The plant leaf is one of the most challenging natural objects to be realistically depicted by computer graphics due to its complex morphological and optical characteristics. Although many studies have been done on plant modeling, previous research on leaf modeling required for close-up realistic plant images is very rare. In this thesis, a novel method for modeling of the leaf shape based on the leaf venation is presented. As the first step of the method, the leaf domain is defined by the enclosure of the leaf boundary. Second, the leaf venation is interactively modeled as a hierarchical skeleton based on the actual leaf image. Third, the leaf domain is triangulated with the skeleton as constraints. The skeleton is articulated with nodes on the skeleton. Fourth, the skeleton is interactively transformed to a specific shape. A user can manipulate the skeleton using two methods which are complementary to each other: one controls individual joints on the skeleton while the other controls the skeleton through an intermediate spline curve. Finally, the leaf blade shape is deformed to conform to the skeleton by interpolation. An interactive modeler was developed to help a user to model a leaf shape interactively and several leaves were modeled by the interactive modeler. The ray-traced rendering images demonstrate that the proposed method is effective in the leaf shape modeling.

Nous présentons de nouveaux schémas numériques pour l'approximation de problèmes de diffusion hétérogène et anisotrope sur des maillages généraux. Sous des hypothèses correspondant aux cas industriels, nous montrons qu'un premier schéma, qui est centré sur les mailles, possède un petit stencil et converge dans le cas de tenseurs discontinus. La preuve de la convergence repose sur des propriétés de consistance des gradients discrets issus du schéma. Dans une seconde partie, nous proposons des méthodes de correction non linéaire du schéma initial pour obtenir le principe du maximum. L'efficacité de ces schémas est étudiée sur des tests numériques ayant fait l'objet de bancs d'essais d'une grande variété de schémas de volumes finis. Les comparaisons avec les schémas volumes finis classiques montrent l'apport de ces schémas en termes de précision. Nous montrons ainsi le bon comportement de ces schémas sur des maillages déformés, et le maintien de la précision des schémas non-linéaires, alors que les oscillations ont été supprimées / We present a new scheme for the discretization of heterogeneous anisotropic diffusion problems on general meshes. With light assumptions, we show that the algorithm can be written as a cell-centered scheme with a small stencil and that it is convergent for discontinuous tensors. The key point of the proof consists in showing both the strong and the weak consistency of the method. Besides, we study non-linear corrections to correct the FECC scheme, in order to satisfy the discrete maximum principle (DMP).The efficiency of the scheme is demonstrated through numerical tests of the 5th & 6th International Symposium on Finite Volumes for Complex Applications - FVCA 5 & 6. Moreover, the comparison with classical finite volume schemes emphasizes the precision of the method. We also show the good behaviour of the algorithm for nonconforming meshes. In addition, we give some numerical tests to check the existence for the non-linear FECC schemes

Métodos de Lagrangianos aumentados são muito utilizados para resolver problemas de minimização de funções sujeitas a restrições gerais. Em particular, estudamos um método de Lagrangianos aumentados que utiliza a função PHR, implementado em ALGENCAN, e observamos seu comportamento quando o aplicamos na resolução de um problema encontrado na área de Computação Gráfica. O problema estudado é um problema encontrado na geração de malhas de superfícies, na etapa de pós-processamento, para o qual propomos uma técnica de otimização visando a melhoria dos elementos da malha. Quando se trata de geração de malhas de superfícies em \'R POT. 3\', parametrizações de malhas triângulares que representam superfícies são usadas em muitas aplicações de processamento de malhas para vários fins. Muitas vezes é necessário preservar a métrica da superfície e, assim, minimizar a deformação do ângulo e da área. A técnica que propomos de otimização visa melhorar as distorções de ângulos e áreas impostas por uma parametrização. Para verificar o comportamento da técnica proposta, implementamo-na em C++ e utilizamos algumas malhas de modelos clássicos da literatura para realizar os experimentos numéricos. Os resultados obtidos foram promissores / Augmented Lagrangian methods are frequently used to solve minimization problems subject to general constraints. In particular, we study an augmented Lagrangian method that uses the PHR function, implemented in ALGENCAN, and observe its behavior when applied to solve a problem found in the field of Computer Graphics. The problem we will study and solve is found in the post-processing stage of the surface mesh generation, for which we propose an optimization technique to improve the mesh elements. When it comes to meshing surfaces in \'R POT..3\', triangular meshes parametrizations are widely used in applications of mesh processing. It is often necessary to preserve the surface metric and, thus, minimize the angle and area deformation. The optimization technique we propose aims to improve the distortions imposed by a parametrization onto angles and areas. To assert the efectiveness of the proposed technique, we implemented it in C++ language and used some classic mesh models from the literature to performe numerical experiments. The results were promising

Estruturas de dados (ED) topológicas oferecem diversas vantagens quando se deseja executarumadeformação sobreumamalha. Essas EDs permitem movimentar os nós da malha sem modificar sua topologia, são relativamente simples de seremimplementadas e também são passíveis de serem incorporadas a um ciclo simulação/deformação de forma completamente automática e eficiente. O primeiro objetivo deste trabalho é a concepção de uma ED topológica para representação de malhas elásticas. Tais malhas podem ser do tipo superficial ou volumétrica, e ainda simples ou mista. Para melhor desempenho, confiabilidade e menor consumo de memória, deseja-se que a ED seja implícita quanto à representação de componentes incidentes e adjacentes dos elementos presentes na malha. Outro objetivo deste trabalho é abordar o problema de geração de malhas em domínios arbitrários definidos por uma função implícita. O método proposto é uma extensão do algoritmo de Partição da Unidade Implícita (PUI). Para isso, o método proposto é baseado numa abordagem de preenchimento de superfícies. Este método proposto gera adaptativamente tetraedros em diferentes níveis de refinamento de acordo com o nível de detalhe presente na região do domínio. Diferentemente de trabalhos anteriores, esta característica é feita naturalmente sem necessitar de uma estrutura auxiliar. Para este fim, usa-se uma estrutura algébrica chamada de triangulação Ja1 que é capaz de lidar com tais refinamentos. Além do mais, a triangulação Ja1 permite que se percorra a estrutura simplesmente através de regras algébricas que é uma outra vantagem do método proposto / Topological data Structures (DS) oer several advantages when performing a deformation on a mesh. These DSs allow movement throughout the mesh without modifying its topology, are relatively simple to implement, and there is always the possibility of merging it to simulation/deformation cycle on a completely automatic and ecient form. The main goal of this work is to design and implement a topological DS to represent elastic meshes. These meshes can be either of surface or volume kind, and even simple or mixed. For better performance, more reliability and lower memory consumption, it is necessary that the DSs allow the representation of incident and adjacent components of a given element to be implicit. The second objective to this work is to tackle the problem of mesh generation on arbitrary domains defined by implicit functions. The proposed method is an extension to the algorithm of Partition of Unity Implicits (PUI). For this the proposed method is based on an isosurface stung approach. It adaptively generates the tetrahedra in dierent levels of refinement accordingly to the level of detail presented by the regions of the domain. Dierently to previous work, this feature is done naturally without the aid of an auxiliary data structure. To this end, we use an algebraic structure, named Ja1 triangulation, which is capable of dealing with such refinements. In addition, the Ja1 triangulation permits traversing through the mesh by simply using algebraic rules which is another advantage to the proposed method

Simulações de escoamentos multifásicos são de grande interesse em aplicações práticas na indústria, em particular na indústria petrolífera, entre outras. Vários processos dependem do entendimento físico de escoamentos envolvendo iteração com partículas, sedimentação e separação de fluidos. Dos muitos métodos existentes para a simulação dos processos acima descritos, há um crescente interesse no aumento de precisão, o que levou ao desenvolvimento de estratégias que utilizam esquemas de elementos finitos discretizados em malhas dinâmicas e adaptativas, usando uma formulação ALE (do inglês, Arbitrary Lagrangian-Eulerian), juntamente com uma representação geométrica da interface. Neste sentido, este trabalho tem o objetivo de estudar e implementar estratégias robustas de controle e adaptação de malhas, em situações onde a malha dinâmica é sujeita a grandes deformações. Uma biblioteca de algoritmos e rotinas foi então desenvolvida para este fim, implementando técnicas de controle e otimização da qualidade dos elementos da malha, técnicas de adaptação da interface entre fluidos com esquemas de conservação de massa, técnicas de mudanças topológicas e preservação de propriedades materiais, além de uma comunicação facilitada destas rotinas com códigos de simulação numérica de escoamentos multifásicos existentes / Multiphase flow simulations are of great interest in practical applications, particularly in the oil industry. Several processes depend on understanding physical aspects of flows with particle interaction, sedimentation and fluid separation. Among the several existing methods to simulate the processes described above, theres a growing interest in achieving higher precision, which led to the development of strategies that use finite element discretization in adaptive, dynamic meshes, using the ALE formatulation along with a geometrical representation of the interface. In this context, this thesis aims to study and implement robust strategies for mesh adaptation, for cases where the dynamic mesh is subject to large deformations. A library of routines and algorithms was developed, implementing mesh elements control and quality optimization techniques, fluid interface adaptation techniques with a mass conservation scheme, topological modifications and material properties preservation techniques, and also a decoupled, simplified communication between these routines with existing multiphase flow numerical simulation code

Modelagem geométrica envolvendo objetos implícitos é um tema de intensa pesquisa em Computação Gráfica. Portanto, obter técnicas eficientes para representar esses objetos é de extrema importância. Dois grupos de objetos implícitos relevantes para Computação Gráfica são as curvas implícitas e superfícies implícitas. As técnicas tradicionais para se aproximar curvas e superfícies implícitas envolvem dividir o domínio e buscar em suas partições partes da curva ou da superfície. Neste projeto propomos um novo métodos de poligonização robusta de curvas implícitas usando uma ferramenta numérica auto-validada chamada de Aritmética Afim. O método consiste na poligonização adaptativa de curvas implícitas em malhas triangulares tridimensionais. / Geometric modeling involving implicit objects is a topic of intense research in Computer Graphics. Thus, obtain efficient techniques for representing these objects is of utmost importance. Two groups of relevant implicit objects for Computer Graphics are implicit curves and implicit surfaces. Traditional techniques for approximating implicit curves and surfaces involve splitting the domain and searching for parts of the curve or the surface. In this project we propose a new methods of robust polygonization of implicit curves using the self-validated numerical tool called Affine Arithmetic. The method consists in the adaptive polygonization of implicit curves in three-dimensional triangular meshes.

Dois métodos distintos são descritos e implementados. O primeiro método, proposto por Ruppert, possui garantias teóricas de qualidade quando a fronteira do domínio obedece certas restrições. O segundo método, proposto por Persson, possibilita um maior controle na densidade dos elementos que discretizam o domínio. As vantagens, desvantagens e particularidades de cada um dos métodos são descritas e detalhadas / Two distinct methods are described and implemented. The first method, proposed by Ruppert, has theoretical guarantees on the quality of elements when the domain boundaries respect certain restrictions. The second method, proposed by Persson, makes it possible to have greater control over the density of the elements that make up the domain. The advantages, disadvantages and specific points about each method are described and detailed

Neste trabalho, exploramos e propusemos diretrizes para a análise de dados utilizando o método Integrated Nested Laplace Approxímation - INLA para os modelos lineares generalizados (MLG\'s) e modelos baseados em dados georreferenciados. No caso dos MLG\'s, verificou-se o impacto do método de aproximação utilizado para aproximar a distribuição a posteriori conjunta. Nos dados georreferenciados, avaliou-se e propôs-se diretrizes para construção das malhas, passo imprescindível para obtenção de resultados mais precisos. Em ambos os casos, foram realizados estudos de simulação. Para selecionar os melhores modelos, foram calculadas medidas de concordância entre as observações e os valores ajustados pelos modelos, por exemplo, erro quadrático médio e taxa de cobertura. / In this work, we explore and propose guidelines for data analysis using the Integrated Nested Laplace Approximation (INLA) method for generalized linear models (GLM) and models based on georeferenced data. In the case of GLMs, the impact of the approximation method used to approximate the a posteriori joint distribution was verified. In the georeferenced data, we evaluated and proposed guidelines for the construction of the meshes, an essential step for obtaining more precise results. In both cases, simulation studies were performed. To select the best models, agreement measures were calculated between observations and models, for example, mean square error and coverage rate.

Made available in DSpace on 2016-04-27T18:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavia Cardoso.pdf: 364564 bytes, checksum: 6304a74f6256dcdec6fb0e451eeeab48 (MD5) Previous issue date: 2009-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Speaking of a phonoaudiological clinic implies taking for yourself the litigations that transits in it: to wreck senses and goals and operate , in clinical practice , with theories , procedures and sanitary- associated, personal and collective realities. The feasible existence of a relationship system in the appointments ( between professionals and between professionals with the patient and his/her relatives),is the fact that these mesh affects and produces effects to the care processes of each patient , makes us imagine that the situations created in those contexts need to be evaluated and handled into the therapeutic setting. We call that relatioship mesh, that can constitute in every clinical case, as care collective. It is related to the crossing of these relationships and interlocutions in the patients' therapeutical process. In this sense, we make a reflection of the limits and potentialities of collective work between different health care spheres: school, family, health services, etc. The main goal was to build and systemize technical and conception parameters of handle of these care collectives, as well as reflect about its roles and effects in the phonoaudiological setting, through the study of two clinical cases: first of a four- year-old male with delays in language diagnosis. In this case , the data collective wasn‟t effective. However, the phonoaudiologic search for these constructions had mobilized the child‟s parents creating new perspectives for the continuity of the phonoaudiological work. The second case is of a eight-year-old male with reading and writing disorder. Here, the care collective was structured from the phonoaudiological setting , making intense experience and alternatives for the treatment possible and making different elaborations and patient, his relatives and involved professionals transportation more accessible. This research showed that the so called care collective isn't guaranteed, however, when it happens, the care offer power justifies the work for its construction / Falar da clínica fonoaudiológica implica em tomar para si as questões que nela transitam: destrinchar sentidos, objetivos e operar, na prática clínica, com teorias, procedimentos e realidades sócio-sanitárias, pessoais e coletivas. A possível existência de redes de relações nos atendimentos (entre profissionais e destes com o paciente e seus familiares), e o fato de que essa malha afeta e produz efeitos nos processos de cuidados de cada paciente, faz pensar que as situações criadas nesses contextos precisam ser analisadas e manejadas no setting terapêutico. Chamamos essa rede de relações, que se pode constituir em cada caso clínico, de coletivo de cuidados. Ele concerne aos atravessamentos dessas relações e interlocuções no processo terapêutico dos pacientes. Nesse sentido, realizamos uma reflexão sobre os limites e as potencialidades do trabalho coletivo entre esferas de cuidados à saúde distintas: escola, família, serviços de saúde, etc. O objetivo foi construir e sistematizar parâmetros conceituais e técnicos de manejo desses coletivos de cuidados, bem como refletir sobre seus papéis e efeitos no setting fonoaudiológico, por meio do estudo de dois casos clínicos: o primeiro de uma criança do sexo masculino, com quatro anos de idade e diagnóstico de atraso de linguagem. Neste caso, o coletivo de cuidados não se efetivou, entretanto a busca da fonoaudióloga por tal construção mobilizou os pais, criando novas perspectivas para a continuidade do trabalho fonoaudiológico. O segundo caso é o de um paciente também do sexo masculino, com oito anos de idade, que apresentava transtorno de leitura/escrita. Aqui, o coletivo de cuidados se estruturou a partir do setting fonoaudiológico, possibilitando intensa troca de experiências e construção de alternativas ao tratamento, o que facilitou diferentes elaborações e deslocamentos do paciente, dos familiares e dos profissionais envolvidos. A pesquisa demonstrou que a construção do chamado coletivo de cuidados não é garantida, contudo, quando este se efetua, a potencialização da oferta de cuidados justifica o trabalho para sua construção

Métodos de Lagrangianos aumentados são muito utilizados para resolver problemas de minimização de funções sujeitas a restrições gerais. Em particular, estudamos um método de Lagrangianos aumentados que utiliza a função PHR, implementado em ALGENCAN, e observamos seu comportamento quando o aplicamos na resolução de um problema encontrado na área de Computação Gráfica. O problema estudado é um problema encontrado na geração de malhas de superfícies, na etapa de pós-processamento, para o qual propomos uma técnica de otimização visando a melhoria dos elementos da malha. Quando se trata de geração de malhas de superfícies em \'R POT. 3\', parametrizações de malhas triângulares que representam superfícies são usadas em muitas aplicações de processamento de malhas para vários fins. Muitas vezes é necessário preservar a métrica da superfície e, assim, minimizar a deformação do ângulo e da área. A técnica que propomos de otimização visa melhorar as distorções de ângulos e áreas impostas por uma parametrização. Para verificar o comportamento da técnica proposta, implementamo-na em C++ e utilizamos algumas malhas de modelos clássicos da literatura para realizar os experimentos numéricos. Os resultados obtidos foram promissores / Augmented Lagrangian methods are frequently used to solve minimization problems subject to general constraints. In particular, we study an augmented Lagrangian method that uses the PHR function, implemented in ALGENCAN, and observe its behavior when applied to solve a problem found in the field of Computer Graphics. The problem we will study and solve is found in the post-processing stage of the surface mesh generation, for which we propose an optimization technique to improve the mesh elements. When it comes to meshing surfaces in \'R POT..3\', triangular meshes parametrizations are widely used in applications of mesh processing. It is often necessary to preserve the surface metric and, thus, minimize the angle and area deformation. The optimization technique we propose aims to improve the distortions imposed by a parametrization onto angles and areas. To assert the efectiveness of the proposed technique, we implemented it in C++ language and used some classic mesh models from the literature to performe numerical experiments. The results were promising