Introdução: O Acidente Vascular Cerebral (AVC) pode causar alterações sensóriomotoras, levando à assimetria na descarga de peso e consequente prejuízo do equilíbrio, quedas e limitações funcionais. A Realidade Virtual (RV) tem sido proposta como uma nova ferramenta para a reabilitação em pacientes com AVC com potenciais terapêuticos para treinamento da simetria e do equilíbrio. No entanto, há poucas evidências de que pacientes com AVC podem generalizar os ganhos obtidos com a terapia em RV para atividades similares em ambiente real. Objetivo: Verificar a generalização dos ganhos obtidos após treinamento de equilíbrio com RV para tarefas de equilíbrio em ambiente real, em pacientes com sequelas crônicas de AVC Métodos: Este estudo incluiu 29 pacientes com sequelas crônicas de AVC, randomizados em dois grupos, experimental (GE, n=16) e controle (GC, n=13). O GE realizou três sessões, no intervalo de uma semana, de treino de equilíbrio em RV com 5 jogos do Nintendo Wii Fit® (NWF). Os jogos foram selecionados por exigirem movimentos simétricos de membros inferiores e deslocamentos multidirecionais do centro de gravidade em diferentes velocidades. O GC recebeu apenas orientações gerais. A generalização dos dois grupos foi avaliada por meio de testes de equilíbrio na plataforma de força Balance Master® nos testes Limits of Stability (LOS) - excursão máxima e ponto final de excursão para os lados acometido (AC) e não acometido (NA) e no Rhythmic Weight Shift (RWS)- controle direcional látero-lateral e anteroposterior na velocidade rápida. Os testes foram realizados antes do treinamento (AT) e depois do treinamento (DT) com RV. Para análise estatística do desempenho nos jogos, a pontuação em cada um deles antes e depois do treino foi analisada por meio de ANOVA para medidas repetidas, adotando-se como fator sessão. Para o desempenho nos testes foram analisadas por meio de ANOVA para medidas repetidas as pontuações obtidas em cada um dos testes, adotando-se como fatores avaliações (AT e DT), grupo (GC e GE) e lado (AC e NA), sendo este último utilizado apenas para o teste LOS. O nível de significância adotado foi de 5%. Resultados: A análise do desempenho dos jogos evidenciou melhora significativa do desempenho em todos os jogos após o treinamento. Na análise do desempenho nos testes de equilíbrio não foram encontrados efeitos significativos de grupo ou avaliação, evidenciando a ausência de generalização. Foi encontrado apenas efeito de lado, confirmada pelo pós-teste de Tukey, confirmando a assimetria no controle postural decorrente do AVC. Conclusão: Pacientes com sequelas crônicas de AVC não apresentaram generalização dos ganhos obtidos no treino em RV para tarefas similares de equilíbrio em ambiente real / Introduction: Stroke can cause sensory-motor impairment, leading to the asymmetry in weight bearing and consequent balance problems, falls and functional limitations. Virtual Reality (VR) has been proposed as a new tool for rehabilitation in stroke patients and has therapeutic potential for symmetrical body-weight distribution and balance training. However, there is lack of evidence that stroke patients can generalize the gains from VR therapy for similar activities in real environment. Objective: To investigate the generalization of obtained gains after balance training with VR in patients with chronic sequels of stroke to similar balance tasks performed in real environment. Methods: This study included 29 patients with chronic sequels of stroke, randomized into two groups, experimental (EG, n=16) and control (CG, n=13). EG performed three sessions in one week of balance training in VR using five Nintendo Wii FitTM games (NWF). The games were selected based on their potential to stimulate symmetrical movements of the lower limbs, and multidirectional shifts of the center of gravity in different speeds. The CG received only general orientation. Generalization for both groups was evaluated through balance tests on the force platform Balance MasterTM (Limits of Stability (LOS) - Maximum excursion and end point of the affected (AF) and nonaffected (NA) sides and Rhythmic Weight Shift (RWS) - lateral-lateral and anteroposterior directional control in fast speed). The tests were performed before training (BT) and after training (AT) with VR. For statistical analysis of the game\'s score in each one of the games, before and after training, we used ANOVA for repeated measures, with session as factor. To analyze performance in the tests it was used ANOVA for repeated measures of the scores obtained in each test, using as factors assessments (BT and AT), group (CG and EG) for all tests and side (AF and NA) in LOS test. The significance level was 5%. Results: The game performance analysis showed statistically significant improvement of performance in all games after training. In the analysis of performance in balance tests it was found only effect of side, confirmed by Tukey post-test. Conclusion: Patients with chronic sequels of stroke showed no generalization of the gains obtained in training in RV for similar balance tasks in real environment.

Submitted by Mayara Moura Alves da Cruz (maya_bilac@hotmail.com) on 2019-01-29T13:55:00Z No. of bitstreams: 1 2019_01_29_Defesa completa_Mayara.pdf: 926024 bytes, checksum: 393a4084a126093e2a4b297e3c5595a0 (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br) on 2019-01-29T17:20:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cruz_mma_me_prud.pdf: 926024 bytes, checksum: 393a4084a126093e2a4b297e3c5595a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-29T17:20:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cruz_mma_me_prud.pdf: 926024 bytes, checksum: 393a4084a126093e2a4b297e3c5595a0 (MD5) Previous issue date: 2018-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Introdução: apesar dos benefícios da reabilitação cardiovascular (RCV) para as doenças cardiovasculares, a baixa aderência dos pacientes é uma preocupação. Ela pode estar relacionada a diversos fatores, dentre eles, à motivação e ao engajamento ao tratamento. Terapias alternativas podem melhorar motivação, engajamento e assim refletir em melhor aderência. Nesse contexto, a terapia baseada em realidade virtual (TRV) surge como uma opção para cardiopatas, contudo nesse grupo de pacientes é necessário um maior controle dos parâmetros hemodinâmicos, visto que se ultrapassados podem causar maior risco à saúde. Objetivo: investigar engajamento, motivação, barreiras e aderência frente a aplicação de TRV em cardiopatas ou pacientes com fatores de risco que participam regularmente da RCV e avaliar suas repercussões hemodinâmicas agudas. Métodos: foram recrutados participantes de um programa de RCV e alocados de forma randomizada para as intervenções RCV ou RCV+TRV. As intervenções foram realizadas por 12 semanas. Sendo o desfecho primário a avaliação o engajamento (escala de engajamento), motivação (Behavioral Regulation in Exercise Questionnaire 3), barreiras (escala de barreiras para reabilitação cardíaca) e aderência dos pacientes (frequência registrada no prontuário). O desfecho secundário foi a avaliação das repercussões hemodinâmicas agudas antes, durante e após uma sessão por meio da pressão arterial (PA), frequência cardíaca (FC), FC de reserva, frequência respiratória (f), saturação de oxigênio e percepção subjetiva de esforço (PSE). Análise estatística: foi avaliada a homogeneidade dos dados (teste de esfericidade de Mauchley) seguida da correção de Greenhouse-Geisser, quando necessário. Posteriormente foi utilizada Anova Two-Way para medidas repetidas, p<0,05. Resultados: Os pacientes de ambos os grupos apresentaram um perfil com baixas barreiras, alto engajamento e motivação e os resultados demonstram que a TRV promoveu um aumento na aderência dos pacientes que apresentavam baixa aderência à RCV convencional, porém esse aumento não se manteve após 12 semanas da interrupção do protocolo. Em relação à análise dos dados hemodinâmicos, a TRV apresentou um padrão de respostas hemodinâmicas agudas fisiológicas semelhante à RCV. Porém houve maior magnitude durante sua execução e até 5min da recuperação após a interrupção da sessão para as variáveis de FC, f e PSE (p<0,01), observados nos momentos de repouso, até um minuto, até três minutos e até cinco minutos da recuperação respectivamente em relação à TRV. Observou-se ainda que 74,07% dos pacientes que realizaram a TRV atingiram a FC de reserva em algum momento da sessão e as respostas de FC e PSE, sugerem que a TRV promoveu maior intensidade de esforço. Conclusão: A inserção da TRV ao RCV convencional aumentou a aderência após admissão de pacientes que participavam com frequência insatisfatória, o que não aconteceu com os pacientes do programa de RCV convencional, entretanto, a aderência volta a valores próximos dos iniciais após doze semanas do fim da intervenção. Porém, a TRV não estimulou a motivação e nem influenciou as barreiras e engajamento dos pacientes. Em relação aos dados hemodinâmicos, a TRV promoveu respostas agudas fisiológicas e semelhantes à RCV, mas com maior magnitude para algumas variáveis durante a sua execução e até cinco minutos da recuperação após a interrupção da sessão. / Introduction: there is a concern regarding to the low adherence of patients in cardiovascular rehabilitation (CR), despite their benefits. It may be related to several factors, among them, motivation and engagement to treatment. Alternative therapies can improve motivation, engagement reflecting in better adherence and, in this context, virtual reality based therapy (VRBT) appears as an option for cardiac patients. However, in this population, a greater control of hemodynamic parameters is necessary, once if exceed they can cause a greater risk to health. Objective: to investigate engagement, motivation, barriers and adherence through the application of VRBT in patients with cardiovascular diseases or patients with risk factors who regularly participate in CR. In addition, to evaluate their acute hemodynamic repercussions. Methods: participants of CR program were randomized to CR or CR+ VRBT. The interventions were performed for 12 weeks. The primary endpoint was engagement (User Engagement Scale), motivation (Behavioral Regulation in Exercise Questionnaire 3), barriers (Cardiac Rehabilitation Barriers Scale), and patient’s adherence (frequency recorded on the chart). The secondary endpoint was the acute hemodynamic repercussions before, during and after a session through blood pressure (BP), heart rate (HR), HR reserve, respiratory rate (rr), oxygen saturation and rate of perceived exertion (RPE). Statistical analysis: homogeneity of the data had been evaluated (Mauchley sphericity test) followed by the Greenhouse-Geisser correction, if necessary. After this, Anova Two-Way for repeated measures had been analyzed, p <0.05. Results: In both groups, patients had low barriers, high engagement and motivation. The results demonstrate that VRBT promoted an increase in adherence of patients with low adherence to conventional CR, but this increment was not maintained after 12 weeks of protocol interruption. Regarding the analysis of hemodynamic data, VRBT produce physiological acute hemodynamic responses similar to CR. However, there was a greater magnitude during its execution and until 5 minutes of recovery after session for the HR, rr and RPE (p <0.01), observed at rest, up to one, three and five minutes of recovery respectively in relation to VRBT. It was also observed that 74.07% of the patients who underwent VRBT reached HR reserve of training at some point in the session and the HR and RPE responses, suggesting VRBT promoted greater effort intensity. Conclusion: The insertion of VRBT to the conventional CR increased adherence after admission in patients who participated with unsatisfactory frequency, what did not happen with the patients in the conventional CR program, however, adherence returns to basal values after 12 weeks of the program. In addition, VRBT did not stimulated motivation and neither influence patients’ barriers and engagement. Regarding hemodynamic data, VRBT produce physiological acute hemodynamic responses similar to CR, although with greater magnitude for some variables during its execution and up to five minutes after session. / FAPESP: 2017/12254-8 / CAPES: 001

Atualmente novos métodos de exercício físico vêm sendo pesquisados no campo da promoção da saúde, prevenção e tratamento de doenças. Uma estratégia inovadora e com expressiva aceitação no meio científico é a utilização da tecnologia de realidade virtual nas sessões terapêuticas para pessoas com distúrbios neurológicos e treinamento preventivo contra quedas em idosos, apresentando resultados promissores, motivando novos desenhos de estudos nessa área, porém com indivíduos de características clínicas diferenciadas. O objetivo da presente dissertação é abordar a tecnologia de realidade virtual, assim como seus dispositivos, na avaliação do equilíbrio corporal e treinamento de idosos. O artigo de confiabilidade da medida faz uma abordagem inovadora da medida quantitativa da estabilidade corporal, sendo esta avaliada por um instrumento de baixo custo e validado em relação ao padrão-ouro. Nesse artigo concluiu-se que o instrumento testado apresenta confiabilidade. O experimento controlado e randomizado com duplo cegamento é apresentado no formato de artigo original, contendo um resumo, introdução, finalizada pelo objetivo do estudo, que esclarece o que será estudado; depois segue a parte de materiais e métodos que descreve a amostra, as intervenções, as avaliações das respostas dos participantes e a análise dos dados, mostrando como foi realizado o estudo; seguido dos resultados, discussão, conclusão e referências. Nesse experimento concluiu-se que o treinamento com realidade virtual foi capaz de melhorar a autonomia funcional de idosas para sentar. / Currently new exercise methods have been studied in the field of health promotion, prevention and treatment of diseases. An innovative strategy and significant acceptance in scientific circles is the use of virtual reality technology in therapeutic sessions for people with neurological disorders and preventive training against falls in the elderly, with promising results, encouraging new designs of studies in this area, but with individuals different clinical characteristics. The purpose of this dissertation is to address the virtual reality technology, as well as their devices, the assessment of body balance and training of older people. Reliability article measure is an innovative approach to quantitative measurement of body stability, which is evaluated by an instrument inexpensive and validated against the gold standard. In this article it is concluded that the tested instrument has reliability. The randomized controlled double-blind experiment is presented in the original paper format, containing a summary, introduction, completed by the purpose of the study, which clarifies what will be studied; then follows the part of materials and methods that describes the sample, interventions, assessments of participants' responses and data analysis, showing how the study was conducted; followed by results, discussion, conclusion and references. In this experiment it was concluded that training with virtual reality was able to improve the functional autonomy of elderly to sit.

Orientador: Marcos Eduardo Scheicher / Banca: Ana Elisa Zuliani Stroppa Marques / Banca: Cristiane Rodrigues Pedroni / Resumo: Idosos podem apresentar alterações sensório-motoras, as quais interferem no equilíbrio postural, aumentando o risco de quedas. Adicionar informação sensorial pode ser uma alternativa para diminuir o risco de cair. A realidade virtual tem sido utilizada como terapia no desequilíbrio e apresenta resultados satisfatórios para a população idosa. Objetivos: investigar o efeito do treinamento com a tecnologia do Nintendo Wii na velocidade média de marcha e mobilidade de idosas com história de quedas, com e sem a utilização de informação sensorial adicional do tipo tira sub-patelar com almofada. Métodos: Os idosos participantes da pesquisa foram avaliados e divididos em dois grupos: o Grupo I realizou a intervenção apenas com o uso do Nintendo Wii, e o grupo II realizou a pesquisa com o uso do Nintendo Wii e a adição da informação sensorial (tira sub-patelar com almofada). A mobilidade funcional foi avaliada pelo teste Time up and Go e a velocidade de marcha pelo teste de 10m.Os testes foram realizados com e sem o uso da tira sub-patelar. Resultados: Houve significância estatística na comparação pré e pós-treino em ambos os grupos. (TUG: Grupo tira: 0,032 Grupo sem tira: 0,025 VM: Grupo tira: 0,052 Grupo sem tira: 0,002). Não houve diferença significativa com a inclusão da informação sensorial. Conclusão: O treinamento para equilíbrio postural com realidade virtual, com e sem a inclusão da informação sensorial adicional foi eficaz para a melhora da mobilidade funcional e velocidade média de marcha de idosas caidoras. A tira sub-patelar apresentou não maximizou o efeito do treinamento com realidade virtual / Abstract: Not available / Mestre

Orientador: Marcos E. Scheicher / Banca: Cristiane Rodrigues Pedroni / Banca: Karina Gramany Say / Resumo: Esse estudo avaliou os efeitos de um treinamento de equilíbrio com realidade virtual e de força em idosas com história de quedas. Participaram 11 idosas caidoras (GIC, 72,4 ± 5,2 anos) e 16 idosas não-caidoras (GINC, 69,8 ±5 anos), nas quais avaliou-se o medo de quedas, a mobilidade e a força de preensão palmar. Durante 12 semanas o GIC foi submetido a um treinamento com realidade virtual (Nintendo Wii) e força muscular. Os resultados mostraram melhora na mobilidade (p=0,0004) e no medo de quedas (0,001). O GIC pós-treino apresentou diferença significativa (p=0,006 ) em relação ao GINC quanto ao medo de quedas. Não foi encontrada diferença significativa quanto a força de preensão palmar. É possível concluir que uma intervenção com realidade virtual e força pode ser benéfica para a mobilidade e medo de quedas em idosas com histórico de quedas / Abstract: This study evaluated the effects of balance training with virtual reality and strength in elderly women with a history of falls. Study participants were 11 older fallers (GIC, 72.4 ± 5.2 years) and 16 older non-fallers (GINC, 69.8 ± 5 years), in which we assessed the fear of falling, mobility and grip strength . For 12 weeks, the GIC has undergone training with virtual reality (Nintendo Wii) and muscle strength. The results showed improvement in mobility (p = 0.0004) and fear of falling (0.001). The GIC post training significant difference (p = 0.006) compared to GINC as the fear of falling. There was no significant difference in grip strength. It is possible to conclude that an intervention with virtual reality and force can be beneficial for mobility and fear of falling in elderly women with a history of falls / Mestre

É crescente a necessidade de se conhecer e controlar o ambiente fabril. Ao longo do século passado e início deste, várias ferramentas e soluções foram desenvolvidas para suprir essa necessidade. Dentre elas, a simulação desempenha um suporte para o apoio da decisão amplamente utilizada principalmente na indústria manufatureira. A realidade virtual pode ser utilizada no ambiente de simulação como um canal de visualização e interação do usuário com o meio simulado. O objetivo deste trabalho é modelar uma biblioteca do núcleo de simulador de eventos discretos para sistemas de manufatura, com visualização tridimensional, que funcione em ambientes imersivos e não-imersivos. Para tal, as abordagens de três fases e orientada a objetos foram utilizadas com algumas alterações. Para a validação desse desenvolvimento, foram feitas duas simulações de um aplicativo que utiliza os elementos básicos de manufatura e foi feita a coleta de seus resultados que possibilitaram a verificação dos objetivos pretendidos. Por fim, foi feita a análise dos resultados e são apresentadas propostas de trabalhos futuros nesta área. / The need of knowledge and control of the manufacturing environment is continuously growing. Over the last century and the beginning of this, several tools and procedures were designed in order meet those necessities. Among them, simulation is a decision support tool widely used, mainly in the manufacturing industry. Virtual reality can be used in those simulations for user visualization and interaction with the simulated environment. The aim of this research was to model a library for a discrete event simulator core of a manufacturing system, with 3D visualization, that can be used in immersive and non-immersive environments. Two different approaches have been used: the three phases and the object-oriented one. To validate the software development, two simulations were carried out for an application that uses basic elements of manufacturing and production. Data was collected and analyzed in order to check the accomplishment of the research objectives. Finally, a conclusion about the results is presented along with some proposals for future work in this area.

A atividade de teste de software tem recebido considerável atenção de pesquisadores e engenheiros de software que reconhecem a sua utilidade na criação de produtos de qualidade. No entanto, os testes são caros e propensos a erros, o que impõe a necessidade de sistematizar e, portanto, a definição de técnicas para aumentar a qualidade e produtividade na sua condução. Várias técnicas de teste têm sido desenvolvidas e têm sido utilizadas, cada um com características próprias em termos de eficácia, custo, fases de aplicação, etc. Sistemas de realidade virtual frequentemente utilizam uma estrutura hierárquica denominada grafo de cena para representar as características dos objetos em um ambiente virtual tridimensional. Os grafos de cena também armazenam informações sobre o relacionamento entre os objetos, permitindo respostas adequadas ao usuário quando ocorrem interações. Neste trabalho, critérios de teste baseados em grafo de cena são estudados e definidos afim de aumentar a qualidade de aplicações de realidade virtual. Além disso, estudos de caso são apresentados, utilizando os critérios definidos aplicados a um framework de realidade virtual construído para gerar aplicações na área médica, além de utilizar uma aplicação de demonstração. Como forma de apoio aos critérios definidos foi desenvolvida uma ferramenta de teste capaz de verificar se os nós, que representam os objetos virtuais na cena, satisfazem seus requisitos conforme foram especificados / The activity of software testing has received considerable attention from researchers and software engineers who recognize its usefulness in creating quality products. However, the tests are expensive and prone to errors, which imposes the need to systematize and hence the definition of techniques to increase quality and productivity in their driving. Several testing techniques have been developed and have been used, each with its own characteristics in terms of effectiveness, cost, implementation stages, etc. Moreover, these techniques can also be adapted. In this work, test criteria based on scene graph are studied and defined in order to increase the quality of the Virtual Reality software. In addition, case studies are presented, using the criteria applied to a framework built to generate virtual reality applications in medicine, in addition to using a demo application. As a form of support to the criteria a testing tool was developed. It verifies whether the nodes that represent the virtual objects meet their requirements as they were specified

A importância da exploração marítima de petróleo, em especial para o Brasil, é indiscutível e risers são estruturas essenciais para essa atividade. Uma melhor compreensão da dinâmica dessas estruturas e dos esforços a que estão submetidas vem resultando de pesquisa constante na área, pesquisa que gera um grande volume de dados, freqüentemente descrevendo fenômenos de difícil compreensão. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um ambiente que combina técnicas de realidade virtual (como ambientes 3D, navegação e estereoscopia) e visualização científica (como mapeamento de cores, deformações e glifos) para facilitar a visualização desses dados. O ambiente, batizado como RiserView, permite a montagem de cenas tridimensionais compostas por risers, relevo do solo, superfície marítima, embarcações, bóias e outras estruturas, cada um com sua dinâmica própria. Permite ainda a visualização do escoamento para que a formação de vórtices na vizinhança dos risers e a interação fluido-mecânica resultante possam ser estudadas. O usuário pode controlar parâmetros da visualização de cada elemento e da animação da cena, bem como navegar livremente por ela. Foi desenvolvido também um algoritmo de baixo custo computacional (graças a simplificações possíveis devido à natureza do problema) para detecção e exibição em tempo real de colisões entre risers. O Processo Unificado foi adaptado para servir como metodologia para o projeto e implementação do aplicativo. O uso do VTK (API gráfica e de visualização científica) e do IUP (API para desenvolvimento de interfaces com o usuário) simplificou o desenvolvimento, principalmente para produzir um aplicativo portável para MS-Windows e Linux. Como opções de projeto, a visualização científica e a velocidade na renderização das cenas são privilegiadas, ao invés do realismo e da agilidade na interação com o usuário. As conseqüências dessas escolhas, bem como alternativas, são discutidas no trabalho. O uso do VTK e, através dele, do OpenGL permite que o aplicativo faça uso dos recursos disponíveis em placas gráficas comerciais para aumentar sua performance. Em sua versão atual a tarefa mais custosa para o RiserView é a atualização das posições de risers, principalmente descritos no domínio da freqüência, mas o trabalho discute aprimoramentos relativamente simples para minimizar esse problema. Apesar desses (e de outros) aprimoramentos possíveis, discutidos no trabalho, o ambiente mostra-se bastante adequado à visualização dos risers e de sua dinâmica bem como de fenômenos e elementos a eles associados. / The importance of offshore oil exploration, especially to Brazil, cannot be argued and risers are crucial structures for this activity. A better understanding of the dynamics of these structures and of the efforts to which they are subject has been resulting from constant research in the field, research that generates a large volume of data, often describing phenomena of difficult comprehension. This work describes the development of a software environment that combines elements of virtual reality (3D environments, navigation, stereoscopy) and scientific visualization techniques (such as color mapping, deformations and glyphs) to improve the understanding and visualization of these data. The environment, christened RiserView, allows the composition of tridimensional scenes including risers, the floor and surface of the ocean and ships, buoys and other structures, each with its own dynamics. It also allows the visualization of the flow in the neighborhood of the risers so that vortex shedding and the resulting fluid-mechanic interactions may be studied. The user may control parameters of the scene animation and of the visualization for each of its elements, as well as navigate freely within the scene. An algorithm of low computational cost (thanks to simplifications possible due to the nature of the problem), for the detection and exhibition of collisions between risers in real time, was also developed. The Unified Process was adapted to guide the software's project and implementation. The use of VTK (a scientific visualization and graphics API) and IUP (a user interface development API) simplified the development, especially the effort required to build an application portable to MS-Windows and Linux. As project choices, scientific visualization and the speed in rendering scenes in real time were given higher priority than realism and the agility in the user interaction, respectively. The consequences of these choices, as well as some alternatives, are discussed. The use of VTK and, through it, OpenGL, allows the application to access features available in most commercial graphics cards to increase performance. In its current version, the most costly task for RiserView are the calculations required to update riser positions during animation, especially for risers described in the frequency domain, but the work discusses relatively simple improvements to minimize this problem. Despite these (and other) possible improvements discussed in the work, the application proves quite adequate to the visualization of risers and their dynamics, as well as of associate elements and phenomena.

O comportamento de personagens de games 3D em geral apresenta-se de modo repetitivo e previsível. No presente trabalho, avalia-se que o principal motivo para essa previsibilidade não está numa limitação intrínseca da programação desses comportamentos, mas, antes, no modelo matemático utilizado como base para a construção do programa. Através de estudos de caso, identifica-se o modelo mais comum empregado em games e mostra-se que esse modelo não precisa ser necessariamente respeitado. Exemplos de comportamentos de personagens de games e de outras criaturas virtuais são apresentados como demonstração de que é possível obter-se comportamentos não previsíveis e, ao mesmo tempo, não aleatórios, mas orientados a objetivos pré-estabelecidos, a partir de sequências de instruções programadas. Para avaliar um modelo matemático alternativo, apresentase primeiro uma breve descrição da mecânica quântica e das implicações que o desenvolvimento dessa teoria teve sobre a compreensão do real. O trabalho apresenta então propostas para a criação de um novo modelo matemático para games 3D, inspiradas na interpretação de Everett da mecânica quântica. Mostra-se a seguir como esse novo modelo poderia gerar games 3D que se adaptariam automaticamente às habilidades específicas do usuário, e como esse novo modelo poderia facilitar a criação de enredos realmente interativos. / The behavior of 3D game\'s characters is usually repetitive and predictable. In this work, it is estimated that the main reason for this predictability is not due to an intrinsic limitation of the programming of these behaviors, but rather to the mathematical model applied for building the program. Through case studies, the most common model used in games is identified, and it\'s shown that this model does not necessarily have to be followed. Examples of behaviors of game characters and other virtual creatures are presented as a demonstration that it is possible to create unpredictable and, at the same time, not random, but rather oriented to preestablished goals, behaviors merely from programmed instruction sequences. To evaluate an alternative mathematical model, a brief description of quantum mechanics is presented, as well as the implications that the development of this theory had on our understanding of the real. The work then presents proposals for the creation of a new mathematical model for 3D games, inspired by the Everett interpretation of quantum mechanics. Following, it\'s shown how this new model could generate 3D games that adapt automatically to user-specific skills, and how this new model could facilitate the creation of truly interactive storylines.

Usage of real objects as links between real and virtual information is one key aspect in augmented reality. A central issue to achieve this link is the estimation of the visuospatial information of the observed object, or in other words, estimating the object pose. Different objects can have different behaviors when used for interaction. This not only encompasses changes in position, but also folding or deformations. Traditional researches in the area solve those pose estimation problems using different approaches, depending on the type of the object. Additionally, some researches are based only on positional information of observed feature points, simplifying the object information. In this work, we explore the pose estimation of different objects by gathering more information from the observed feature points, and obtaining the local poses of such points, which are not explored in other researches. We apply this local pose estimation idea in two different capturing scenarios, reaching two novel approaches of pose estimation: one based on RGB-D cameras, and another based on RGB and machine learning methods. In the RGB-D based approach, we use the feature point orientation and near surface to obtain its normal; then, find the local 6 degrees-of-freedom (DoF) pose. This approach gives us not only the rigid object pose, but also the approximated pose of deformed objects. On the other hand, our RGB based approach explores machine learning with local appearance changes. Unlike other RGB based works, we replace the complex non-linear systems solvers with a fast and robust method, reaching local rotation of the observed feature points, as well as, full 6 DoF rigid object pose with dramatically lower real-time calculation demands. Both approaches show us that gathering local poses can bring information for the pose estimation of different types of objects. / O uso de objetos reais como meio de conexão entre informações reais e virtuais é um aspecto chave dentro da realidade aumentada. Uma questão central para tal conexão é a estimativa de informações visuo-espaciais do objeto, ou em outras palavras, a detecção da pose do objeto. Diferentes objetos podem ter diferentes comportamentos quando utilizados em interações. Não somente incluindo a mudança de posição, mas também sendo dobradas ou deformadas. Pesquisas tradicionais solucionam tais problemas de detecção usando diferentes abordagens, dependendo do tipo de objeto. Adicionalmente, algumas pesquisas se baseiam somente na informação posicional dos pontos de interesse, simplificando a informação do objeto. Neste trabalho, a detecção de pose de diferente objetos é explorada coletando-se mais informações dos pontos de interesse observados e, por sua vez, obtendo as poses locais de tais pontos, poses que não são exploradas em outras pesquisas. Este conceito da detecção de pose locais é aplicada em dois ambientes de capturas, estendendo-se em duas abordagens inovadoras: uma baseada em câmeras RGB-D, e outra baseada em câmeras RGB e métodos de aprendizado de maquinas. Na abordagem baseada em RGB-D, a orientação e superfície ao redor do ponto de interesse são utilizadas para obter a normal do ponto. Através de tais informações a pose local é obtida. Esta abordagem não só permite a obtenção de poses de objetos rígidos, mas também a pose aproximada de objetos deformáveis. Por outro lado, a abordagem baseada em RGB explora o aprendizado de máquina aplicado em alterações das aparências locais. Diferentemente de outros trabalhos baseados em câmeras RGB, esta abordagem substitui solucionadores não lineares complexos com um método rápido e robusto, permitindo a obtenção de rotações locais dos pontos de interesse, assim como, a pose completa (com 6 graus-de-liberdade) de objetos rígidos, com uma demanda computacional muito menor para cálculos em tempo-real. Ambas as abordagens mostram que a coleta de poses locais podem gerar informações para a detecção de poses de diferentes tipos de objetos.