A textura é considerada um aspecto da superfície associado ao toque e às sensações causadas por superfícies externas de objetos através do sentido do tato, exercendo grande influência na interação entre um produto e seu usuário. Neste sentido, a textura superficial pode ser considerada a “pele do objeto”, a interface entre o produto (material) e seu utilizador, capaz de transmitir diferentes sensações e percepções aos usuários. A aplicação de texturas, por alterar características superficiais do material, influencia também no desempenho dos produtos quando em uso. Pode-se verificar a influência da textura em aspectos econômicos, tolerâncias dimensionais, na tribologia (atrito, desgaste e lubrificação), fadiga, corrosão, escoamento de fluidos, transferência de calor e propriedades óticas das superfícies. Neste sentido, o objetivo geral do presente trabalho é utilizar a digitalização tridimensional a Laser como ferramenta para desenvolvimento e caracterização de texturas aplicadas ao Design de Produtos. No que diz respeito ao desenvolvimento de texturas, foi intenção entender os mecanismos de geração de padrões tridimensionais e desenvolver uma metodologia para tal fim. Quanto à caracterização, foi possível desenvolver um sistema de medição de parâmetros de rugosidade, através de um scanner tridimensional a Laser, visando à obtenção de dados quantitativos. Através da digitalização e processamento de dados dos padrões de rugosidade foi possível concluir que o limite de operação do equipamento utilizado ocorre com rugosidades médias (Ra) da ordem de 5μm com erro médio de 10%. Os resultados e conclusões das análises de rugosidade foram fundamentais para o entendimento do mecanismo de processamento dos pontos oriundos da digitalização. Através destes dados foi possível realizar digitalizações com maior qualidade de superfícies tridimensionais. Observa-se que este estudo trouxe contribuição para a área de desenvolvimento de produtos, uma vez que através da texturização pode-se diferenciar e inovar artefatos, bem como promover uma maior interação entre produto-usuário, estimulando percepções táteis e visuais. O desenvolvimento de uma metodologia para aquisição de texturas, processamento de dados, parametrização de um módulo de repetição e geração de arquivos CAD/CAM também foi uma importante contribuição do presente trabalho. Através do desenvolvimento de um banco de texturas compreendeu-se a necessidade de inovar nesta área que, até então, não dispunha de uma forma sistemática para organizar e classificar as texturas visando à aplicação na indústria. O uso inovador das texturas é promovido com a criação deste banco de texturas,o qual se coloca como uma referência aos designers, engenheiros e demais projetistas de uma proposta nova na construção de produtos. Acredita-se que com este trabalho a pesquisa seja estimulada, desenvolvendo novos caminhos tanto na área do Design quanto da Engenharia. / Texture is considered an aspect of surface associated to touching and to sensations caused by external object surfaces through the sense of touch; exerting great influence in the interaction between a product and the consumers. In this way, the superficial texture may be considered the "skin of the object ", the interface between a product (material) and its user, capable to transmit different sensations and perceptions to people. The application of textures, due to change in superficial characteristics of materials, also influences in the product performance when it is in use. The influence of textures can be verified in economic aspects, dimensional tolerances, in tribology (friction, wear and lubrication), fatigue, corrosion, fluids flow, heat transfer and optical properties of surfaces. The aim of this work is to use the three-dimensional Laser scanning as a tool for development and characterization of textures applied to Product Design. In respect to texture development, the goal was to understand the mechanisms of three-dimensional patterns generation and to develop a methodology to it. In respect to texture characterization, it was possible to develop a roughness parameters measurement system, through three-dimensional Laser scanner, aiming at the attainment of quantitative data. With roughness standards scanning and its data processing, it was possible to conclude that the operation limit of the used equipment occurs with average roughness (Ra) of the order of 5μm with an error of 10%. The roughness analysis results and conclusions had been basic for the understanding of the digital points processing mechanism. Due to these data it was possible to carry better quality to three-dimensional surfaces scanning. One can observe that this study brought contributions to the product development area, since texturing can promote differentiated and innovative devices, as well as provide a bigger interaction between product-user, stimulating tact and visual perceptions. The development of a methodology for texture acquisition, data processing, repetition module parameterization and CAD/CAM files generation also was an important contribution of the present work. Due to the development of a texture database it was understood the necessity of innovating in this area that, so far, did not make use of a systematic form to organize and to classify textures aiming at their application in industry. The innovative use of textures is promoted with the creation of this texture database, which stands to designers and engineersas a reference of a new proposal in product development. It is believed that with this work the research is stimulated, developing new ways both in Design and in Engineering.

A textura é considerada um aspecto da superfície associado ao toque e às sensações causadas por superfícies externas de objetos através do sentido do tato, exercendo grande influência na interação entre um produto e seu usuário. Neste sentido, a textura superficial pode ser considerada a “pele do objeto”, a interface entre o produto (material) e seu utilizador, capaz de transmitir diferentes sensações e percepções aos usuários. A aplicação de texturas, por alterar características superficiais do material, influencia também no desempenho dos produtos quando em uso. Pode-se verificar a influência da textura em aspectos econômicos, tolerâncias dimensionais, na tribologia (atrito, desgaste e lubrificação), fadiga, corrosão, escoamento de fluidos, transferência de calor e propriedades óticas das superfícies. Neste sentido, o objetivo geral do presente trabalho é utilizar a digitalização tridimensional a Laser como ferramenta para desenvolvimento e caracterização de texturas aplicadas ao Design de Produtos. No que diz respeito ao desenvolvimento de texturas, foi intenção entender os mecanismos de geração de padrões tridimensionais e desenvolver uma metodologia para tal fim. Quanto à caracterização, foi possível desenvolver um sistema de medição de parâmetros de rugosidade, através de um scanner tridimensional a Laser, visando à obtenção de dados quantitativos. Através da digitalização e processamento de dados dos padrões de rugosidade foi possível concluir que o limite de operação do equipamento utilizado ocorre com rugosidades médias (Ra) da ordem de 5μm com erro médio de 10%. Os resultados e conclusões das análises de rugosidade foram fundamentais para o entendimento do mecanismo de processamento dos pontos oriundos da digitalização. Através destes dados foi possível realizar digitalizações com maior qualidade de superfícies tridimensionais. Observa-se que este estudo trouxe contribuição para a área de desenvolvimento de produtos, uma vez que através da texturização pode-se diferenciar e inovar artefatos, bem como promover uma maior interação entre produto-usuário, estimulando percepções táteis e visuais. O desenvolvimento de uma metodologia para aquisição de texturas, processamento de dados, parametrização de um módulo de repetição e geração de arquivos CAD/CAM também foi uma importante contribuição do presente trabalho. Através do desenvolvimento de um banco de texturas compreendeu-se a necessidade de inovar nesta área que, até então, não dispunha de uma forma sistemática para organizar e classificar as texturas visando à aplicação na indústria. O uso inovador das texturas é promovido com a criação deste banco de texturas,o qual se coloca como uma referência aos designers, engenheiros e demais projetistas de uma proposta nova na construção de produtos. Acredita-se que com este trabalho a pesquisa seja estimulada, desenvolvendo novos caminhos tanto na área do Design quanto da Engenharia. / Texture is considered an aspect of surface associated to touching and to sensations caused by external object surfaces through the sense of touch; exerting great influence in the interaction between a product and the consumers. In this way, the superficial texture may be considered the "skin of the object ", the interface between a product (material) and its user, capable to transmit different sensations and perceptions to people. The application of textures, due to change in superficial characteristics of materials, also influences in the product performance when it is in use. The influence of textures can be verified in economic aspects, dimensional tolerances, in tribology (friction, wear and lubrication), fatigue, corrosion, fluids flow, heat transfer and optical properties of surfaces. The aim of this work is to use the three-dimensional Laser scanning as a tool for development and characterization of textures applied to Product Design. In respect to texture development, the goal was to understand the mechanisms of three-dimensional patterns generation and to develop a methodology to it. In respect to texture characterization, it was possible to develop a roughness parameters measurement system, through three-dimensional Laser scanner, aiming at the attainment of quantitative data. With roughness standards scanning and its data processing, it was possible to conclude that the operation limit of the used equipment occurs with average roughness (Ra) of the order of 5μm with an error of 10%. The roughness analysis results and conclusions had been basic for the understanding of the digital points processing mechanism. Due to these data it was possible to carry better quality to three-dimensional surfaces scanning. One can observe that this study brought contributions to the product development area, since texturing can promote differentiated and innovative devices, as well as provide a bigger interaction between product-user, stimulating tact and visual perceptions. The development of a methodology for texture acquisition, data processing, repetition module parameterization and CAD/CAM files generation also was an important contribution of the present work. Due to the development of a texture database it was understood the necessity of innovating in this area that, so far, did not make use of a systematic form to organize and to classify textures aiming at their application in industry. The innovative use of textures is promoted with the creation of this texture database, which stands to designers and engineersas a reference of a new proposal in product development. It is believed that with this work the research is stimulated, developing new ways both in Design and in Engineering.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2008. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2011-02-12T18:01:21Z No. of bitstreams: 1 2008_LucianoSelvaGinani.pdf: 6242846 bytes, checksum: 682889473487bde256638d9042a1a436 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-04-02T00:41:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_LucianoSelvaGinani.pdf: 6242846 bytes, checksum: 682889473487bde256638d9042a1a436 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-04-02T00:41:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_LucianoSelvaGinani.pdf: 6242846 bytes, checksum: 682889473487bde256638d9042a1a436 (MD5) / A grande maioria dos sistemas atuais de digitalização tridimensional de superfícies baseia-se no uso de sensores de posicionamento para a medição da rotação de uma fonte emissora de luz. Esses sensores impõem restrições sobre o volume e a distância de trabalho do digitalizador e, como a reconstrução é normalmente baseada em equações de triangulação, eles também geram incertezas de medição devido à relação não-linear entre a posição angular e a distância. Para superar essas dificuldades, removendo a necessidade do uso de sensores angulares de posição de alto custo e aumentando a distância de medição, apresenta-se nesse trabalho o desenvolvimento de um sistema de digitalização tridimensional de superfícies compacto, de fácil transporte e auto-calibrável. Com o uso de técnicas de visão computacional elimina-se a necessidade de qualquer tipo de sensor de posicionamento e com o sistema de auto-calibração desenvolvido dispensa-se a necessidade de outros sistemas de medição para a calibração. Todas as técnicas de calibração de câmeras, processamento de imagens e a arquitetura completa do sistema são discutidas e apresentadas junto com um comparativo do sistema desenvolvido e sistema comerciais e em desenvolvimento em diferentes instituições de pesquisa e desenvolvimento. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Most of today’s 3D laser scanning systems for object model digitalization rely on angular position sensors to measure rotation of a laser diode and to reconstruct the object. However, those types of sensors restrict the object size in target and its distance from the image sensor, since reconstruction is usually based on equations for geometric triangulation, leading to high measurement errors due to the non-linear relation between angular positions and distances. In order to overcome the need of high cost angular position sensors and to increase measurement distances it is proposed here a 3D surface scanner based on computer vision that is compact, easy to transport and self-calibrated. The system calibration includes camera calibration using radial alignment constraints, image processing routines and determination of system parameters. The complete system architecture with two laser diodes and a single camera is shown, the theoretical basis, hardware implementation and practical results obtained are presented, discussed and compared with different systems available.

A textura é considerada um aspecto da superfície associado ao toque e às sensações causadas por superfícies externas de objetos através do sentido do tato, exercendo grande influência na interação entre um produto e seu usuário. Neste sentido, a textura superficial pode ser considerada a “pele do objeto”, a interface entre o produto (material) e seu utilizador, capaz de transmitir diferentes sensações e percepções aos usuários. A aplicação de texturas, por alterar características superficiais do material, influencia também no desempenho dos produtos quando em uso. Pode-se verificar a influência da textura em aspectos econômicos, tolerâncias dimensionais, na tribologia (atrito, desgaste e lubrificação), fadiga, corrosão, escoamento de fluidos, transferência de calor e propriedades óticas das superfícies. Neste sentido, o objetivo geral do presente trabalho é utilizar a digitalização tridimensional a Laser como ferramenta para desenvolvimento e caracterização de texturas aplicadas ao Design de Produtos. No que diz respeito ao desenvolvimento de texturas, foi intenção entender os mecanismos de geração de padrões tridimensionais e desenvolver uma metodologia para tal fim. Quanto à caracterização, foi possível desenvolver um sistema de medição de parâmetros de rugosidade, através de um scanner tridimensional a Laser, visando à obtenção de dados quantitativos. Através da digitalização e processamento de dados dos padrões de rugosidade foi possível concluir que o limite de operação do equipamento utilizado ocorre com rugosidades médias (Ra) da ordem de 5μm com erro médio de 10%. Os resultados e conclusões das análises de rugosidade foram fundamentais para o entendimento do mecanismo de processamento dos pontos oriundos da digitalização. Através destes dados foi possível realizar digitalizações com maior qualidade de superfícies tridimensionais. Observa-se que este estudo trouxe contribuição para a área de desenvolvimento de produtos, uma vez que através da texturização pode-se diferenciar e inovar artefatos, bem como promover uma maior interação entre produto-usuário, estimulando percepções táteis e visuais. O desenvolvimento de uma metodologia para aquisição de texturas, processamento de dados, parametrização de um módulo de repetição e geração de arquivos CAD/CAM também foi uma importante contribuição do presente trabalho. Através do desenvolvimento de um banco de texturas compreendeu-se a necessidade de inovar nesta área que, até então, não dispunha de uma forma sistemática para organizar e classificar as texturas visando à aplicação na indústria. O uso inovador das texturas é promovido com a criação deste banco de texturas,o qual se coloca como uma referência aos designers, engenheiros e demais projetistas de uma proposta nova na construção de produtos. Acredita-se que com este trabalho a pesquisa seja estimulada, desenvolvendo novos caminhos tanto na área do Design quanto da Engenharia. / Texture is considered an aspect of surface associated to touching and to sensations caused by external object surfaces through the sense of touch; exerting great influence in the interaction between a product and the consumers. In this way, the superficial texture may be considered the "skin of the object ", the interface between a product (material) and its user, capable to transmit different sensations and perceptions to people. The application of textures, due to change in superficial characteristics of materials, also influences in the product performance when it is in use. The influence of textures can be verified in economic aspects, dimensional tolerances, in tribology (friction, wear and lubrication), fatigue, corrosion, fluids flow, heat transfer and optical properties of surfaces. The aim of this work is to use the three-dimensional Laser scanning as a tool for development and characterization of textures applied to Product Design. In respect to texture development, the goal was to understand the mechanisms of three-dimensional patterns generation and to develop a methodology to it. In respect to texture characterization, it was possible to develop a roughness parameters measurement system, through three-dimensional Laser scanner, aiming at the attainment of quantitative data. With roughness standards scanning and its data processing, it was possible to conclude that the operation limit of the used equipment occurs with average roughness (Ra) of the order of 5μm with an error of 10%. The roughness analysis results and conclusions had been basic for the understanding of the digital points processing mechanism. Due to these data it was possible to carry better quality to three-dimensional surfaces scanning. One can observe that this study brought contributions to the product development area, since texturing can promote differentiated and innovative devices, as well as provide a bigger interaction between product-user, stimulating tact and visual perceptions. The development of a methodology for texture acquisition, data processing, repetition module parameterization and CAD/CAM files generation also was an important contribution of the present work. Due to the development of a texture database it was understood the necessity of innovating in this area that, so far, did not make use of a systematic form to organize and to classify textures aiming at their application in industry. The innovative use of textures is promoted with the creation of this texture database, which stands to designers and engineersas a reference of a new proposal in product development. It is believed that with this work the research is stimulated, developing new ways both in Design and in Engineering.

Este trabalho discute a metodologia da aplicação e a importância do processo de Digitalização 3D em ambientes computacionais de suporte à Engenharia Simultânea aplicada ao setor de calçados. São apresentados os recursos de suporte computacional ao trabalho colaborativo em Engenharia e as tecnologias de digitalização disponíveis. A questão fundamental discutida é a forma de obtenção do arquivo de pontos (nuvem de pontos) e a transformação dos dados (coordenadas dos pontos), adquiridos com o equipamento de digitalização e a sua melhor forma de edição. As alternativas de aplicação da tecnologia são pesquisadas e discutidas, do ponto de vista de definição de produto, em contexto multidisciplinar, e não apenas de modelamento geométrico. São também apresentados e discutidos os materiais passíveis de utilização na prototipagem de calçados. Neste sentido, foram desenvolvidos padrões de geometria que representam as formas geométricas encontradas no mercado de calçado e aplicadas em solados. Os padrões foram digitalizados a laser utilizando o principio Conoscópico, que se mostrou adequado para a aplicação. As digitalizações foram comparadas com os padrões em modelo CAD onde se pode observar a importância dos parâmetros de digitalização escolhidos. Os arquivos digitalizados foram posteriormente editados em softwares de processamento de pontos, que resultou em modelos triangularizados de boa qualidade superficial e geométrica, bem como um tamanho de arquivo muito reduzido em relação à nuvem de pontos original. Os melhores resultados foram obtidos com as nuvens de pontos de uma digitalização com grande precisão e conseqüentemente um tamanho de arquivo elevado. Pode-se verificar que, quando editada em sua fase de pontos e posterior triangulação, com um software especifico para a aplicação, os resultados foram arquivos pequenos com fidelidade geométrica e precisão, demonstrando a necessidade de determinados procedimentos no processamento e edição dos pontos de uma digitalização.Uma das contribuições cientificas deste trabalho esta justamente no estudo da influencia da edição de pontos e triângulos de varias formas geométricas, desde representações extremante simples como um plano reto até geometrias complexas formadas por s-plines. Outra contribuição cientifica deste trabalho esta na relação estabelecida entre os arquivos digitalizados com e sem edição de pontos em relação a sua posterior usinagem em maquinas CNC “High Speed Milling”. Verificou-se a influência da edição das geometrias, em pontos e triângulos, nos tempos de processamento computacionais, dos softwares de CAM, e os tempos de simulação de usinagem em maquina também. A análise dos materiais utilizados no mercado de calçados também apresentou diferenças, principalmente em relação aos parâmetros de usinagem, pois os materiais que possibilitam as maiores velocidades de avanço e rotação são os mais beneficiados com arquivos leves e de geometrias suavizadas. / This research discusses about methodology application and importance of 3D Digitalization process in computer interface of support to Simultaneous Engineering applied to the footwear market. Computer support resources to a cooperating job in Engineering and the available digitalization technologies are presented. The fundamental point is the way of obtaining the dots files (dots cloud) and the data transformation (dots coordinates), acquired with the digitalization equipment, and its best edition. From the product definition point of view, the technology application methods are investigated and discussed, not only under a geometrical model, but also in a multidisciplinary context. In addition to this, we present and discuss the materials which may be used in the footwear prototypes. With this same goal, the geometrical standards that were developed represent the geometrical forms found in the footwear market and applied to soles. The standards were digitalized by laser, using the Conoscopic Principle, which resulted very adapted to the application. The digitals were compared with the CAD standards, and then it was possible to observe the importance of the digitalization parameters that were chosen. After that, the digital files were edited by a dot processing software, which left a result of triangular models with good superficial and geometric quality, as well as a very small file size if compared to the original dot cloud. The best results were obtained with a dot cloud of a high definition digitalization and, consequently, a large file size. It is possible to verify that, when edited during the dot phase, and later on triangular, with an specific software for this application, the results were small file sizes with fidelity and geometrical precision, demonstrating the need for certain proceedings during the processing and editing of the digitalization dots. One of the scientific contributions of this research is exactly the study is the influence of the dot and triangle edition of several geometrical forms, ranging from extremely simple representations such as a straight plain to complex geometrical forms formed by s-plines. Another scientific contribution is the relation that was established between the digital files with or without dot editing in regards to theposterior milling work in “High Speed Milling” CNC machines. In addition to this, is was possible to verify how the geometrical forms edition in dots and in triangles influence the computer time processing of the CAM software, and the time simulation of the milling work in the machine as well. The analysis of the materials used in the footwear market also presented differences, mainly in regards to the milling parameters, because the materials that offer high speed to advance and rotation are the most improved ones with light files and suave geometrical forms.

Este trabalho discute a metodologia da aplicação e a importância do processo de Digitalização 3D em ambientes computacionais de suporte à Engenharia Simultânea aplicada ao setor de calçados. São apresentados os recursos de suporte computacional ao trabalho colaborativo em Engenharia e as tecnologias de digitalização disponíveis. A questão fundamental discutida é a forma de obtenção do arquivo de pontos (nuvem de pontos) e a transformação dos dados (coordenadas dos pontos), adquiridos com o equipamento de digitalização e a sua melhor forma de edição. As alternativas de aplicação da tecnologia são pesquisadas e discutidas, do ponto de vista de definição de produto, em contexto multidisciplinar, e não apenas de modelamento geométrico. São também apresentados e discutidos os materiais passíveis de utilização na prototipagem de calçados. Neste sentido, foram desenvolvidos padrões de geometria que representam as formas geométricas encontradas no mercado de calçado e aplicadas em solados. Os padrões foram digitalizados a laser utilizando o principio Conoscópico, que se mostrou adequado para a aplicação. As digitalizações foram comparadas com os padrões em modelo CAD onde se pode observar a importância dos parâmetros de digitalização escolhidos. Os arquivos digitalizados foram posteriormente editados em softwares de processamento de pontos, que resultou em modelos triangularizados de boa qualidade superficial e geométrica, bem como um tamanho de arquivo muito reduzido em relação à nuvem de pontos original. Os melhores resultados foram obtidos com as nuvens de pontos de uma digitalização com grande precisão e conseqüentemente um tamanho de arquivo elevado. Pode-se verificar que, quando editada em sua fase de pontos e posterior triangulação, com um software especifico para a aplicação, os resultados foram arquivos pequenos com fidelidade geométrica e precisão, demonstrando a necessidade de determinados procedimentos no processamento e edição dos pontos de uma digitalização.Uma das contribuições cientificas deste trabalho esta justamente no estudo da influencia da edição de pontos e triângulos de varias formas geométricas, desde representações extremante simples como um plano reto até geometrias complexas formadas por s-plines. Outra contribuição cientifica deste trabalho esta na relação estabelecida entre os arquivos digitalizados com e sem edição de pontos em relação a sua posterior usinagem em maquinas CNC “High Speed Milling”. Verificou-se a influência da edição das geometrias, em pontos e triângulos, nos tempos de processamento computacionais, dos softwares de CAM, e os tempos de simulação de usinagem em maquina também. A análise dos materiais utilizados no mercado de calçados também apresentou diferenças, principalmente em relação aos parâmetros de usinagem, pois os materiais que possibilitam as maiores velocidades de avanço e rotação são os mais beneficiados com arquivos leves e de geometrias suavizadas. / This research discusses about methodology application and importance of 3D Digitalization process in computer interface of support to Simultaneous Engineering applied to the footwear market. Computer support resources to a cooperating job in Engineering and the available digitalization technologies are presented. The fundamental point is the way of obtaining the dots files (dots cloud) and the data transformation (dots coordinates), acquired with the digitalization equipment, and its best edition. From the product definition point of view, the technology application methods are investigated and discussed, not only under a geometrical model, but also in a multidisciplinary context. In addition to this, we present and discuss the materials which may be used in the footwear prototypes. With this same goal, the geometrical standards that were developed represent the geometrical forms found in the footwear market and applied to soles. The standards were digitalized by laser, using the Conoscopic Principle, which resulted very adapted to the application. The digitals were compared with the CAD standards, and then it was possible to observe the importance of the digitalization parameters that were chosen. After that, the digital files were edited by a dot processing software, which left a result of triangular models with good superficial and geometric quality, as well as a very small file size if compared to the original dot cloud. The best results were obtained with a dot cloud of a high definition digitalization and, consequently, a large file size. It is possible to verify that, when edited during the dot phase, and later on triangular, with an specific software for this application, the results were small file sizes with fidelity and geometrical precision, demonstrating the need for certain proceedings during the processing and editing of the digitalization dots. One of the scientific contributions of this research is exactly the study is the influence of the dot and triangle edition of several geometrical forms, ranging from extremely simple representations such as a straight plain to complex geometrical forms formed by s-plines. Another scientific contribution is the relation that was established between the digital files with or without dot editing in regards to theposterior milling work in “High Speed Milling” CNC machines. In addition to this, is was possible to verify how the geometrical forms edition in dots and in triangles influence the computer time processing of the CAM software, and the time simulation of the milling work in the machine as well. The analysis of the materials used in the footwear market also presented differences, mainly in regards to the milling parameters, because the materials that offer high speed to advance and rotation are the most improved ones with light files and suave geometrical forms.

Este trabalho discute a metodologia da aplicação e a importância do processo de Digitalização 3D em ambientes computacionais de suporte à Engenharia Simultânea aplicada ao setor de calçados. São apresentados os recursos de suporte computacional ao trabalho colaborativo em Engenharia e as tecnologias de digitalização disponíveis. A questão fundamental discutida é a forma de obtenção do arquivo de pontos (nuvem de pontos) e a transformação dos dados (coordenadas dos pontos), adquiridos com o equipamento de digitalização e a sua melhor forma de edição. As alternativas de aplicação da tecnologia são pesquisadas e discutidas, do ponto de vista de definição de produto, em contexto multidisciplinar, e não apenas de modelamento geométrico. São também apresentados e discutidos os materiais passíveis de utilização na prototipagem de calçados. Neste sentido, foram desenvolvidos padrões de geometria que representam as formas geométricas encontradas no mercado de calçado e aplicadas em solados. Os padrões foram digitalizados a laser utilizando o principio Conoscópico, que se mostrou adequado para a aplicação. As digitalizações foram comparadas com os padrões em modelo CAD onde se pode observar a importância dos parâmetros de digitalização escolhidos. Os arquivos digitalizados foram posteriormente editados em softwares de processamento de pontos, que resultou em modelos triangularizados de boa qualidade superficial e geométrica, bem como um tamanho de arquivo muito reduzido em relação à nuvem de pontos original. Os melhores resultados foram obtidos com as nuvens de pontos de uma digitalização com grande precisão e conseqüentemente um tamanho de arquivo elevado. Pode-se verificar que, quando editada em sua fase de pontos e posterior triangulação, com um software especifico para a aplicação, os resultados foram arquivos pequenos com fidelidade geométrica e precisão, demonstrando a necessidade de determinados procedimentos no processamento e edição dos pontos de uma digitalização.Uma das contribuições cientificas deste trabalho esta justamente no estudo da influencia da edição de pontos e triângulos de varias formas geométricas, desde representações extremante simples como um plano reto até geometrias complexas formadas por s-plines. Outra contribuição cientifica deste trabalho esta na relação estabelecida entre os arquivos digitalizados com e sem edição de pontos em relação a sua posterior usinagem em maquinas CNC “High Speed Milling”. Verificou-se a influência da edição das geometrias, em pontos e triângulos, nos tempos de processamento computacionais, dos softwares de CAM, e os tempos de simulação de usinagem em maquina também. A análise dos materiais utilizados no mercado de calçados também apresentou diferenças, principalmente em relação aos parâmetros de usinagem, pois os materiais que possibilitam as maiores velocidades de avanço e rotação são os mais beneficiados com arquivos leves e de geometrias suavizadas. / This research discusses about methodology application and importance of 3D Digitalization process in computer interface of support to Simultaneous Engineering applied to the footwear market. Computer support resources to a cooperating job in Engineering and the available digitalization technologies are presented. The fundamental point is the way of obtaining the dots files (dots cloud) and the data transformation (dots coordinates), acquired with the digitalization equipment, and its best edition. From the product definition point of view, the technology application methods are investigated and discussed, not only under a geometrical model, but also in a multidisciplinary context. In addition to this, we present and discuss the materials which may be used in the footwear prototypes. With this same goal, the geometrical standards that were developed represent the geometrical forms found in the footwear market and applied to soles. The standards were digitalized by laser, using the Conoscopic Principle, which resulted very adapted to the application. The digitals were compared with the CAD standards, and then it was possible to observe the importance of the digitalization parameters that were chosen. After that, the digital files were edited by a dot processing software, which left a result of triangular models with good superficial and geometric quality, as well as a very small file size if compared to the original dot cloud. The best results were obtained with a dot cloud of a high definition digitalization and, consequently, a large file size. It is possible to verify that, when edited during the dot phase, and later on triangular, with an specific software for this application, the results were small file sizes with fidelity and geometrical precision, demonstrating the need for certain proceedings during the processing and editing of the digitalization dots. One of the scientific contributions of this research is exactly the study is the influence of the dot and triangle edition of several geometrical forms, ranging from extremely simple representations such as a straight plain to complex geometrical forms formed by s-plines. Another scientific contribution is the relation that was established between the digital files with or without dot editing in regards to theposterior milling work in “High Speed Milling” CNC machines. In addition to this, is was possible to verify how the geometrical forms edition in dots and in triangles influence the computer time processing of the CAM software, and the time simulation of the milling work in the machine as well. The analysis of the materials used in the footwear market also presented differences, mainly in regards to the milling parameters, because the materials that offer high speed to advance and rotation are the most improved ones with light files and suave geometrical forms.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um banco de imagens mamográficas digitalizadas para oferecer suporte a treinamento e testes de processamentos em esquemas de auxílio ao diagnóstico (CADs). Juntamente com o banco de dados associado, desenvolveu-se ainda uma interface gráfica que permitiu a recuperação das imagens e que auxiliou no acesso às imagens de interesse. Foram incluídas imagens de vários hospitais, com características diferentes quanto aos mamógrafos utilizados. Além disso, o banco de dados também incorporou dados clínicos das pacientes analisadas e laudos radiológicos e patológicos emitidos por médicos. O banco de imagens mostrou-se abrangente em relação às questões dos parâmetros de digitalização utilizados, às características das pacientes e contemplou os diversos tipos de patologias mamárias existentes. Realizaram-se testes de processamento de imagens, mostrando a viabilidade e a facilidade do uso do banco de imagens em situações práticas do desenvolvimento de novas técnicas e algoritmos computacionais relacionados à área de mamografia. / This work had the main purpose of develop a digital mammographic image database to provide support to training and testing procedures of image processing techniques commonly used in Computer-Aided Diagnosis schemes. Also, a graphic interface was developed in order to ease the retrieval and access to images of interest accordingly to the processing technique in test. Images from several hospitals were included in the database, with different mammographic equipments features. Besides, the database was also provided with patient\'s clinical information and, when available, radiological reports issued by expert physicians. The image database was developed so a wide range of pathologies could be expressed and different digitization and acquiring parameters could be used in the images included. Image processing tests using images from the database was done, and results showed that the database was useful and easy to use in practical situations that demand tests of new image processing techniques development and computerized algorithms related to mammographic research area.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um banco de imagens mamográficas digitalizadas para oferecer suporte a treinamento e testes de processamentos em esquemas de auxílio ao diagnóstico (CADs). Juntamente com o banco de dados associado, desenvolveu-se ainda uma interface gráfica que permitiu a recuperação das imagens e que auxiliou no acesso às imagens de interesse. Foram incluídas imagens de vários hospitais, com características diferentes quanto aos mamógrafos utilizados. Além disso, o banco de dados também incorporou dados clínicos das pacientes analisadas e laudos radiológicos e patológicos emitidos por médicos. O banco de imagens mostrou-se abrangente em relação às questões dos parâmetros de digitalização utilizados, às características das pacientes e contemplou os diversos tipos de patologias mamárias existentes. Realizaram-se testes de processamento de imagens, mostrando a viabilidade e a facilidade do uso do banco de imagens em situações práticas do desenvolvimento de novas técnicas e algoritmos computacionais relacionados à área de mamografia. / This work had the main purpose of develop a digital mammographic image database to provide support to training and testing procedures of image processing techniques commonly used in Computer-Aided Diagnosis schemes. Also, a graphic interface was developed in order to ease the retrieval and access to images of interest accordingly to the processing technique in test. Images from several hospitals were included in the database, with different mammographic equipments features. Besides, the database was also provided with patient\'s clinical information and, when available, radiological reports issued by expert physicians. The image database was developed so a wide range of pathologies could be expressed and different digitization and acquiring parameters could be used in the images included. Image processing tests using images from the database was done, and results showed that the database was useful and easy to use in practical situations that demand tests of new image processing techniques development and computerized algorithms related to mammographic research area.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Aurélio de Castro Campilho