliveiraSantos.pdf: 8711150 bytes, checksum: 688924257cddd8b8961f4d9755eab0ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T21:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LucianoHenriqueOliveiraSantos.pdf: 8711150 bytes, checksum: 688924257cddd8b8961f4d9755eab0ed (MD5) / A computação ubíqua busca empregar a grande diversidade de dispositivos computacionais disponíveis no dia a dia para facilitar tarefas ou processos. Jogos ubíquos, por sua vez, aplicam os princípios da computação ubíqua para criar novos tipos de mecânica e modelos de interação, com a inserção de elementos do mundo real interagindo e confundindo- se com o mundo virtual. A terapia de reabilitação pode beneficiar-se desse modelo, pois frequentemente envolve um processo longo e contínuo, no qual a motivação do paciente é considerada fator crucial. Sistemas ubíquos em geral envolvem a adaptabilidade ao ambiente, com resposta constante à dinamicidade das características deste ambiente e das pessoas, dispositivos e aplicações. Jogos ubíquos voltados à reabilitação, no entanto, devem ainda lidar com a adaptabilidade ao paciente, ou seja, precisam levar em consideração os aspectos de saúde e as necessidades individuais de cada pessoa, no que diz respeito à natureza da lesão e às diferentes capacidades e amplitudes de movimentação. Focando-se nestes problemas, este trabalho propôs uma nova solução que estende uma infraestrutura de computação ubíqua existente para trazer um novo conjunto de ferramentas para lidar com os desafios específicos da reabilitação. A proposta inclui nova forma de organização do smartspace, um conjunto de interfaces e mecanismos de conversão de entradas, bem como ferramentas auxiliares e suporte a dispositivos de captura de movimento. A validação da solução foi realizada por meio de um protótipo do mecanismo de entrada de um jogo conceito, em que o paciente deve realizar movimentos fisioterápicos com sucesso para controlar um personagem virtual, que dá golpes mais ou menos intensos, de acordo com a taxa de acerto na execução de cada movimento. Foram realizadas medidas do processo de detecção desses movimentos pelo sistema, sendo analisado o funcionamento da infraestrutura implementada como um todo, inclusive com diferentes dispositivos de entrada, obtendo-se um comportamento de acordo com o esperado. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Ubiquitous computing takes advantage of the great diversity of computing devices available on daily environments to ease the execution of tasks or processes. Ubigames, as the name suggests, employ ubiquitous computing’s principles on the design of new kinds of mechanics and interaction models, bringing elements from the real world to interact and blend with the virtual world. Rehabilitation therapy may benefit from this paradigm, since it often requires a long and continuous process in which patient motivation is a crucial factor. Ubiquitous systems, in general, deal with environment adaptability, i.e., the continuous response to the dynamic characteristics of the environment, as well as of the people, devices and applications. Ubigames targeting rehabilitation, for that matter, must also incorporate patient adaptability, which means taking into consideration aspects related to specific health conditions and to individual necessities of each person, with regards to nature of lesion and different capabilities and range of movement. Focusing on these challenges, this research proposed a new solution that extends an existing ubiquitous computing infrastructure and brings a new set of tools to face the specific problems of rehabilitation. The proposal includes a new way of organizing the smartspace, a new set of interfaces and input conversion mechanisms as well as additional tools and support for movement capture devices. The solution was validated via a prototype of the input mechanism of a conceptual game, in which patients must successfully execute physiotherapy exercises in order to control a virtual character, who performs blows with higher or lower strength, according to the success rate of each movement. Measurements were taken of these movements’ detection process, with the solution as whole being analysed for its behavior, including with different input devices, and it worked as expected.

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.

Atualmente, a World Wide Web (WWW) já se estabeleceu como um dos meios de divulgação mais difundidos. Sendo um meio de publicação de custo relativamente baixo, muitas iniciativas foram desenvolvidas no sentido de estendê-la e transformá-la também numa ferramenta de apoio. Assim, uma série de pesquisas foi realizada no sentido de promover e facilitar o gerenciamento das informações da WWW, que são estruturadas, em sua maioria, como conjuntos de documentos inter-relacionados. Grafos são estruturas utilizadas para a representação de objetos e seus múltiplos relacionamentos. Nesse sentido, pode-se afirmar que hiperdocumentos podem ser modelados através de grafos, onde uma página representa um nodo e um link para outra página é representado por uma aresta. Considerando estas características, e dada a crescente complexidade dos materiais publicados na WWW, desenvolveu-se, ao longo da última década, o uso de técnicas e recursos de Visualização de Grafos com larga aplicação na visualização da estrutura e da navegação na WWW. Técnicas de visualização de grafos são aplicáveis especificamente para representar visualmente estruturas que possam ser modeladas por meio de objetos relacionados, sendo investigadas técnicas para a abstração de modo a facilitar tanto o processo de compreensão do contexto da informação, quanto a apreensão dos dados relacionados. Este trabalho tem como objetivo a investigação de técnicas de Visualização de Grafos aplicadas a autômatos finitos com saída. Este direcionamento se deve ao fato de alguns autores utilizar a abordagem de autômatos finitos com saída para as estruturas de hiperdocumentos. Se for considerado que um documento da WWW (ou o estado de um autômato) é composto por fragmentos de informação (ou saídas) tais como trechos de texto, imagens, animações, etc e que este documento é relacionado a outros por meio de links (ou transições), tem-se a verificação de sua representatividade por meio destas estruturas. Em trabalho anterior, no âmbito do PPGC da UFRGS, a ferramenta Hyper-Automaton foi desenvolvida com o objetivo de estender o uso da Internet no sentido de prover uma ferramenta de apoio à publicação de materiais instrucionais. Por adotar a notação de autômatos finitos com saída, possibilita, além da criação e gerenciamento de hiperdocumentos, a reutilização de fragmentos de informação sem que haja qualquer interferência de um autômato que utilize este fragmento sobre outro. O Hyper-Automaton foi selecionado como caso de estudo motivador deste trabalho. As técnicas aqui desenvolvidas têm como intuito diminuir a complexidade visual da informação, assim como permitir a navegação através dos autômatos finitos com saída de forma que seja possível visualizar detalhes como as saídas e informações relacionadas a cada uma delas, mantendo a visualização do contexto da informação. Foram analisadas técnicas de agrupamento como forma de redução da complexidade visual, e técnicas do tipo foco+contexto, como alternativa para prover a visualização simultânea do contexto e dos detalhes da informação.

O aumento da escala e funcionalidade dos sistemas de computação e sua crescente complexidade envolvem um aumento significante de custos e exigem recursos humanos altamente qualificados para o desenvolvimento de software. Integrando-se o uso de métodos formais ao desenvolvimento de sistemas complexos, permite-se realizar análises e verificações destes sistemas, garantindo assim sua correção. Existem diversos formalismos que permitem descrever sistemas, cada qual com diferentes níveis de abstração. Quando consideramos sistemas complexos, surge a necessidade de um modelo que forneça construções abstratas que facilitem o entendimento e a especificação destes sistemas. Um modelo baseado em objetos fornece um nível de abstração que tem sido muito aplicado na prática, onde os dados e os processos que os manipulam são descritos juntos em um objeto. Gramática de Grafos Baseada em Objetos (GGBO) é um modelo baseado em objetos, que além de ser uma linguagem visual, apresenta a vantagem de as especificações adquirirem um estilo baseado em objetos, que é bastante familiar à maioria dos desenvolvedores. Porém, as GGBOs não possuem ainda ferramentas para verificação automática de propriedades desejadas nos sistemas modelados. Uma alternativa para resolver isso é definir uma tradução (que preserve a semântica) desta linguagem para outra, para a qual existam verificadores automáticos. Um formalismo bastante conhecido e estabelecido para descrição de sistemas concorrentes, para o qual existem verificadores automáticos, é o cálculo-π. Porém, sob o aspecto de especificação de sistemas complexos, GGBOs parecem ser mais adequadas como linguagem de especificação que o cálculo-π, pois são visuais, mais intuitivas e possuem um estilo baseado em objetos. Neste trabalho foi definido um formalismo (baseado nas GGBOs), denominado Gramática de Hipergrafos Baseada em Objetos e uma tradução deste formalismo para o cálculo-π, aliando assim as vantagens desses dois métodos. Além disso, para validar a tradução definida, foram feitas provas de que a semântica das gramáticas de hipergrafos baseadas em objetos é preservada na tradução.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-10-29T16:09:25Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_caroline-silva.pdf: 23364621 bytes, checksum: fcb96ba9a221886b4a24da02bb78ea90 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-10-29T16:09:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_caroline-silva.pdf: 23364621 bytes, checksum: fcb96ba9a221886b4a24da02bb78ea90 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-29T16:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_caroline-silva.pdf: 23364621 bytes, checksum: fcb96ba9a221886b4a24da02bb78ea90 (MD5) / A an álise autom ática de expressões faciais tem atra do cada vez mais a aten ção de pesquisadores em diversas áreas como psicologia, ciência da computa ção, lingu ística, neurociência e áreas relacionadas. Nas ultimas d ecadas, pesquisadores têm realizado muitos trabalhos e in úmeras abordagens promissoras para o reconhecimento autom atico de expressões faciais têm surgido. Este crescente interesse surgiu atrav és do desenvolvimento de novos m étodos de processamento de imagens, novas abordagens para detec ção e reconhecimento facial, bem como o aumento da capacidade computacional. Nesta disserta ção é proposto um sistema de reconhecimento autom ático de expressões faciais. O sistema proposto clássi ca sete diferentes expressões: felicidade, raiva, tristeza, surpresa, desgosto,medo e neutra. Utilizou-se as bases de dados MUG Facial Expression e Face and Gesture Recognition Research Network (FG-NET). Estas bases apresentam imagens com plano de fundo uniforme e n~ao uniforme. As bases de dados tambéem cont ém imagens de indiv íduos que apresentam diferenças individuais tais como: barba, bigode e oculos. Os resultados experimentais demonstram que o sistema proposto baseado em redes neurais arti ficiais alcan ça uma taxa m édia de acerto de 97,62% para as sete diferentes expressões faciais defi nidas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T16:48:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:04:34Z : No. of bitstreams: 1 174189.pdf: 5432996 bytes, checksum: 9b87c630fef9a4a05fc845eaad2ad84b (MD5) / Muitos sistemas especialistas probabilísticos apresentam no momento de sua utilização inicial um desempenho que se manterá o mesmo durante seu ciclo de vida. Esses sistemas podem ser considerados como sistemas especialistas probabilísticos com base de conhecimento estática. Isto é, uma vez construída a base de conhecimento com as variáveis especificadas pelo especialista, o sistema não se altera mais. Este sistema de base de conhecimento dinâmica (SEDIN) foi concebido a partir do sistema especialista probabilístico (SISPAN) cuja base de conhecimento é estática. Ambos os sistemas oferecem um diagnóstico para avaliar o estado nutricional em crianças com até 2 anos de idade. Para a construção do SEDIN utilizou-se a linguagem de programação C++Builder, versão 3.0, da Borland e a shell Netica 1.06. Mais especificamente o ambiente de trabalho do Netica API (Application Program Interface) com sua DLL (Dynamic Link Library) que contém uma biblioteca com todas as funções definidas na linguagem C para representar o conhecimento do especialista em uma rede bayesiana, composta de seus nós (variáveis), seus respectivos arcos e probabilidades condicionais a priori. O sistema SEDIN pode ser usado para verificar o grau de importância das variáveis introduzidas no sistema bem como oportunizar a aquisição continuada de conhecimento. Por outro lado, um sistema especialista probabilístico tal como este exposto aqui pode servir como material didático para apoiar o professor na transmissão do conhecimento de Sistemas Especialistas Bayesianos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós -Graduação em Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-17T17:13:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:18:15Z : No. of bitstreams: 1 182129.pdf: 6264647 bytes, checksum: 0ef7b9a9508ad14b05fafe6ce7e16ed2 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-18T04:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:05:16Z : No. of bitstreams: 1 184328.pdf: 2395850 bytes, checksum: 3471f2646ec27bee5f54dd6fb6f3e590 (MD5) / A Integração de Aplicações Empresariais (EAI) é uma resposta da Tecnologia da Informação aos problemas verificados nas organizações a partir de mudanças tecnológicas, organizacionais e de mercado. Do ponto de vista tecnológico verificou-se o surgimento de novos paradigmas de desenvolvimento e de plataformas menores e mais abertas, gerando um acúmulo de tecnologias heterogêneas e de soluções individualizadas. Do ponto de vista organizacional a evolução natural dos ambientes empresariais implicou no surgimento de processos funcionais organizacionais mais complexos, o que elevou sobremaneira a complexidade das aplicações e a necessidade de compartilhar informações que residiam naquelas soluções individualizadas. Finalmente, do ponto de vista do mercado, o surgimento do e-business, que aumentou a necessidade das aplicações dialogarem entre sí, o grande número de aquisições, fusões e incorporações de empresas e a migração dos sistemas para a Web tornou imperativa a questão da Integração de Aplicações Empresariais. Uma vez que a pura e simples troca

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T12:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:11:01Z : No. of bitstreams: 1 171568.pdf: 2928078 bytes, checksum: f2d5fcac0d0e76b29dceed75c73d5355 (MD5) / Para a modelagem de redes neurais para aplicações de problemas invariantes à translação utilizamos restrições de compartilhamento de pesos. Redes neurais com estas restrições são chamadas de Redes Neurais com Pesos compartilhados. O compartilhamento de pesos equivalentes à operação de convolução, permitindo que se utilize diversas técnicas que aceleram o cálculo desta. Esta equivalência é o motivo pelo qual estas redes neurais também são chamadas de Redes Neurais por Convolução. Este trabalho implementa o modelo de Rede Neural por Convolução em uma linguagem apropriada, permitindo a criação de novas topologias de forma flexível, simples e rápida. Supõe-se que nos estágios iniciais do córtex visual ocorra a reconstrução da informação tridimensional a partir de diversos aspectos, entre eles a visão estereoscópica, sombreamento, sobreposição de objetivos, textura, perspectiva e movimento. Em uma Segunda linha, este trabalho apresenta uma extensão do modelo de Rede Neural por Comvolução utilizando características específicas do cálculo de convolução - a transformada de Fourier.