This thesis presents a new system that reconstructs the 3D representation of dental casts. To maintain the integrity of the 3D representation, a standard model is built to cover the blind spots that the camera cannot reach. The standard model is obtained by scanning a real human mouth model with a laser scanner. Then the model is simplified by an algorithm which is based on iterative contraction of vertex pairs. The simplified standard model uses a local parametrization method to obtain the curvature information. The system uses a digital camera and a square tube mirror in front of the camera to capture multi-view images. The mirror is made of stainless steel in order to avoid double reflections. The reflected areas of the image are considered as images taken by the virtual cameras. Only one camera calibration is needed since the virtual cameras have the same intrinsic parameters as the real camera. Depth is computed by a simple and accurate geometry based method once the corresponding points are identified. Correspondences are selected using a feature point based stereo matching process, including fast normalized cross-correlation and simulated annealing.

Les travaux de recherche dont ce mémoire est l'objet sont dédiés à la visualisation à différents niveaux de détail de données scientifiques. Les données scientifiques abordées sont de deux types. Les premières sont définies sur des grilles tridimensionnelles uniformes; le domaine d'application correspondant étant alors la visualisation de données d'origines médicales provenant de coupes tomographiques ou de scanners IRM. Les secondes sont définies sur des réseaux triangulaires irréguliers, planaires ou sphériques; les domaines d'applications correspondants étant entre autres la visualisation de données topographiques (terrain visualization), ou encore de données provenant de calculs par éléments finis.

Many applications in computer graphics and related fields can benefit fromautomatic simplification of complex polygonal surface models. Applications areoften confronted with either very densely over-sampled surfaces or models toocomplex for the limited available hardware capacity. An effective algorithmfor rapidly producing high-quality approximations of the original model is avaluable tool for managing data complexity. In this dissertation, I present my simplification algorithm, based on iterativevertex pair contraction. This technique provides an effective compromisebetween the fastest algorithms, which often produce poor quality results, andthe highest-quality algorithms, which are generally very slow. For example, a1000 face approximation of a 100,000 face model can be produced in about 10seconds on a PentiumPro 200. The algorithm can simplify both the geometryand topology of manifold as well as non-manifold surfaces. In addition toproducing single approximations, my algorithm can also be used to generatemultiresolution representations such as progressive meshes and vertex hierarchiesfor view-dependent refinement. The foundation of my simplification algorithm, is the quadric error metricwhich I have developed. It provides a useful and economical characterization oflocal surface shape, and I have proven a direct mathematical connection betweenthe quadric metric and surface curvature. A generalized form of this metric canaccommodate surfaces with material properties, such as RGB color or texturecoordinates. I have also developed a closely related technique for constructing a hierarchyof well-defined surface regions composed of disjoint sets of faces. This algorithminvolves applying a dual form of my simplification algorithm to the dual graphof the input surface. The resulting structure is a hierarchy of face clusters whichis an effective multiresolution representation for applications such as radiosity.

The aim of this thesis is to investigate the problems that use of idealizations in science leads to. Idealizations are simplifications and therefore false descriptions of how actual objects behave. Presence of idealizations in scientific theories is the reason for the problems in our understanding of confirmation of theories and also of scientific explanations. Nevertheless, idealizations are ubiquitous especially in natural sciences. Scientists have to employ idealizations because of the complexity of the real world and our limited capacity of computation. The roots of the methodology of modern science are in Cartesian philosophy. I propose that Descartes also employed idealizations in his theory of motion in the universe. Idealized worlds can be regarded as simplifications of the real world. Scientific theories are literally false but they are true in the possible worlds which are similar to the real world. Models provide the connections between idealized laws and the real world. Construction of models of the actual world is based upon idealizations which are indispensable in the theoretical sciences. Theories can be indirectly confirmed by models denoting different aspects of the phenomena.

This report describes an algorithm for computing 3D object hierarchies fit for hlod optimization. The algorithm is used as a pre-processing stage in an hlod pipeline that automatically optimizes 3D models containing multiple meshes. The algorithm for generating hierarchies groups together meshes in a hierarchical tree using operations on bounding spheres of the meshes. The algorithm prioritizes grouping close objects together in the early stages, and relaxes its constraints toward the end, resulting in a tree structure with a single root node. The hierarchical tree is then used by computing proxy meshes, i.e. simplified stand-in meshes, for the inner nodes of the hierarchy. Finally, the resulting proxy meshes, together with the generated hierarchy and the original meshes, are used to render the model using a tree-traversing hlod switching algorithm that renders deeper parts of the tree containing more detailed meshes when more detail is needed. In addition, a minor change to the clustering algorithm is proposed. By swapping the bounding spheres to AABBs (Axis-Aligned Bounding Boxes) in the clustering stage, hierarchies with different properties are generated. This change is shown to generate hierarchies with similar rendering performance as the hierarchies made with bounding spheres, while at the same time resulting in lower space requirements for all proxy meshes. Overall, the proposed automatic hlod pipeline is shown to increase rendering performance for all evaluated scenes in most frames, while never yielding noticeably worse performance than the original model as well.

O projeto de funções de transferência é um interessante problema que recebe muita atenção da comunidade de visualização. Diversas pesquisas tem sido conduzidas para criar melhores ferramentas e técnicas que trabalham com dados volumétricos. Existem duas grandes classes de dados: volumes estruturados e volumes não-estruturados. A maioria dos trabalhos anteriores apenas se refere a dados estruturados. Este trabalho possui dois grupos de contribuições. O primeiro diz respeito ao problema clássico de especificação de funções de transferência. Primeiramente é desenvolvido o conceito de Ensembles, que são funções de transferência desenvolvidas a partir da combinação de funções anteriores e mais simples. Também é apresentada uma abordagem de key-framing para manipular dados que variam no tempo. O segundo grupo de contribuições é um estudo aprofundado sobre o comportamento de dados não-estruturados. Problemas críticos foram descobertos e tratados para permitir uma integração quase perfeita de ferramentas usadas para dados estruturados em dados não-estruturados. Os resultados mostram a melhoria de qualidade de histogramas, e também o sistema de desenvolvimento de funções de transferência. Trabalhos futuros são sugeridos para utilizar a versão melhorada do histograma de gradiente-magnitude, assim como a exploração de novos modelos de bordas. / Transfer function design is an important problem that receives much attention from the visualization community. Several researches have inspired the creation of better tools and techniques to deal with volumetric datasets. There are two major classes of datasets, namely structured and unstructured grids. Most of the previous work has only addressed structured data. This work presents two groups of contributions of different nature. The first contribution is related to the general problem of transfer function design. It introduces the concept of ensembles, which are complex transfer functions created from standard types. It also presents a key-frame based approach to handle time-varying sequences. The second group of contributions is related with a study on several characteristics of unstructured data. Problems have been discovered and addressed to allow a seamless integration of classical structured grids tools to unstructured data. This work includes results that show improvements on a statistical analysis of the data, as well as the developed transfer function design system. Further work is suggested to take advantage of the enhanced version of the gradient-magnitude histogram, and explore different boundary model.

Esta tese propõe um corpus do Português popular brasileiro escrito, denominado CorPop, com textos selecionados com base no nível de letramento médio dos leitores do país. As bases teórico-metodológicas do CorPop são interdisciplinares e inserem-se no âmbito dos Estudos da Linguagem e disciplinas afins, como Estudos do Léxico e Linguística de Corpus, Linguística Textual e Psicolinguística, dialogando também com estudos de Processamento de Língua Natural. Desse modo, esta investigação abriga-se na Linha de Pesquisa Lexicografia, Terminologia e Tradução: Relações Textuais do PPG-Letras-UFRGS, e nosso recorte, por isso, tende ao destaque para o Léxico. O desenvolvimento do CorPop deu-se através da compilação de dados sobre o nível de letramento dos leitores brasileiros e das características que poderiam compor um padrão de simplicidade textual em um corpus de textos adequados a esses leitores. Tais dados foram coletados das pesquisas do Indicador de Alfabetismo Funcional (INAF) e Retratos da Leitura no Brasil, além de um questionário com leitores. Os textos selecionados para o CorPop são (1) textos do jornalismo popular do Projeto PorPopular (jornal Diário Gaúcho), consumido maciçamente pelas classes C e D, que é o leitor médio brasileiro; (2) textos e autores mais lidos pelos respondentes das últimas edições da pesquisa Retratos da Leitura no Brasil; (3) coleção “É Só o Começo” (adaptação de clássicos da literatura brasileira para leitores com baixo letramento, adaptação esta realizada por linguistas); (4) textos do jornal Boca de Rua, produzido por pessoas em situação de rua, com baixa escolaridade e baixo letramento; e (5) textos do Diário da Causa Operária, imprensa operária brasileira produzida também por pessoas dentro da faixa média de letramento do país. Realizamos, após a coleta, preparação e processamento dos textos do corpus, uma série de experimentos com a lista bruta de frequências e com a lista de frequências lematizada do CorPop. Os resultados obtidos mostram aplicações promissoras do CorPop em diversas tarefas linguísticas, desde simplificação de textos até uso como vocabulário controlado para redação de paráfrases definitórias em dicionários e comprovam que um corpus pequeno pode ter a mesma validade que um corpus de grandes proporções. / This thesis proposes a corpus of Brazilian popular Portuguese written, called CorPop, with texts selected based on the average level of literacy of the country 's readers. CorPop's theoretical and methodological bases are interdisciplinary and fall within the scope of Language Studies and related disciplines, such as Corpus Lexicon and Linguistics Studies, Textual Linguistics and Psycholinguistics, and also dialogues with Natural Language Processing studies. Thus, this research is housed in the Lexicography, Terminology and Translation Research Line: Textual Relations of PPG-Letras-UFRGS, and our cut, therefore, tends to highlight the Lexicon. The development of CorPop took place through the compilation of data about the level of literacy of Brazilian readers and the characteristics that could compose a standard of textual simplicity in a corpus of texts suitable for these readers. These data were collected from the surveys of the Indicator of Functional Literacy (INAF) and Reading Portraits in Brazil, as well as a questionnaire with readers. The texts selected for CorPop are (1) texts of the popular journalism of the PorPopular Project (newspaper Diário Gaúcho), massively consumed by the C and D classes, which is the average Brazilian reader; (2) texts and authors most read by the respondents of the last editions of the research Retratos da Leitura no Brasil; (3) collection "É Só o Começo" (adaptation of classics from Brazilian literature to readers with low literacy, adaptation by linguists); (4) texts of the newspaper Boca de Rua, produced by street people, with low schooling and low literacy; and (5) texts of the Diário da Causa Operária, the Brazilian working press produced also by people within the average literacy range of the country. After the collection, preparation and processing of the texts of the corpus, a series of experiments with the crude list of frequencies and the list of frequencies typed in CorPop. The results obtained show promising applications of CorPop in several linguistic tasks, such as text simplification and use as controlled vocabulary for writing definitions in dictionaries. Also, CorPop proves that a small corpus can have the same validity as a corpus of large proportions.

O projeto de funções de transferência é um interessante problema que recebe muita atenção da comunidade de visualização. Diversas pesquisas tem sido conduzidas para criar melhores ferramentas e técnicas que trabalham com dados volumétricos. Existem duas grandes classes de dados: volumes estruturados e volumes não-estruturados. A maioria dos trabalhos anteriores apenas se refere a dados estruturados. Este trabalho possui dois grupos de contribuições. O primeiro diz respeito ao problema clássico de especificação de funções de transferência. Primeiramente é desenvolvido o conceito de Ensembles, que são funções de transferência desenvolvidas a partir da combinação de funções anteriores e mais simples. Também é apresentada uma abordagem de key-framing para manipular dados que variam no tempo. O segundo grupo de contribuições é um estudo aprofundado sobre o comportamento de dados não-estruturados. Problemas críticos foram descobertos e tratados para permitir uma integração quase perfeita de ferramentas usadas para dados estruturados em dados não-estruturados. Os resultados mostram a melhoria de qualidade de histogramas, e também o sistema de desenvolvimento de funções de transferência. Trabalhos futuros são sugeridos para utilizar a versão melhorada do histograma de gradiente-magnitude, assim como a exploração de novos modelos de bordas. / Transfer function design is an important problem that receives much attention from the visualization community. Several researches have inspired the creation of better tools and techniques to deal with volumetric datasets. There are two major classes of datasets, namely structured and unstructured grids. Most of the previous work has only addressed structured data. This work presents two groups of contributions of different nature. The first contribution is related to the general problem of transfer function design. It introduces the concept of ensembles, which are complex transfer functions created from standard types. It also presents a key-frame based approach to handle time-varying sequences. The second group of contributions is related with a study on several characteristics of unstructured data. Problems have been discovered and addressed to allow a seamless integration of classical structured grids tools to unstructured data. This work includes results that show improvements on a statistical analysis of the data, as well as the developed transfer function design system. Further work is suggested to take advantage of the enhanced version of the gradient-magnitude histogram, and explore different boundary model.

Esta tese propõe um corpus do Português popular brasileiro escrito, denominado CorPop, com textos selecionados com base no nível de letramento médio dos leitores do país. As bases teórico-metodológicas do CorPop são interdisciplinares e inserem-se no âmbito dos Estudos da Linguagem e disciplinas afins, como Estudos do Léxico e Linguística de Corpus, Linguística Textual e Psicolinguística, dialogando também com estudos de Processamento de Língua Natural. Desse modo, esta investigação abriga-se na Linha de Pesquisa Lexicografia, Terminologia e Tradução: Relações Textuais do PPG-Letras-UFRGS, e nosso recorte, por isso, tende ao destaque para o Léxico. O desenvolvimento do CorPop deu-se através da compilação de dados sobre o nível de letramento dos leitores brasileiros e das características que poderiam compor um padrão de simplicidade textual em um corpus de textos adequados a esses leitores. Tais dados foram coletados das pesquisas do Indicador de Alfabetismo Funcional (INAF) e Retratos da Leitura no Brasil, além de um questionário com leitores. Os textos selecionados para o CorPop são (1) textos do jornalismo popular do Projeto PorPopular (jornal Diário Gaúcho), consumido maciçamente pelas classes C e D, que é o leitor médio brasileiro; (2) textos e autores mais lidos pelos respondentes das últimas edições da pesquisa Retratos da Leitura no Brasil; (3) coleção “É Só o Começo” (adaptação de clássicos da literatura brasileira para leitores com baixo letramento, adaptação esta realizada por linguistas); (4) textos do jornal Boca de Rua, produzido por pessoas em situação de rua, com baixa escolaridade e baixo letramento; e (5) textos do Diário da Causa Operária, imprensa operária brasileira produzida também por pessoas dentro da faixa média de letramento do país. Realizamos, após a coleta, preparação e processamento dos textos do corpus, uma série de experimentos com a lista bruta de frequências e com a lista de frequências lematizada do CorPop. Os resultados obtidos mostram aplicações promissoras do CorPop em diversas tarefas linguísticas, desde simplificação de textos até uso como vocabulário controlado para redação de paráfrases definitórias em dicionários e comprovam que um corpus pequeno pode ter a mesma validade que um corpus de grandes proporções. / This thesis proposes a corpus of Brazilian popular Portuguese written, called CorPop, with texts selected based on the average level of literacy of the country 's readers. CorPop's theoretical and methodological bases are interdisciplinary and fall within the scope of Language Studies and related disciplines, such as Corpus Lexicon and Linguistics Studies, Textual Linguistics and Psycholinguistics, and also dialogues with Natural Language Processing studies. Thus, this research is housed in the Lexicography, Terminology and Translation Research Line: Textual Relations of PPG-Letras-UFRGS, and our cut, therefore, tends to highlight the Lexicon. The development of CorPop took place through the compilation of data about the level of literacy of Brazilian readers and the characteristics that could compose a standard of textual simplicity in a corpus of texts suitable for these readers. These data were collected from the surveys of the Indicator of Functional Literacy (INAF) and Reading Portraits in Brazil, as well as a questionnaire with readers. The texts selected for CorPop are (1) texts of the popular journalism of the PorPopular Project (newspaper Diário Gaúcho), massively consumed by the C and D classes, which is the average Brazilian reader; (2) texts and authors most read by the respondents of the last editions of the research Retratos da Leitura no Brasil; (3) collection "É Só o Começo" (adaptation of classics from Brazilian literature to readers with low literacy, adaptation by linguists); (4) texts of the newspaper Boca de Rua, produced by street people, with low schooling and low literacy; and (5) texts of the Diário da Causa Operária, the Brazilian working press produced also by people within the average literacy range of the country. After the collection, preparation and processing of the texts of the corpus, a series of experiments with the crude list of frequencies and the list of frequencies typed in CorPop. The results obtained show promising applications of CorPop in several linguistic tasks, such as text simplification and use as controlled vocabulary for writing definitions in dictionaries. Also, CorPop proves that a small corpus can have the same validity as a corpus of large proportions.

Câncer é uma das principais causas de mortes no mundo. Foi responsável por aproximadamente 8,2 milhões de óbitos em 2012 e estima-se 13,2 milhões de mortes em 2030, o que o posiciona como um problema de saúde pública. A quimioterapia torna-se necessária para o tratamento, pois regride o crescimento tumoral e diminui as chances de metástases, as quais são responsáveis por 90% dos óbitos decorrentes do câncer. Linhagens tumorais que apresentam alta expressão de proteínas antiapoptóticas da família Bcl-2 mostram-se resistentes à ação de quimioterápicos antineoplásicos disponíveis na terapêutica. Portanto, o desenvolvimento de compostos que inibem essas proteínas, torna-se interessante para o tratamento do câncer. A queleritrina, um alcaloide presente em diversas espécies da família Papaveraceae, representa um atraente protótipo para o desenvolvimento de inibidores de Bcl-2, visto que esta molécula apresenta atividade citotóxica por meio da inibição da Bcl-XL, proteína supressora da apoptose. Face ao exposto, o objetivo deste trabalho foi sintetizar análogos da queleritrina planejados por simplificação molecular e testar sua atividade citotóxica. A síntese dos compostos foi realizada em duas etapas, com metodologias baseadas em reações de adição nucleofílica com posterior redução. Os análogos foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) 1H e 13C, cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e análise elementar (CHN). A citotoxicidade dos compostos sintetizados e da queleritrina foi avaliada por meio do método de determinação da viabilidade celular por biorredução do sal de tetrazólio (MTT) nas linhagens não-tumorigênicas HUVEC e LL24, e nas linhagens tumorais Jurkat, SK-Mel-28 e A549. Os resultados obtidos no ensaio de citotoxicidade demonstraram que os compostos sintetizados não possuem citotoxicidade significante nas concentrações testadas. Ao avaliar o potencial citostático dos compostos frente à linhagem mutirresistente A549, o composto 2f (3-OH e 4-OH) apresentou atividade antiproliferativa interessante na concentração de 75 µM. Por não apresentar toxicidade em células não tumorais, o composto 2f mostra-se mais seletivo do que seu protótipo. Estudos de modelagem molecular sugerem que a perda da planaridade da queleritrina seja o principal responsável pela diminuição da atividade biológica. Dessa forma, embora os compostos tenham apresentado propriedades biológicas diferentes da esperada, os resultados obtidos podem auxiliar no planejamento de novas moléculas com atividade e seletividade potencialmente superiores à queleritrina, representando assim, potenciais candidatos a fármacos que podem ampliar o arsenal terapêutico para o tratamento de neoplasias. / Cancer is a leading cause of death and was responsible for approximately 8.2 million of deaths in 2012 and 13.2 million of demises are estimated for 2030, which made cancer a public health problem. Chemotherapy is required for cancer treatment, because it decreases the chances of metastasis and regresses tumor growth. However, tumor cell lines which overexpress anti-apoptotic Bcl-2 proteins present resistance to most of anticancer drugs. In this context, the development of molecules with inhibitory activity against these proteins is a promising therapeutic strategy for cancer treatment. Chelerythrine, an alkaloid distributed in several species of Papaveraceae family, has shown considerable antiproliferative activity due to inhibition of Bcl-XL anti-apoptotic protein, which represents an attractive prototype to anticancer drug design. Then, the aim of this study was to synthesize chelerythrine analogues designed by molecular simplification and evaluate their cytotoxic activity. The synthetic strategy was performed into two steps, with methodologies based on nucleophilic addition reaction followed by reduction. The compounds were characterized by 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, high performance liquid chromatography (HPLC) and elemental analysis (CHN). The cytotoxic activity of the analogues were evaluated through MTT assay, a colorimetric assay for assessing cell viability, against human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and lung fibroblasts (LL24) as non-tumorigenic cell lines, and also against tumor cell lines, such as human lymphoblastoid (Jurkat), human melanoma cells (SK-Mel-28) and carcinomic human alveolar basal epithelial cell line (A549). The compounds have not shown significant citotoxicity at the tested concentrations. However, the evaluation of cytostatic activity on multiresistant A549 cell line has demonstrated an antiproliferative potential of compound 2f (3-OH and 4-OH) at 75 µM. Since compound 2f (3-OH and 4-OH) did not show citotoxicity on non-tumorigenic cell lines, it presented higher selectivity than chelerythrine. Molecular modeling results indicate that the lack of planarity of the chelerythrine analogues might be responsible for their lower citotoxicity. Thus, it is expected that the results might help directing the design of new compounds with superior activity and more selective than chelerythrine, thereby representing potential drug candidates, which may enhance the therapeutic arsenal for cancer treatment.