<p>A new approach for object replacement in 3D space is presented. Introducing a technique that replaces the older two dimensional (2D) based facial replacement method performed by compositing artist in motion picture productions and video commercial industry.</p><p>This method uses 4 digital video cameras filming an actor from 360 degrees, the cameras are placed with 90 degrees in between, the video footage acquired is then used to produce a 3D video texture consisting of video segments taken from different angles representing the object from 3D point of view.</p><p>The video texture is then applied to a 3D modelled head matching the geometry of the original object.</p><p>Offering the freedom of showing the object from any point of view from 3D space, which is not possible using the current two dimensional method where the actormust at all time face the camera.</p><p>The method is described in details with images showing every stage of the process.</p><p>Results are presented as still frames taken from the final video footage and as a video file demonstrating them.</p>

The interaction at the surfaces of load bearing implant biomaterials with tissues and physiological fluids is an area of crucial importance to all kinds of medical technologies. To achieve the best clinical outcome and restore the function of the diseased tissue, several surface engineering strategies have been discussed by scientific community throughout the world. In the current work, we are focusing on one such technique based on laser surface engineering to achieve the appropriate surface morphology and surface chemistry. Here by using a pulsed and continuous wave laser direct melting techniques we synthesize three dimensional textured surfaces of calcium phosphate (Ca-P) based surface chemistry on Ti-6Al-4V. The influence of each processing type on the micro texture and phase evolution and thereby its associated effect on wettability, in vitro bioactivity, and in vitro biocompatibility are systematically discussed. For samples processed using the pulsed laser, it was realized that with increasing laser scan speed and laser pulse frequency there was a transition from surface textures with sharp circular grooves to surface textures with radial grooves and thereby improved hydrophilicity. For CW laser processing the results demonstrated improved hydrophilicity for the samples processed at 100 μm line spacing as compared to the samples processed at 200 μm line spacing. Owing to the importance of Si for cartilage and hard tissue repair, a preliminary effort for synthesizing Ca-P-SiO2 composite coating on Ti-6Al-4V surface were also conducted. As a future potential technique we also explored the Laser Interference Patterning (LIP) technique to achieve the textured surfaces and developed understanding on their wetting behavior. In the current work, by adjusting the laser processing parameters we were able to synthesize textured coatings with biocompatible phases. The in vitro bioactivity and in vitro vi biocompatibility of the coatings were proved by the precipitation of an apatite like phase following immersion in simulated body fluid (SBF), and increased proliferation and spreading of the MC3T3-E1 like cells. The results and understanding of the current research is encouraging in terms of looking at other bio-ceramic precursor compositions and laser process parameter window for synthesizing better textured biocompatible coatings.

O mapeamento de texturas é uma técnica bastante importante para adicionar detalhamento a modelos geométricos. O mapeamento de texturas baseadas em imagens costuma ser a abordagem preferida, mas faz uso de imagens pré-computadas que são mais adequadas à representação de padrões estáticos. Por outro lado, texturas procedurais oferecem uma alternativa que depende de funções para descrever os padrões das texturas. Elas garantem mais flexibilidade na definição dos padrões em cenas dinâmicas, tendo ainda uma representação mais compacta e dando um maior controle da aparência da textura através do ajuste de parâmetros. Quando mapeadas por coordenadas 3D, as texturas procedurais não consideram a forma da superfície domodelo, e com coordenadas 2D torna-se necessária a definição dessas coordenadas de forma coerente, que, em modelos complexos ,não é uma tarefa simples. Neste trabalho nós introduzimos o leitor às texturas procedurais e ao mapeamento de texturas, então apresentamos GeoTextures, uma nova abordagem que faz uso de distâncias geodésicas definidas com base em múltiplos pontos de origem sobre a superfície do modelo. As distâncias geodésicas são passadas como parâmetros que permitem que a textura procedural se adeqüe ao relevo do modelo texturizado. Nós validamos a proposta ao usar alguns exemplos de texturas procedurais aplicadas em tempo real na texturização de superfícies complexas, mudando tanto a textura do modelo como a forma, através do uso de tesselagem em hardware. / Texture mapping is an important technique to add detail to geometric models. Imagebased texture mapping is the preferred approach but employs pre-computed images, which are better suited for static patterns. On the other hand, procedural-based texture mapping offers an alternative that rely on functions to describe texturing patterns. This allows more flexibility to define patterns in dynamic scenes, while also having a more compact representation and more control for parametric adjustments on the texture visual appearance. When mapped with 3D coordinates, the procedural textures do not consider the model surface, and with 2D mapping the coordinates must be defined in a coherent way, which for complex models is not an easy task. In this work we give a introduction to procedural texturing and texture mapping, and introduce GeoTextures, an original approach that uses geodesic distance defined from multiple sources at different locations over the surface of the model. The geodesic distance is passed as a parameter that allows the shape of the model to be considered in the definition of the procedural texture. We validate the proposal using procedural textures that are applied in real-time to complex surfaces, and show examples that change both the shading of the models, as well as their shape using hardware-based tessellation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work analyzed the tribological behavior of surface modifications often used in cold rolling mill rolls. Different surface modifications were carried out on samples produced from a fragment of the rolling mill roll: i) texturing; ii) chromium plating; iii) texturing with subsequent hard chrome plating; iv) and hard chrome plating with subsequent texturing. The roll samples were subsequently heat treated and ground on both faces resulting in dimensions of approximately 30 x 30 mm. The wear tests were performed using a reciprocating movement of a ball over flat configuration under a load of 9.8 N. The results showed that surface texturing increased the topographic parameters whereas hard chrome coating decreased them. It was observed that there was no significant change in the coefficient of friction as a function of surface modification. Surface texturing increased the wear of the counter body, while the hard chromium coating reduced it. The addition of the hard chromium coating promoted the formation of a tribolayer on the counter body consisting of chromium and oxygen. On the other hand, for the samples without hard chrome coating the tribolayer consisted of iron and oxygen. As a consequence of the low applied load and the short duration of the tests it became impossible to quantify the wear on the bodies using various techniques. Additionally seven different materials used in replicates. Were investigated using quantitative and qualitative analysis via laser interferometry and scanning electron microscopy. Amongst materials tested, the material Facsimile presented best capacity of replication. / O presente trabalho analisou o comportamento tribológico de modificações, geralmente utilizado em cilindros para laminação a frio. Iniciou&#8208;se o processo com a produção das amostras a partir de um fragmento de cilindro de laminação que foi cortado, originando amostras de aproximadamente 30 x 30 mm, em que se fez tratamento térmico, retificação de ambas as faces e modificações superficiais de cromagem, texturização, cromagem com posterior texturização e texturização com posterior cromagem. Os testes de desgaste foram realizados em modo alternado de deslizamento, com configuração de esfera sobre um plano utilizando&#8208;se carga de 9,8 N. Os resultados permitiram concluir que a texturização elevou os parâmetros topográficos, enquanto o revestimento de cromo duro diminuiu os mesmos. Observou&#8208;se que não houve alteração significativa do coeficiente de atrito em função das modificações superficiais e que a texturização promoveu um aumento significativo no desgaste do contracorpo, enquanto o revestimento de cromo duro promoveu uma redução do mesmo. A adição do revestimento de cromo duro promoveu a formação de uma tribocamada no contracorpo constituída de cromo e oxigênio, em contrapartida, em corpos sem o recobrimento de cromo duro ocorreu a formação de uma tribocamada constituída de ferro e oxigênio nas amostras. Em função da combinação da baixa carga aplicada e do curto intervalo de tempo, tornou&#8208;se impossível a quantificação do desgaste nos corpos pelas diferentes técnicas empregadas. Adicionalmente, estudaram&#8208;se sete diferentes materiais utilizados em réplicas, sendo executadas análises quantitativas e qualitativas via interferometria a laser e microscopia eletrônica de varredura. Dos materiais analisados, o material Facsimile apresentou melhores qualidades de replicação. / Mestre em Engenharia Mecânica

O mapeamento de texturas é uma técnica bastante importante para adicionar detalhamento a modelos geométricos. O mapeamento de texturas baseadas em imagens costuma ser a abordagem preferida, mas faz uso de imagens pré-computadas que são mais adequadas à representação de padrões estáticos. Por outro lado, texturas procedurais oferecem uma alternativa que depende de funções para descrever os padrões das texturas. Elas garantem mais flexibilidade na definição dos padrões em cenas dinâmicas, tendo ainda uma representação mais compacta e dando um maior controle da aparência da textura através do ajuste de parâmetros. Quando mapeadas por coordenadas 3D, as texturas procedurais não consideram a forma da superfície domodelo, e com coordenadas 2D torna-se necessária a definição dessas coordenadas de forma coerente, que, em modelos complexos ,não é uma tarefa simples. Neste trabalho nós introduzimos o leitor às texturas procedurais e ao mapeamento de texturas, então apresentamos GeoTextures, uma nova abordagem que faz uso de distâncias geodésicas definidas com base em múltiplos pontos de origem sobre a superfície do modelo. As distâncias geodésicas são passadas como parâmetros que permitem que a textura procedural se adeqüe ao relevo do modelo texturizado. Nós validamos a proposta ao usar alguns exemplos de texturas procedurais aplicadas em tempo real na texturização de superfícies complexas, mudando tanto a textura do modelo como a forma, através do uso de tesselagem em hardware. / Texture mapping is an important technique to add detail to geometric models. Imagebased texture mapping is the preferred approach but employs pre-computed images, which are better suited for static patterns. On the other hand, procedural-based texture mapping offers an alternative that rely on functions to describe texturing patterns. This allows more flexibility to define patterns in dynamic scenes, while also having a more compact representation and more control for parametric adjustments on the texture visual appearance. When mapped with 3D coordinates, the procedural textures do not consider the model surface, and with 2D mapping the coordinates must be defined in a coherent way, which for complex models is not an easy task. In this work we give a introduction to procedural texturing and texture mapping, and introduce GeoTextures, an original approach that uses geodesic distance defined from multiple sources at different locations over the surface of the model. The geodesic distance is passed as a parameter that allows the shape of the model to be considered in the definition of the procedural texture. We validate the proposal using procedural textures that are applied in real-time to complex surfaces, and show examples that change both the shading of the models, as well as their shape using hardware-based tessellation.

A new approach for object replacement in 3D space is presented. Introducing a technique that replaces the older two dimensional (2D) based facial replacement method performed by compositing artist in motion picture productions and video commercial industry. This method uses 4 digital video cameras filming an actor from 360 degrees, the cameras are placed with 90 degrees in between, the video footage acquired is then used to produce a 3D video texture consisting of video segments taken from different angles representing the object from 3D point of view. The video texture is then applied to a 3D modelled head matching the geometry of the original object. Offering the freedom of showing the object from any point of view from 3D space, which is not possible using the current two dimensional method where the actormust at all time face the camera. The method is described in details with images showing every stage of the process. Results are presented as still frames taken from the final video footage and as a video file demonstrating them.

Superfícies anisotrópicas lisas e rugosas foram usadas para avaliar o efeito da rugosidade e da direção de acabamento na formação de MoS2 a partir de MoDTC em ensaios tribologicos lubrificados com óleos de motor completamente formulados. Igualmente foi avaliada a resposta de atrito de lubrificantes de motor usados em carros de passageiros e em testes de dinamômetro abastecidos com etanol (E100) e gasolina (E22). Encontrou-se que tanto a direção de acabamento quanto a rugosidade foram fundamentais na reação MoDTC - MoS2. A direção de acabamento influenciou na medida que carregamentos tangenciais geram respostas diferentes nos ensaios quando são realizados paralelos e perpendiculares às linhas de acabamento, dado que para os últimos apresenta-se maior deformação plástica das asperezas, o qual favorece a obtenção de superfícies livres de óxidos, que tem sido indicada como uma condição necessário para que aconteça a reação MoDTC - MoS2. Por esta razão os valores de coeficiente de atrito próprios da formação de MoS2 foram obtidos somente nas superfícies rugosas ensaiadas perpendiculares às marcas de acabamento. Para superfícies com valores de índice de plasticidade superiores a 1 e nos quais não são formados filmes com boas capacidades redutoras de atrito, como é o caso de ensaios realizados com óleos base (livres de aditivos), o coeficiente de atrito não depende da rugosidade e da direção de acabamento. Nos ensaios lubrificados com óleos usado, encontraram-se valores de coeficiente de atrito similares aos obtidos nas condições de lubrificação com óleo livres de aditivos, devido provavelmente à redução do MoDTC no lubrificante como tem sido identificado por diferentes autores. Quando foram comparados os óleos usados contaminados com etanol com os óleos usados contaminados com gasolina, encontrou-se maior oxidação nestes últimos. Mesmo que estas diferenças de oxidação dos óleos não significaram diferenças em termos de atrito, estas podem ser importantes na medida em que óleos mais oxidados podem favorecer o desgaste oxidativo. / Smooth and rough anisotropic surfaces were used to evaluate the influence of surface roughnesss and lay direction on the in-situ formation of MoS2 from MoDTC in tribological tests. Also, this work evaluated the friction response of engine lubricants which were used in passenger cars and dynamometer tests fueled both with ethanol (E100) and gasoline (E22). It was found that both the lay direction as the surface roughness were critical for the MoDTC -MoS2 reaction. The lay direction influence due to tangential loads generate different responses when tests were conducted along and across the lay, since the latter showed higher asperities plastic deformation , which favors free oxides surfaces, which has been indicated as a condition for the sequence by MoDTC formed MoS2. For this reason the friction coefficient values related to MoS2 were obtained only for tests conducted on rough surfaces and across the lay. For surfaces with plasticity index values greater than 1 and which are not formed films with good friction-reducing capabilities, such as the tests lubricated with base oil (free aditives), the friction coefficient does not depends on the surface roughness and lay direction. For the tests conducted with used engine oils, the friction coefficient values were similar to those obtained on tests lubricated with free additives oils, this could be related by MoDTC depletion in the lubricants as have been identified by different authors. Comparing the used oils contaminated with ethanol with the used oils contaminated with gasoline, higher oxidation was founded in the latter. Even if these differences in oil oxidation not meant differences friction, these may be important as more oxidesed oils can promote oxidative wear.

O mapeamento de texturas é uma técnica bastante importante para adicionar detalhamento a modelos geométricos. O mapeamento de texturas baseadas em imagens costuma ser a abordagem preferida, mas faz uso de imagens pré-computadas que são mais adequadas à representação de padrões estáticos. Por outro lado, texturas procedurais oferecem uma alternativa que depende de funções para descrever os padrões das texturas. Elas garantem mais flexibilidade na definição dos padrões em cenas dinâmicas, tendo ainda uma representação mais compacta e dando um maior controle da aparência da textura através do ajuste de parâmetros. Quando mapeadas por coordenadas 3D, as texturas procedurais não consideram a forma da superfície domodelo, e com coordenadas 2D torna-se necessária a definição dessas coordenadas de forma coerente, que, em modelos complexos ,não é uma tarefa simples. Neste trabalho nós introduzimos o leitor às texturas procedurais e ao mapeamento de texturas, então apresentamos GeoTextures, uma nova abordagem que faz uso de distâncias geodésicas definidas com base em múltiplos pontos de origem sobre a superfície do modelo. As distâncias geodésicas são passadas como parâmetros que permitem que a textura procedural se adeqüe ao relevo do modelo texturizado. Nós validamos a proposta ao usar alguns exemplos de texturas procedurais aplicadas em tempo real na texturização de superfícies complexas, mudando tanto a textura do modelo como a forma, através do uso de tesselagem em hardware. / Texture mapping is an important technique to add detail to geometric models. Imagebased texture mapping is the preferred approach but employs pre-computed images, which are better suited for static patterns. On the other hand, procedural-based texture mapping offers an alternative that rely on functions to describe texturing patterns. This allows more flexibility to define patterns in dynamic scenes, while also having a more compact representation and more control for parametric adjustments on the texture visual appearance. When mapped with 3D coordinates, the procedural textures do not consider the model surface, and with 2D mapping the coordinates must be defined in a coherent way, which for complex models is not an easy task. In this work we give a introduction to procedural texturing and texture mapping, and introduce GeoTextures, an original approach that uses geodesic distance defined from multiple sources at different locations over the surface of the model. The geodesic distance is passed as a parameter that allows the shape of the model to be considered in the definition of the procedural texture. We validate the proposal using procedural textures that are applied in real-time to complex surfaces, and show examples that change both the shading of the models, as well as their shape using hardware-based tessellation.

A aplicação de materiais cerâmicos na indústria têxtil, em especial nos processos de produção e modificação de fios é amplamente difundida no mundo. O fator chave para definição da necessidade do uso de um material cerâmico é a abrasividade dos fios associada à velocidade de processamento desse material. Nesse estudo foi focado o processo de texturização por falsa torção, e foi proposto analisar e compreender o impacto da variação de rugosidade de discos de cerâmica (que já tenham sofrido desgaste durante o processamento), sobre as características físicas de um fio de poliamida. Para isso efetuou-se a seleção de discos de cerâmica com diferentes faixas de rugosidade, fixou-se todas demais variáveis da máquina de texturização, e foram produzidos fios em cada uma das faixas. Depois de produzidos, os fios foram submetidos a testes físicos laboratoriais, e os resultados analisados pelo método ANOVA. Foi observado que a variação na rugosidade dos discos afetou principalmente as características de volume do fio (EKB%), não afetando significativamente o alongamento e tenacidade. / Use of ceramic materials in the textile industry, particularly in production and converting processes of yarns is widespread in the world. The key factor which defining the use of a ceramic material is the abrasiveness of the yarns associated by processing speed of the material. This study focused the false twist texturing, and has been proposed to analyze and understand the impact of variation in roughness of ceramic discs (which have already undergone wear during processing) on the physical characteristics of a polyamide yarn. So, the ceramic discs have been selected with different ranges of surface roughness, settled all other variables of the texturing machine, and each yarn were produced in each of the ranges. Once produced, the yarns were subjected to physical testing laboratory, and the results were analyzed by ANOVA. This study indicated that the variation in roughness of the disks mainly affected the characteristics of the yarn crimp (EKB%) not significantly affecting the elongation and tenacity.

Au cours des dernières années, l'élaboration de surfaces fonctionnelles par voie chimique et/ou topographique a connu un intérêt croissant. Des avancées significatives ont été réalisées pour l'optimisation des propriétés de surface, notamment tribologiques, via l'introduction de traitement visant à structurer à l'échelle nano- et micrométrique la surface de certains composants mécaniques. Différentes approches, chimiques, mécaniques ou énergétiques, peuvent être employées pour l'amélioration ou la maîtrise du frottement et de l'usure, néanmoins le traitement de surface par laser femtoseconde se distingue comme un des meilleurs procédés d'ablation, capable dans certaines conditions de générer des morphologies de surface auto-organisées périodiques, parfois multi-échelles, et appelées ripples. Cette technique appelée Laser Surface Texturing (LST), désormais couramment utilisée en tribologie et applicable à une grande variété de matériaux, présente de nombreux avantages parmi lesquels peuvent être mentionnés les vitesses de texturation atteintes ainsi que la qualité des structures de surface obtenues. De nombreux domaines ont actuellement recours à la texturation de surface par laser comme voie d'amélioration des propriétés tribologiques, comme l'automobile, et d'autres dont la filière du biomédical incarnent progressivement un nouveau champ d'expérimentations. Récemment, une nouvelle génération de prothèses tout en polymère poly(éther éther cétone) (PEEK) a vu le jour, suscitant un intérêt pour des études tribologiques. Ainsi, la texturation de surface par laser femtoseconde du PEEK comme matériau biomédical, en vue d'améliorer ses performances tribologiques, constitue le contexte général de ce travail de thèse. Cette étude traite d'une part, à l'échelle d’un impact laser, du phénomène d'interaction laser-PEEK en mode ultrabref et d'autre part, à l'échelle d’un contact mécanique, de l'optimisation d'une texturation de surface pour la maîtrise du frottement et la réduction de l'usure d'un couple PEEK/PEEK. / Over the past few years, the development of functional surfaces by chemical and/or topographical ways has shown an increasing interest. Significant advances have been made to optimize surface properties, including tribological properties, through the introduction of processes for the surface texturing at micro and nano scales. Chemical, mechanical and energetic approaches can be used to improve or control the friction and the wear of materials. The femtosecond laser stands out as one of the best methods for ablation, being able, under certain conditions, to generate periodic self-organized surface morphologies (sometimes multiscales) and called ripples. This technique known as laser surface texturing (LST), nowadays commonly used in tribology and applicable to a wide variety of materials, has many advantages including the texturing speeds and the quality of surface structures obtained. Currently, many fields such as the automobile industry and the biomedical sector use the laser surface texturing as a means of improving the tribological properties. Recently, a new generation of poly(ether ether ketone) (PEEK) polymer prostheses has emerged, arousing interest for tribological studies. The surface texturing of PEEK, as a biomedical material, by femtosecond laser, in order to improve its tribological performance, provides the general context of this thesis. This thesis first deals with the laser-PEEK interaction at the scale of a laser impact and then it focuses on the optimization of the surface texturing in order to control friction and reduce wear of a PEEK/PEEK tribosystem.