[pt] Este trabalho descreve um método para a visualização de terrenos e objetos por meio da combinação de dois algoritmos, um para terrenos e um para objetos. Nosso propósito é gerar, eficaz e rapidamente, imagens aéreas de um terreno com objetos como casas, veículos e linhas de transmissão e assim permitir um vôo simulado. Para os objetos, descritos por linhas e polígonos, é usado o algoritmo de Z-Buffer; para o terreno, descrito através de mapas de alturas, é usado o algoritmo de lançamento de raios aperfeiçoado, chamado de algoritmo de Horizonte Flutuante.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9157_1.pdf: 2640822 bytes, checksum: 5196f6de3238ff5559d618fb856ffadc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Para estimar a dose absorvida pelo paciente em uma série de exames de raios-X diagnóstico, é necessário realizar simulações utilizando um modelo computacional de exposição. Tais modelos são compostos, fundamentalmente, por um simulador antropomórfico (fantoma) e um código Monte Carlo. O acoplamento de um fantoma de voxels a um código Monte Carlo é um processo complexo e quase sempre resulta na solução de um problema particular. Isto significa que é inviável a utilização destas ferramentas computacionais na rotina de clínicas e hospitais que realizam exames de raios-X, porque as simulações com modelo computacional de exposição demandam tempo, conhecimento do código utilizado e diversos ajustes a serem implementados de uma simulação para outra. Neste contexto, foi desenvolvido em C++ a GUI (Graphics User Interface) VoxelDose que cria arquivos de dados com o resultado da simulação de diversos exames e utiliza estes arquivos de dados para fornecer as informações dosimétricas. O arquivo de dados foi construído usando os fantomas de voxels MAX (Male Adult voXel) e FAX (Female Adult voXel), e o código Monte Carlo EGS4 (Electron Gamma Shower, versão 4). O software permite ao usuário criar os arquivos de dados, inserir novos exames, visualizar a região do exame e a posição da fonte, obter coeficientes de conversão e calcular dose. Os resultados dosimétricos e as imagens podem ser salvos ou impressos

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-03T14:06:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Marcelo Severo Alves.pdf: 9562145 bytes, checksum: 1265a897d4ccbb05cc57588d6306c571 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T14:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Marcelo Severo Alves.pdf: 9562145 bytes, checksum: 1265a897d4ccbb05cc57588d6306c571 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho é apresentado um sistema computacional para edição de objetos 3D usados para modelagem de fantomas de malhas poligonais a serem acoplados a um Modelo Computacional de Exposição (MCE). Um MCE é composto por um fantoma computacional antropomórfico, um código Monte Carlo (MC) e um algoritmo simulador de uma fonte radioativa. O sistema computacional é composto, fundamentalmente, por aplicativos de código livres para edição dos objetos 3D, execução do MCE do tipo fantoma de voxel/EGSnrc e conversão entre imagens baseadas em voxels para malhas, e vice-versa, além de análise gráfica. O fantoma de voxel base utilizado foi o MASH3, do Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco (DEN-UFPE), e os objetos 3D são propriedades do Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica do Recife/PE (GDN). Ao MCE MASH3/EGSnrc foi acoplado um algoritmo representativo de uma fonte de 192Ir para simular um tratamento de braquiterapia de um câncer na porção média do esôfago. Para visualizar os objetos 3D e analisar os dados simulados foi desenvolvido o M3dDose, um aplicativo escrito na linguagem C# utilizando-se da tecnologia Windows Presentation Foundation (WPF), por meio do ambiente de desenvolvimento integrado Microsoft Visual Studio 2010. Para ilustrar as habilidades implementadas no M3dDose, é exibido um tumor no fantoma de malhas vetoriais e o resultado obtido por meio das avaliações dosimétricas realizadas no fantoma de voxels, além do mapeamento da dose na região tumoral, aqui referenciado como Mapa de dose Digital (MdD). Desta forma, utilizando-se de um aplicativo próprio desenvolvido para esta finalidade, o M3dDose, associado a alguns softwares livres como o Binvox, Blender, Fiji, Viewvox, EGSnrc e o DIP, propriedade do GDN, compôs-se um sistema computacional para edição e análise de resultados dosimétricos, em computadores equipados com o sistema operacional Windows.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T12:50:41Z No. of bitstreams: 2 Tese Viriato Leal Neto.pdf: 9433751 bytes, checksum: 294db75bb53b26527c9ed291ddca51d3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T12:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Viriato Leal Neto.pdf: 9433751 bytes, checksum: 294db75bb53b26527c9ed291ddca51d3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Dados são constantemente produzidos e tratados pelo Grupo de Dosimetria Numérica (GDN), gerando informações importantes para interessados em radiologia. Entre as informações, citam-se: novos algoritmos para fontes radioativas; resultados dosimétricos utilizando diversos modelos computacionais de exposição (MCEs); e softwares para a realização de tarefas computacionais que vão desde a leitura de arquivos ASCII ou binário até a análise e apresentação de resultados gráficos, alfanuméricos e imagens. Neste trabalho é apresentado o Sistema de Informações Dosimétricas (SID). O sistema foi desenvolvido utilizando-se modernas ferramentas computacionais para a criação de aplicativos desktop, web e bancos de dados (BDs). Entre outras tarefas, o SID permite criar arquivos de entrada para simulações Monte Carlo no sistema EGS (Electron Gamma Shower), acessar BDs para obter fantomas de voxels, resultados dosimétricos e protocolos de radiodiagnósticos, bem como um software desktop, desenvolvido para realizar as tarefas computacionais necessárias para obtenção de resultados dosimétricos com os MCEs utilizados pelo GDN. O sistema já se constitui uma importante ferramenta computacional para usuários de informações radiológicas. Anteveem-se várias possibilidades de continuidade deste trabalho, em particular a criação da versão em inglês do sistema, a incorporação das ferramentas atualmente disponível apenas em desktop, adição de mais informações aos atuais BDs e criação de um novo BD para organizar e disponibilizar objetos 3D úteis no desenvolvimento de modelos antropomórficos.

This thesis focuses on creating an application for procedural generation and visualisation of a volumetric terrain using the OpenGL library. The terrain is considered to be mostly static, however with a possibility of modification of individual voxels. The project seeks a compromise between rendering performance and the aesthetics. The design is led in a way so that it could be further used as a foundation for a game. An emphasis is put on accelerating used methods on the GPU.

In this thesis, we explore detailed voxel scene compression methods and editing thereof with the goal to design an interactive voxel viewer/editor, for e.g. a 3D printing appli- cation. We present state-of-the-art GPU compatible data structures and compare them. On top of the chosen data structure, we build standard editing tools known from 2D, capable of changing voxel color in real-time even on lower end machines. 1

Le CEA travaille sur des matériaux poreux – alvéolaires, composites, céramiques, etc. – et cherche à optimiser leurs propriétés pour des utilisations spécifiques. Ces matériaux, souvent composés de plusieurs constituants, ont en général une structure complexe avec une taille de pores de quelques dizaines de microns. Ils sont mis en oeuvre dans des systèmes de grande échelle, supérieure à leurs propres échelles caractéristiques, dans lesquels on les considère comme équivalents à des milieux homogènes, sans prendre en compte sa microstructure locale, pour simuler leur comportement dans leur environnement d’utilisation.Nous nous intéressons donc à la caractérisation des propriétés thermiques effectives de matériaux à microstructure hétérogène en cherchant à déterminer par méthode inverse en fonction de la température la diffusivité thermique qu’ils auraient s’ils étaient homogènes.L’identification de la diffusivité de matériaux poreux et/ou semi-transparents est rendue difficile par le couplage conducto-radiatif fort qui peut se développer rapidement dans ces milieux avec une augmentation de la température. Nous avons donc modélisé le transfert de chaleur couplé conducto-radiatif en fonction de la température au sein de matériaux poreux multiconstituants à partir de leur microstructure numérisée en voxels. Notre démarche consiste à nous appuyer sur la microstructure 3D obtenue par tomographie. Ces microstructures servent de support numérique à cette modélisation qui permet d’une part de simuler tout type d’expériences thermiques numériques – en particulier la méthode flash dont les résultats nous permettent de déduire la diffusivité thermique –, et d’autre part de reproduire le comportement thermique de ces échantillons dans leur condition d’utilisation. / The CEA works a great deal with porous materials – carbon composites, ceramics – and aims to optimize their properties for specific uses. These materials can be composed of several constituents and generally has a complex structure with pore size of several tens of micrometers. It is used in large-scale systems that are bigger than its own characteristic scale in which they are considered as equivalent to a homogeneous medium for the simulation of its behavior in its using environment without taking into account its local morphology. We are especially interested in the effective thermal diffusivity of heterogeneous materials that we estimate as a function of temperature with the help of an inverse method by considering they are homogeneous.The identification of the diffusivity of porous and/or semitransparent materials is made difficult because of the strong conducto-radiative coupling can quickly occur when the temperature increases. We have thus modeled the coupled conductive and radiative heat transfer as a function of the temperature within porous multiconstituent materials from their morphology discretized into a set of homogeneous voxels. We have developed a methodology that consists in starting from a 3D-microstructure of the studied materials obtained by tomography. The microstructures constitute the numerical support to this modeling that renders it possible, on the one hand, to simulate any kind of numerical thermal experiments, especially the flash method whose the results render it possible to estimate the thermal diffusivity, and on the other hand, to reproduce the thermal behavior of our materials in their using conditions.

Ces travaux s'inscrivent dans la thématique de l'inférence géométrique dont le but est de répondre au problème suivant : étant donné un objet géométrique dont on ne connaît qu'une approximation, peut-on estimer de manière robuste ses propriétés? On se place dans cette thèse dans le cas où l'approximation est un nuage de points ou un ensemble digital dans un espace euclidien de dimension finie. On montre tout d'abord un résultat de stabilité d'un estimateur de normale basé sur l'analyse en composante principale, ainsi qu'un résultat de convergence multigrille d'un estimateur du Voronoi Covariance Measure qui utilise des matrices de covariance de cellules de Voronoi. Ces deux résultats, comme la plupart des résultats en inférence géométrique, utilisent la stabilité de la fonction distance à un compact. Cependant, la présence d'un seul point aberrant suffit pour que les hypothèses des résultats de stabilité ne soient pas satisfaites. La distance à une mesure est une fonction distance généralisée introduite récemment qui est robuste aux points aberrants. Dans ce travail, on généralise le Voronoi Covariance Measure à des fonctions distances généralisées et on montre que cet estimateur appliqué à la distance à une mesure est robuste aux points aberrants. On en déduit en particulier un estimateur de normale très robuste. On présente également des résultats expérimentaux qui montrent une forte robustesse des estimations de normales, courbures, directions de courbure et arêtes vives. Ces résultats sont comparés favorablement à l'état de l'art. / The purpose of geometric inference is to answer the following problem : Given a geometric object that is only known through an approximation, can we get a robust estimation of its properties? We consider in this thesis the case where the approximation is a point cloud or a digital set in a finite dimensional Euclidean space. We first show a stability result for a normal estimator based on the principal component analysis, as well as a result of multigrid convergence of an estimator of the Voronoi covariance measure, which uses covariance matrices of Voronoi cells. As most of geometric inference results, these two last results use the robustness of the distance function to a compact set. However, the presence of a single outlier is sufficient to make the assumptions of these results not satisfied. The distance to a measure is a generalized distance function introduced recently, that is robust to outliers. In this work, we generalize the Voronoi Covariance Measure to generalized distance functions and we show that this estimator applied to the distance to a measure is robust to outliers. We deduce a very robust normal estimator. We present experiments showing the robustness of our approach for normals, curvatures, curvature directions and sharp features estimation. These results are favorably compared to the state of the art.

[pt] A reconstrução de cenas a partir de imagens tem recebido, recentemente, grande interesse por parte dos pesquisadores das áreas de visão computacional, computação gráfica e modelagem geométrica. Várias são as suas aplicações como, por exemplo, modelagem de objetos a partir de imagens, construção de ambientes virtuais e telepresença. Dentre os métodos que têm produzido bons resultados na reconstrução de cenas a partir de imagens, podemos destacar aqueles que se baseiam em algoritmos de Escultura do Espaço. Tais técnicas procuram determinar quais são os elementos, em uma representação volumétrica do espaço da cena, que satisfazem um conjunto de restrições fotométricas impostas por um conjunto de imagens. Uma vez determinados, tais elementos volumétricos são coloridos de modo que reproduzam as informações fotométricas nas imagens de entrada, com uma certa margem de tolerância especificada com base em critérios estatísticos. Neste trabalho, investigamos o emprego de técnicas utilizadas em visualização no desenvolvimento de métodos de escultura do espaço. Como resultado, propomos um método por refinamento adaptativo que trabalha sobre espaços de reconstrução representados através de subdivisões espaciais. Tal método é capaz de realizar o processo de reconstrução de modo mais eficiente, empregando esforços proporcionais às características locais da cena, que são descobertas à medida em que a reconstrução é realizada. Finalmente, avaliamos a qualidade e a eficiência do método proposto, com base em um conjunto de resultados obtidos através de um sistema de reconstrução de objetos que utiliza imagens capturadas por webcams. / [en] The reconstruction of scenes from imagens has received special attention from researchers of the areas of computer vision, computer graphics and geometric modeling. As examples of application we can mention image-based scene reconstruction, modeling of complex as-built objects, construction of virtual environments and telepresence. Among the most successful methods used for the reconstruction of scenes from images are those based on Space Carving algorithms. These techniques reconstruct the shape of the objects of interest in a scene by determining, in a volumetric representation of the scene space, those elements that satisfy a set of photometric constraints imposed by the input images. Once determined, each photo- consistent element is colorized according to the photometric information in the input images, in such a way that they reproduce the photometric information in the input images, within some pre-specificied error tolerance. In this work, we investigate the use of rendering techniques in space carving methods. As a result, we propose a method based on an adaptive refinement process which works on reconstruction spaces represented by spatial subdivisions. We claim that such method can reconstruct the objects of interest in a more efficient way, using resources proportional to the local characteristics of the scene, which are discovered as the reconstruction takes place. Finally, we evaluate the quality and the efficiency of the method based on the results obtained from a reconstruction device that works with images captured from webcams.

Circadian Rhythms (CR) are driven by a biological clock called as suprachiasmaticnucleus (SCN), located in a brain region called the hypothalamus. These rhythms are very much necessary in maintaining the sleep and wake cycle at appropriate times in a day. As a starting step towards non-invasive investigation of CR, aim is to study changes in the physiological processes of two Regions of Interest (ROI), the hypothalamus and the visual cortex. This was studied using a functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) technique to investigate for any changes or differences in the Blood Oxygen Level Dependent (BOLD)signals extracted from the ROI during a visual stimulation. We acquired and processed fMRI data to extract BOLD signals from ROI and the extracted signals are again further used to study the correlation with the experimental ON-OFF design paradigm. The extracted BOLD signals varied a lot between the two specified brain regions within the same subject and between three types of fMRI data. These variations were found in terms of number of activated voxels and also Signal to Noise ratio(SNR) level present in the signals. The number of activated voxels and SNR werehigh in visual cortex whereas low number of activated voxels and low SNR were found in hypothalamus. The correlation between BOLD responses from primaryvisual cortex were shown as positive with the experimental stimulation whereas BOLD responses extracted from hypothalamus have shown a negative correlation in time with the experimental stimulation. As a start up of the project, these BOLD responses can provide references for a future use in research studies, especially to further study about change in phase of the BOLD signal extracted exactly from the SCN. These phase responses can then be used to study physiological processing in subjects affected by sleep disorders.