Ingeniera Civil en Computación / El objetivo del presente tema de memoria es diseñar y desarrollar un visualizador y evaluador de mallas geométricas mixtas en 3D, que provea diferentes formas de visualización, que permita evaluar la calidad de las mallas aplicando distintos criterios de evaluación sobre ellas, y que sea fácilmente extensible a nuevas funcionalidades. Una malla geométrica es una colección de vértices, aristas y caras, que define la forma de un objeto complejo en base a polígonos (2D) y poliedros (3D). Se considerará en este trabajo la manipulación de mallas de superficie y mallas mixtas 3D compuestas por tetraedros, pirámides, prismas de seis vértices y hexaedros. Mientras más regulares son los elementos de una malla geométrica esta es de mejor calidad. Para evaluar la calidad de una malla, se aplican sobre los elementos que la componen los criterios de evaluación ángulo diedro, ángulo sólido, jacobiano y relación volumen - arista más larga al cubo. En una primera etapa, se propone e implementa un diseño con enfoque orientado a objetos en donde se utilizan diferentes patrones de diseño. Se propone una estructura de datos para el manejo de mallas que privilegia la eficiencia al ejecutar algoritmos sobre ellas por sobre el espacio utilizado al almacenarlas en memoria. Se utiliza un subsistema que permite abrir y guardar mallas almacenadas en archivos de distintos formatos usando el patrón de diseño Facade. Se crean los elementos de las mallas a partir de los datos utilizando el patrón Factory Method. Se generan Iteradores sobre los elementos de la malla según sea necesario. Se utiliza el patrón de diseño Strategy para definir y aplicar los diferentes criterios de evaluación. Finalmente, se define el visualizador como un Singleton para asegurar una instancia única. Luego, se procede con el desarrollo de una interfaz adecuada a los requisitos y fácil de usar que provee distintas funcionalidades dentro de las cuales se encuentran: abrir y guardar una malla geométrica, visualizarla, rotarla, trasladarla, realizar zoom-in y zoomout, ver sólo la superficie de la malla, desplegar datos de los elementos, seleccionar elementos, escoger niveles de vecindad y observar un elemento con sus vecinos, aplicar criterios de evaluación sobre toda la malla o sobre vecindades, visualizar elementos que cumplen o no con los rangos de evaluación y mover puntos de la malla para mejorar su calidad. Como resultado, se obtiene una herramienta extensible, flexible y fácil de usar, que provee distintos tipos de visualización de mallas geométricas, que permite evaluar la calidad de los elementos que las componen y, mejorarlas manipulando los puntos de elementos críticos y al mismo tiempo manteniendo su integridad.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-07-28T16:52:58Z No. of bitstreams: 1 DIS_BRUNO_NEHME_BARBO_PARCIAL.pdf: 96108 bytes, checksum: 7526074c0143db36f54822c35a9bff04 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T16:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_BRUNO_NEHME_BARBO_PARCIAL.pdf: 96108 bytes, checksum: 7526074c0143db36f54822c35a9bff04 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Study models are an essential part of Orthodontic diagnosis and treatment planning. Traditionally, diagnostic measurements have been obtained from plaster models, but the technological advancements have made the introduction of digital models into dental practices. Digital models have the advantage of allowing a ?virtual setup?, and the superimposition of different stages of Orthodontic treatment. Objective: To review the literature on the present stage of digital models in Orthodontics, and to assess the reliability and reproducibility of linear measurements in digital models, obtained at different angulations, and of 4 methods of superimposition using reference points and areas. Methods: 28 maxillary plaster models were selected and scanned with R700 scanner (3Shape, Copenhagen, Denmark), in four different angulations (0?, 5?, 10? and 15? in relation to the occlusal plane) yielding 4 groups (0, 5, 10 and 15). All analysis and measurements were done with OrthoAnalyzer Software (3Shape). The digital models, in stl file format (stereolithography), were used to perform the linear measurements, assessing the central and lateral portions of the maxillary model. Additionally, for reproducibility evaluation, 4 methods of superimpositions were tested: 1 (3 central points), 2 (3 lateral points), 3 (surface and 1 point) and 4 (surface and 3 points). Data were evaluated using intraclass correlation coefficients (ICC), ANOVA (1-way) and Kappa coefficient. Results: All 4 groups showed good correlation with each other, with no significant difference among them, for all linear measurements. Evaluated the best superimposition method correlation was observed between methods 3 ? 4, indicating that to superimpose with accuracy, is necessary to select points and a surface. The first superimposition method, that used 3 central points, showed slight correlation with the other methods, being unrealible to superimposition purpose. Conclusions: There were no statistical difference between linear measurements of digital models at different scanning angulations. Regarding the superimposition methods, the sufarce based ones (methods 3 and 4) were the best. / Os modelos de estudo s?o fundamentais para realiza??o do diagn?stico e plano de tratamento na Ortodontia. Dentre as formas de modelos existem os digitais que, diante dos avan?os tecnol?gicos, tem tido sua utiliza??o ampliada, podendo ser aplicado em diagn?stico, planejamento, setup virtual e avalia??es da movimenta??o dent?ria durante o tratamento ortod?ntico. Objetivo: Realizar uma revis?o de literatura sobre o est?gio atual dos modelos digitais em Ortodontia, bem como avaliar a confiabilidade e reprodutibilidade de medidas lineares em modelos digitais escaneados com diferentes angula??es, e de quatro m?todos de sobreposi??o dos modelos digitais a partir do uso de pontos e ?reas de refer?ncia. Materiais e m?todos: Foram selecionados 28 modelos do arco maxilar, confeccionados em gesso. Os modelos foram escaneados em quatro angula??es diferentes, no sentido transversal (0?, 5?, 10? e 15? em rela??o ao plano oclusal) formando 4 grupos (0, 5, 10 e 15). Os modelos digitais, obtidos no formato stl (stereolithography), foram analisados no Software OrthoAnalyzer (3Shape), sendo realizadas medidas lineares avaliando as por??es central e lateral dos modelos. Adicionalmente, foi avaliada a reprodutibilidade na sobreposi??o dos modelos obtidos por meio de quatro m?todos diferentes: 1 (3 pontos centrais), 2 (3 pontos laterais), 3 (Superf?cie e 1 ponto) e 4 (Superf?cie e 3 pontos). A confiabilidade e a reprodutibilidade foram avaliadas com o ?ndice de correla??o intraclasse (ICC). A an?lise de vari?ncia (ANOVA de um fator) foi utilizada para comparar o valor m?dio das medidas entre os 4 grupos. Como forma de avalia??o da concord?ncia da sobreposi??o entre os modelos de 0? e 15? foi utilizado o Coeficiente Kappa (avaliados em pares). Resultados: A compara??o entre os grupos apresentou excelente correla??o, ou seja, n?o houve diferen?a estat?stica entre as medidas lineares dos modelos escaneados nas diferentes angula??es. A avalia??o da reprodutibilidade na sobreposi??o dos modelos demonstrou a necessidade da sele??o de uma superf?cie para sobreposi??o, al?m dos pontos selecionados nos modelos, visto que os m?todos 3 e 4 apresentaram melhor resultado, quando comparados aos m?todos 1 e 2. Conclus?es: A realiza??o do escaneamento em diferentes angula??es n?o gerou diferen?a nas medidas lineares. Em rela??o aos m?todos de sobreposi??o, verificou-se a necessidade da sele??o de uma ?rea para auxiliar na sobreposi??o, visto que os m?todos que apresentavam apenas pontos para sobreposi??o demonstraram reprodutibilidade inferior.

Existe um conceito difundido entre professores de educação física, fisioterapeutas e ortopedistas que o joelho não deve ser demasiadamente anteriorizado em relação à ponta do pé na direção ântero-posterior durante qualquer tipo de agachamento de modo a diminuir a carga mecânica imposta ao joelho. No entanto, são escassas as evidências quantitativas que corroboram este conceito. Este trabalho tem como objetivo estimar forças e torque na articulação do joelho em indivíduos saudáveis durante o exercício de agachamento livre com peso em dois modos diferentes de execução: a) joelho não ultrapassando a linha vertical que passa pelos dedos do pé; b) joelho ultrapassando essa linha vertical. Os sujeitos realizaram o agachamento com o pé direito sobre uma plataforma de força que mensurou os torques e forças de reação do solo. O membro inferior direito dos indivíduos (pé, perna e coxa) foram filmados com cinco câmeras digitais. Visando reconstruir o movimento dos segmentos, nós utilizamos a técnica de calibração do sistema anatômico (CAST), aumentando assim, a acurácia na reconstrução da posição tridimensional dos segmentos. O centro articular do quadril foi determinado pelo método rotacional e as forças e torques articulares internos líquidos foram determinados por dinâmica inversa. Os resultados obtidos mostram que o pico da carga mecânica no joelho, quando esse passa em média 11cm da linha do pé, é cerca de 31% maior na condição em que o joelho ultrapassa a linha do pé. Esses resultados implicam que não passar o joelho da linha do pé diminui a força de compressão patelofemoral, levando assim a uma menor solicitação mecânica nesta articulação. / There is a wide spread notion among health professionals that during a squat exercise the knee should not pass forward the forefoot region in order to not overload the knee joint. However, it seems there isn’t scientific literature to support or negate this concept. The goal of this paper is to investigate the effect of different foot-knee positions on the knee joint moment and on the patelofemoral force during squat, which was performed into two different ways: a) knee do not passing the forefoot region; b) knee passing the forefoot region. The subjects performed the squat exercise with the right foot on a force plate that measured the ground reaction force and moment components. The subject’s right leg (foot, shank, and thigh) and pelvis were filmed with five digital cameras. In order to reconstruct the segments’ movement, we used the Calibrated Anatomical System Technique (CAST), improving the accuracy on three-dimensional reconstruction of segment’s position. The hip center was determined by the rotational method and the internal net forces and torques were estimated by inverse dynamics. The results showed that during the condition were knee passed the forefoot region, the knee passed 11 cm on average, what resulted in a peak of mechanical load on the knee 30% higher in relation to the do not pass condition. Based on these results it is suggested that the knee should not pass the forefoot region during squatting in order to decrease the patelofemoral force.

O melanoma representa 4% dos tipos de neoplasias cutâneas e causa 79% de morte por doenças de pele no mundo. Um dos grandes problemas relacionados ao tratamento de melanoma advém da sua resistência às terapias convencionais e, assim, a terapia fotodinâmica surgiu como uma alternativa terapêutica promissora, devido ao seu papel no tratamento de diversos tipos de câncer, além de outras doenças de pele. Ela é baseada no acúmulo seletivo de uma molécula fotoativa no tecido alvo, seguida da iluminação por uma fonte de luz, cujo comprimento de onda é específico para a excitação dessa molécula, ocasionando no dano celular. Neste estudo, foram realizados experimentos in vitro investigando a resposta fotodinâmica em melanoma humano, através de um modelo de tumor tridimensional por levitação magnética. Inicialmente, um protocolo de obtenção dos tumores de melanoma foi desenvolvido para avaliação da terapia em diferentes doses de luz e concentrações de fotossensibilizador. Em seguida, ensaios de cinética e quantificação intracelular com dois fotossensibilizadores, Photogem® e Photodithazine®, também foram feitos com o intuito de averiguar a sua distribuição, bem como tempo de internalização nos tumores. Tendo estabelecido que a incubação por 16 horas com Photodithazine® foi o parâmetro experimental mais adequado, a terapia fotodinâmica foi realizada, em sessão única, com irradiação em 660 nm em tumores de duas diferentes espessuras. Logo, testes de citotoxicidade foram utilizados para comparar os resultados de ambas as condições, onde se notou que o aumento na espessura atenuou o dano oxidativo decorrente da terapia. Além disso, foi observado que o acréscimo na dose de luz não acarretou em mudanças muito significativas na morte celular. No entanto, o maior dano celular, de aproximadamente 90% de morte, foi obtido com 100 μg/mL de Photodithazine® e iluminação com 60 J/cm², resultando na desagregação dos tumores, efeitos promissores da terapia no melanoma. Uma possível alternativa sugerida para aprimorar a eficiência fotodinâmica, seria a aplicação de mais sessões de terapia fotodinâmica, uma vez que os experimentos realizados nesse trabalho foram com uma sessão e, esse procedimento, poderia ocasionar em maior morte celular. / Melanoma accounts for 4% of skin cancers and causes 79% of death from skin diseases worldwide. A major problem associated with melanoma treatment is due to its increasingly resistance to conventional therapies. Thus, photodynamic therapy has emerged as a promising alternative modality to several types of cancer and other skin disorders. It generally involves the selective accumulation of a photoactive molecule in target tissue, followed by illumination with light source of an appropriate wavelength, to excite this molecule, resulting in cell damage. This study sought to investigate the photodynamic response in human melanoma, through a three dimensional tumor model by magnetic levitation. Initially, a protocol to obtain melanoma tumors was developed, to evaluate the therapy at different doses of light and photosensitizer concentrations. Posteriorly, kinetic assays and intracellular quantification with two photosensitizers, Photogem® and Photodithazine®, were also carried out in order to ascertain its distribution, as well as time internalization in tumors. Having established that incubation for 16 hours with Photodithazine® was the most suitable experimental parameter, photodynamic therapy was performed in a single session, with irradiation of 660 nm in two tumors, different in thicknesses. Therefore, cytotoxicity tests were used to compare the results of both conditions, where it was noted that the increased tumor depth may attenuate oxidative damage, induced by the therapy. Furthermore, it was observed that the increase in light dose did not result in significant changes in cell death. Nevertheless, the greater cell damage, approximately 90% kill was obtained with 100 ug/mL Photodithazine® and illumination with 60 J / cm², causing tumor breakdown, which is a promising effect in melanoma therapy. An alternative suggested to enhance the photodynamic efficiency, would be to apply more sessions of photodynamic therapy, so this procedure could result in increased cell death.

A microtomografia 3D por raio-X proporciona medidas quantitativas e tridimensionais da estrutura do calo e essas medidas podem potencialmente estar relacionadas com a resistência do calo. A avaliação quantitativa do reparo ósseo por meio de novas metodologias tem importante aplicação nas pesquisas experimentais relacionadas a tecnologias invasivas e não invasivas para a estimulação do mesmo. O objetivo desse estudo foi avaliar o reparo ósseo por meio da \'mü\'CT em defeito ósseo em fêmur de rato. Trinta ratos machos da classe Wistar com peso médio de 300g foram divididos em grupos experimentais de 10 animais em cada grupo. Os animais foram anestesiados e um furo com 1,2 mm de diâmetro foi realizada na porção medial do fêmur utilizando-se uma broca odontológica. No 7º, 14º e 21º pós-cirúrgico, os animais dos grupos experimentais 1, 2 e 3, respectivamente, foram sacrificados e o fêmur esquerdo excisado. Os fêmures foram envolvidos em gaze e mergulhas em solução PBS e armazenados em um saco plástico em freezer a -20º até a análise microtomográfica. Os fêmures foram escaneados pelo microtomógrafo 1172 (SkyScan, Bélgica). Os softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo, foram utilizados para as seguinte análises: a) análise visual das reconstruções microtomográficas dos fêmures através de secções transversais, coronais e sagitais; b) segmentação do calo ósseo nas reconstruções através de algoritmo de processamento de imagem para quantificação dos parâmetros volume total do calo ósseo (TV), volume do calo ósseo mineralizado (BV), relação BV/TV e densidade mineral óssea volumétrica do calo ósseo (BMD); c) visualização 3D do calo ósseo. A análise estatística dos parâmetros medidos utilizou o teste t de Student com um nível de significância p<0,05. Houve um aumento estatisticamente significante nos valores dos parâmetros BV/TV e BMD na comparação entre os grupos experimentais 1 e 2. A comparação entre os grupos 3 e 4 não apresentou significância estatística. Os resultados são coerentes com dados encontrados na literatura sobre a fisiologia óssea, porém o algoritmo de processamento de imagem utilizado necessita aprimoramento em alguns de seus procedimentos para se obter melhor resultado de segmentação do calo ósseo na região de interesse. / X-ray microtomography (uCT) provides quantitative and three dimensional measurements of the callus structure and these measurements could potentially be related to callus strength. The assessment of bone repair through new methodologies has important application in animal investigations regarding invasive or non invasive technologies for the stimulation of bone healing. The aim of this investigation was the use of \'mü\'CT for the assessment of bone repair in a rat femur bone defect. Thirty male Wistar rats weighting about 300g were divided in three experimental groups with 10 animals on each group. The animals were anesthetized and a circular hole with a 1.2 mm diameter was generated at the medial region of the left femur using a dental drill. At the 7th, 14th and 21st day after surgery the animals of experimental groups 1, 2 and 3, respectively, were sacrificed and the left femur excised. The femurs were wrapped in gauze immersed in phosphate-buffered solution and stored in a plastic bag at -20ºC until the analysis by microtomograph. The femurs were scanned by the 1172 microtomograph (SkyScan, Belgium). The softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, provided by the microtomograph manufacture, were used for the following assessments: a) visual examination of the femurs microtomographic reconstructions using transversal, coronal and sagittal sections; b) segmentation of the bone callus in the reconstructions using an image processing algorithm to quantify the parameters total bone callus volume (TV), volume of the mineralized bone callus (BV), the ratio BV/TV and the volumetric bone callus mineral density (BMD); c) 3D rendering of the bone callus. The statistical analysis of the measured parameters was performed by the Student t test with a level of significance p<0,05. There was a statistically significant increase in the mean values of the parameters BV/TV and BMD in the comparison of experimental groups 1 and 2. The comparison between groups 2 and 3 was not statistically significant. Results are according to bone physiology data from literature although the image processing algorithm used needs some adjustments to get better results in bone callus segmentation in ROI.

INTRODUÇÃO: A função renal fetal é avaliada tradicionalmente pelo aspecto ultrassonográfico, pela análise bioquímica da urina fetal, somada com o diagnóstico exato da natureza da lesão. A análise bioquímica da urina é uma avaliação invasiva e apresenta riscos maternos e fetais. A avaliação por meio da ultrassonografia é método não invasivo e a presença de oligoâmnio é indicativo de displasia renal grave, contudo, de diagnóstico tardio nos casos de patologia renal fetal. O volume renal fetal pode correlacionar-se com a sua função e pode ser avaliado por meio da ultrassonografia bidimensional. Entretanto, esse método apresenta subestimação no cálculo de volume, enquanto por meio da ultrassonografia tridimensional há maior precisão e acurácia em avaliar o volume renal fetal. A ultrassonografia Power Doppler tridimensional é o exame ideal para avaliar a vascularização de parênquima de órgãos fetais e pode ser útil na avaliação da função do rim fetal. OBJETIVOS: O presente estudo tem por objetivos utilizar a ultrassonografia tridimensional acoplado ao Power Doppler e elaborar curvas com valores de referência do volume e dos índices de vascularização dos rins fetais segundo a idade gestacional. MÉTODOS: Realizou-se estudo prospectivo e transversal em gestantes sem patologia, com fetos únicos normais, entre 20 semanas completas a 39 semanas e 6 dias, que foram avaliados por meio da ultrassonografia tridimensional acoplada ao Power Doppler. Foram calculados o volume e os índices de vascularização dos rins fetais, construindo-se as curvas de normalidade. Os testes foram realizados com nível de significância de 5%. A variação intra e interobservador também foi analisada. RESULTADOS: Duzentos e treze fetos foram analisados, sendo que, em 211 casos, analisou-se o rim direito; em 209 o rim esquerdo e, em 204, os índices de vascularização. Os resultados foram ilustrados em gráficos de dispersão com os respectivos intervalos de normalidade com os percentis 5, 10, 25, 50, 75, 90 e 95 e criou-se uma tabela com as equações para estimar as medidas dos volumes renais e dos índices de vascularização pelos modelos de regressão. A avaliação intra e interobservador das mensurações do volume e dos índices de vascularização dos rins fetais apresentou boa reprodutibilidade. CONCLUSÃO: As medidas dos volumes renais fetais variam de forma exponencial, ao longo da idade gestacional, de acordo com os valores de referência propostos e as medidas dos índices de vascularização renais fetais, exceto o índice de fluxo, variam também de forma exponencial, ao longo da idade gestacional, de acordo com os valores de referência apresentados / INTRODUCTION: The fetal renal function is traditionally evaluated by ultrasound aspect, by biochemical analysis of fetal urine together with an accurate diagnosis of the nature of the lesion. Biochemical analysis of the urine is a invasive evaluation and presents risks maternal and fetal. The evaluation by means of ultrasound is noninvasive method and the presence of oligohydramnios is indicative of renal dysplasia serious, however of late diagnosis in cases of renal pathology fetal. The volume fetal renal can correlate with its function and may be assessed by means of twodimensional ultrasound. However, this method presents an underestimation in the calculation of volume, already by means of three-dimensional ultrasonography shows greater precision and accuracy in assessing the volume fetal renal. The threedimensional Power Doppler ultrasonography is the ideal examination to evaluate the vascularization of the parenchyma of fetal organs and may be useful in the evaluation of the function of the fetal kidney. OBJECTIVES: This study aims to use threedimensional ultrasonography coupled to Power Doppler and elaborate curves with reference values of the volume and indices of vascularization of fetal kidneys according to the gestational age. METHODS: A prospective study was performed and cross-sectional in pregnant women without pathology with fetuses only normal between 20 full weeks to 39 weeks and 6 days that were evaluated by means of three-dimensional ultrasonography coupled to Power Doppler. We calculated the volume and the index of vascularization of fetal kidneys, built to the curves of normality. The tests were performed with significance level of 5 %. The variation intra and interobserver were also analyzed. RESULTS: Two hundred and thirteen fetuses were analyzed, in 211 cases examined whether the right kidney; in 209, the left kidney and in 204 the indexes of vascularization. The results were illustrated in dispersion graphs with their normal ranges with percentiles 5, 10, 25, 50, 75, 90 and 95 and created a table with the equations to estimate measures of renal volume and indices of vascularization by the regression models. To assess intra and interobserver measurements of volume and indices of vascularization of fetal kidneys showed good reproducibility. CONCLUSION: The measures of renal volume fetal vary exponentially, along the gestational age, of agreement with the values of reference proposed and the measures of the indices of vascularization fetal renal, except the flow index, also vary exponentially, along the gestational age, of agreement with the reference values presented

A restauração de imagens obtidas através de microscopia de seccionamento óptico computacional, utilizando técnicas de fluorescência, é um problema relevante em muitas aplicações biológicas. Diversos métodos foram propostos nos últimos anos com diferentes graus de sucesso para melhorar a qualidade destas imagens, mas a complexidade dos dados e o custo computacional do processamento ainda permanecem como fatores limitantes neste tipo de problema. Consideramos, neste trabalho, várias metodologias para a deconvolução de imagens tridimensionais obtidas em microscopia de fluorescência wide-field, onde propomos métodos lineares não iterativos e também algoritmos iterativos não lineares, que incorporam a presença do ruído Poisson nas observações devido à baixa contagem de fótons. Ainda, propomos duas abordagens específicas para a redução do ruído Poisson, sendo a primeira baseada em um critério de máximo a posteriori e a segunda na transformação de Anscombe. O primeiro algoritmo de deconvolução linear não iterativo é um método de dois passos baseado em um filtro de restauração não linear derivado a partir de um critério de máximo a posteriori, que considera uma distribuição de Poisson para modelar o ruído presente na imagem observada. O segundo, é um filtro de mínimo erro médio quadrático derivado usando o princípio da ortogonalidade no domínio de Fourier a partir de um modelo para o ruído Poisson. Os métodos iterativos não lineares são baseados na teoria de Projeções sobre Conjuntos Convexos, sendo que propomos o uso de cinco conjuntos de restrições convexas. Estas restrições são derivadas de forma a deconvoluir a imagem observada com a função de espalhamento pontual do microscópio, recuperar parte das freqüências perdidas devido à função de transferência óptica do sistema, garantir a positividade da solução e, também, prevenir erros introduzidos pelo processo de regularização. Os algoritmos foram analisados utilizando imagens sintéticas, com diferentes níveis de ruído Poisson e com imagens de espécimes reais. Os métodos também foram comparados com os algoritmos Maximum Likelihood Expectation Maximization e Regularized Linear Least Squares, apresentando boa performance em termos visuais e também uma boa relação custo-benefício. Ainda, propomos uma metodologia eficiente para a esqueletização tridimensional de estruturas tubulares, como neurônios e artérias, através do cálculo numérico de campos vetoriais e da estimação de curvaturas principais usando o mapa de Weingarten. Dada uma imagem binária, o método consiste em gerar uma imagem em tons de cinza, correspondente à magnitude de um campo de vetores, seguido por uma busca de pontos que pertencem aos vales de potenciais. Pode-se mostrar que estes pontos correspondem à transformação do eixo médio. Apresentamos resultados para contornos bidimensionais e também para imagens tridimensionais de neurônios e artérias. O algoritmo demonstrou uma boa performance, uma vez que o campo vetorial pode ser rapidamente calculado usando algoritmos de transformada rápida de Fourier / The deconvolution of images obtained by means of optical-sectioning widefield fluorescence rnicroscopy, is a relevant problem in biological applications. Several methods have been proposed in the last few years, with different degrees of success, to improve the quality of the images, but the data complexity and the computational cost remain a limiting factor in this problem. We present in this work several methodologies to perform the deconvolution of three-dimensional data obtained by wide-field fluorescence microscopy. We present both linear, non-iterative and non-linear, iterative methods that take into accont the nature of the noise due to the low leve1 of photon counts. We also propose two algoritms to reduce the Poisson noise. The first one is based on a maximum a posteriori approach and the second one is based on the Anscombe transformation. The first linear, non-iterative algorithm is a two-pass method based on a nonlinear maximum a posteriori restoration filter derived using the Poisson noise model. The second linear, non-iterative deconvolution algorithm is a pointwise, space invariant, minimum mean square restoration filter for the Poisson image noise model derived using the orthogonality principle in the Fourier domain. The non-linear, iterative methods are based on the Projection onto Convex Sets theory. In the restoration algorithms, we combine five constraints sets in order to restore the out-of-focus blur, to retrieve the missing frequencies due to the transfer function of the optical system, to guarantee positiveness, and also to prevent the regularization errors. The methods were analysed using phantoms with several degrees of Poisson noise and with real ceil images. Also, they were compared with the Maximum Likelihood Expectation Maximization and Regularized Linear Least Squares algorithms. All the metodologies demonstrate good performance in terms of both visual results and cost-benefit analysis. We also propose an approach for efficient three-dimensional skeletonization of tubular structures, such as neurons and arteries, through fast numerical calculation of vector fields and curvature estimation by using the Weingarten formulae. In short, given a binary image, the method consists in generating a grayscale image corresponding to the magnitude of a vector field followed by a search of the points that belong to the botton of the potencial valleys. It can be shown that these points correspond to the media1 axis transformation. We present results for both two-dimensional shapes and three-dimensional arteries and neurons images. The algorithm has demonstrated a good performance due to the fact that the vector field can be easy and fastly calculated using the fast Fourier transform algorithm

Este trabalho trata da reconstrução tomográfica bidimensional e tridimensional, a partir de projeções, visando sua utilização em qualquer aplicação que necessite do volume completo do objeto em questão ou que necessite das imagens adquiridas dos- objetos projetados. Propicie-se utilizar um dos métodos pelo qual a tomografia Computadorizada gera as fatias bidimensionais do corpo exposto, expandindo-o para a terceira dimensão. Para tornar isto possível, é necessário o estudo de métodos de reconstrução-bidimensional, bem como a implementação de um deles. E desenvolvido, então, um estudo sobre os conceitos da tomografia computadorizada, seus diferentes tipos, contendo, os métodos de reconstruçãobidimensional utilizado por elas, alem, dos métodos de aquisição das projeções dos objetos a serem reconstruídos. E apresentada uma proposta de trabalho bidimensional, onde será implementado, alem do algoritmo de reconstrução, o processo de aquisição das projeções do objeto em questão, bem como, a modelagem do mesmo. Além, do desenvolvimento de uma proposta de trabalho tridimensional, onde o método de reconstrução bidimensional desenvolvido será expandido para a terceira dimensão e implementado, juntamente com o processo de aquisição dos objetos tridimensionais projetados, bem como, a modelagem dos mesmos. Um protótipo para cada uma destas propostas é gerado, contendo, cada um, a etapa de aquisição das imagens projetadas, e a etapa de reconstrução do objeto. Tanto os resultados da imagem sendo reconstruída, como as imagens adquiridas dos objetos projetados, são Bravados em arquivos. Por fim, é apresentada uma analise dos resultados gerados por estes protótipos, no que diz respeito a convergência de seus algoritmos, e a melhor maneira de utilizá-los, a fim de se obter um melhor resultado. / This paper is about bidimensional and tridimensional tomographic reconstruction working with projections in order to use in any application that needs complete volume of the object used or that needs images of the projected objects acquired. It is used one of the methods by which the computerized tomography generates bidimensional slices of the exposed body expanding it to third dimension. In order to make it possible it was necessary to study bidimensional reconstruction methods, as well as implementing one of them. It is developed a study on concepts of computerized tomography, its different types, including bidimensional reconstruction methods used by them, besides the methods used to acquire projections of the objects to be reconstructed. It is presented a proposal of the bidimensional work, where it will be implemented, besides the reconstruction algorithm, the aquisition process of the projection of the meant objects, as well as modelling them. It is also developed a proposal of a tridimensional work, where the bidimensional reconstruction method developed will be implemented and expanded to third dimension as well as the process of aquisition of the tridimensionals projected objects as well as modelling them. A prototype of these proposals is generated , containing each one the aquisition step of the projected images and the reconstruction step of the object. The results of the reconstructed image as well as the acquired images of the projected objects are saved in files. Finally it is presented an analysis of the generated results of the prototypes as to the convergence of these algorithms and the best way to use them in order to obtain a better result.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre Vieira da Silva.pdf: 25563227 bytes, checksum: 7415fc1d98a4a0a59344dc8032fc4b55 (MD5) Previous issue date: 2014-02-19 / The research aims to discuss the possibility of reducing the conflict between the drama of classic interactive media and freedom of digital media through the development of an electronic game focused on the narrator and the act of narration , introducing the concept of narrative management, contextualizing it within digital games and discussing the relevance of the presence of a narrator in real time intervening in the discourse . The discussion starts from the premise inserting a interactor , endowed with the functions of narrating and acting within the game , which has the task of managing immersive three-dimensional environments and conducting an interactive narrative experience with greater breadth and dramatic . Through participation in the narrative of human intelligence driving within the interactive medium , it seeks to reduce the verbal limitations of the media and create a favorable condition for the application of classical narrative structures in the digital environment . The research relies methodologically on two core elements: narrative structures applied to the digital medium , aligning the narrative and drama to new concepts such as procedural narrative classic elements and features of the digital narrative , and investigates the possibilities of introducing the figure of interactor / narrator in a new digital narrative structure , in which it is possible and in this game, player to reach a wider range of possibilities of meaning and narrative / A pesquisa apresenta e analisa a situação de conflito entre a dramaticidade das mídias clássicas e a liberdade interativa das mídias digitais através do desenvolvimento de um jogo digital focado no narrador e no ato de narrar. Apresenta o conceito de gestão narrativa, contextualizando-o no âmbito dos jogos digitais e discutindo a relevância da presença de um narrador em tempo real intervindo no campo do discurso intra jogo. A análise e discussão partem da premissa da necessidade da inserção de um interator, dotado das funções de narrar e atuar dentro do jogo, o qual tem a tarefa da gestão dos ambientes tridimensionais imersivos do jogo e da condução de uma experiência narrativa com maior amplitude interativa e dramática. (Hipótese) Através da participação da inteligência humana na condução narrativa dentro do meio interativo, se busca diminuir as limitações verbais da mídia e criar uma condição favorável à aplicação de estruturas narrativas clássicas no ambiente digital. A pesquisa apoia-se metodologicamente em dois elementos de base: estruturas narrativas aplicadas ao meio digital, alinhando elementos clássicos da narrativa e do drama a novos conceitos como a narrativa procedural, e particularidades da narrativa digital; e investiga as possibilidades de introdução da figura do interator/narrador dentro de uma nova estrutura de narrativa digital, na qual seja possível que este, bem como o jogador presente no jogo, alcancem uma gama maior de possibilidades de sentido e narrativa

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcel Casarini.pdf: 36381730 bytes, checksum: d8063dc57f4acd40b7afe9ffe3408a6f (MD5) Previous issue date: 2014-09-22 / With virtual spaces becoming increasingly present in our daily lives, it is necessary to further understand the relationship that man to possess with this virtual space, as he understands it and how he can build it. As the massive use of games, these will be the object of analysis, since much of the virtual experience occurs in them. This research sought to establish the relationship between the factual and digital spaces in games in order to benefit the development levels of the game from the knowledge developed in architectural studies. The research is based on the thoughts of Mark Vitruvius, Martin Heidegger, Umberto Eco, Grant Hildebrand, Ernst Gombrich, Luís Carlos Petry, Nelson Brissac Peixoto and Lev Manovich, among others. The hypothesis of this study is that despite the differences between the factual and the virtual space, both can use the same concepts and methodology to be created, since they can also inhabited and are perceived similarly. Thus, in the first chapter of the research we tried to present a mimesis of the three-dimensional world in various media: painting, technical drawing and film, since they contributed to the understanding of the representation of virtual spaces. In the second chapter, we worked the relations of space for it actants with these environments and the relationship between user-architectural, who inhabits the factual space and the viewer-interactor, who inhabit the virtual environment, in addition to the concepts of navigable spaces, immersion and avatar, all important for reading the digital space and the development of their relationship to the factual space. Finally, in the third chapter, we performed a case study of the game "The Last of Us" from architectural concepts and design level and in relation to conceptual and methodological development part. Soon after, it was discussed directly the relationship between architecture and level design, and this time with the focus on the form of the creation of spaces, and how this is understood by the person who inhabits it. In the last part of the paper discussed the concept of architectural level design, which presents some ways of thinking about architecture and its relationship with the level design. From this conceptualization, we propose a development methodology architecture design level / Arquitetura e Level Design nos Games Com os espaços virtuais tornando-se cada vez mais presentes no nosso cotidiano, faz-se necessário um estudo mais aprofundado para entender a relação que o homem possuí para com este espaço virtual, como ele o entende e como ele pode construir. Como o uso massivo de games, estes serão o objeto de análise, pois boa parte da vivência virtual se dá nos mesmos. Nesta pesquisa buscou-se estabelecer a relação entre os espaços fáticos e digitais nos games com o intuito de beneficiar o desenvolvimento de níveis dos jogos a partir do conhecimento desenvolvido em estudos de arquitetura. A pesquisa tem como base os pensamentos de Marcos Vitrúvio, Martin Heidegger, Umberto Eco, Grant Hildebrand, Ernst Gombrich, Luís Carlos Petry, Nelson Brissac Peixoto e Lev Manovich, dentre outros. A hipótese desta pesquisa é que apesar das diferenças entre o espaço fático e o virtual, ambos podem utilizar os mesmos conceitos e metodologia para serem criados, uma vez que também podem são percebidos e habitados de forma semelhante. Desta forma, no primeiro capítulo da pesquisa buscou-se apresentar uma mimese do mundo tridimensional em diversos suportes: na pintura, no desenho técnico e cinema, já que eles contribuíram para o entendimento da representação dos espaços virtuais. No segundo capítulo trabalhou-se as relações dos actantes do espaço para com estes ambientes e a relação entre o usuário-arquitetônico, aquele que habita o espaço fático e o espectador-interator, aquele que habita o ambiente virtual, além dos conceitos de espaço navegável, imersão e avatar, todos importantes para a leitura do espaço digital e para a elaboração de sua relação para com o espaço fático. Por fim, no terceiro capítulo, realizou-se um estudo de caso do jogo The Last of Us a partir de conceitos arquitetônicos e de design de nível e em relação à parte conceitual e metodológica de desenvolvimento. Logo após, discutiu-se diretamente a relação entre arquitetura e design de nível e, desta vez com o foco na forma de criação dos espaços, e em como este é compreendido pelo sujeito que o habita. Na última parte do trabalho discutiu-se o conceito de projeto de arquitetura de nível, onde são apresentados alguns modos de se pensar arquitetura e suas relações com o design de nível. A partir desta conceituação é proposta uma metodologia de desenvolvimento de projeto de arquitetura de nível.