Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-07T12:13:24Z No. of bitstreams: 1 2013_DianaCarolinaMontillaPerafán.pdf: 2605750 bytes, checksum: 19313fd639d088bcd282f51f34f5233d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-08T15:12:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DianaCarolinaMontillaPerafán.pdf: 2605750 bytes, checksum: 19313fd639d088bcd282f51f34f5233d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-08T15:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DianaCarolinaMontillaPerafán.pdf: 2605750 bytes, checksum: 19313fd639d088bcd282f51f34f5233d (MD5) / Uma das aplicações de sistemas de visão robótica em intensa pesquisa atualmente é a reconstrução 3D de objetos a partir de nuvens de pontos para realizar o reconhecimento e localização desses objetos. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um método para reconstruir objetos sólidos representados por nuvem de pontos utilizando um modelo paramétrico de superquádricas com o fim de usar em sistemas de visão robótica. A metodologia implementada consiste em obter 5 superelipsoides geradas artificialmente mais 4 objetos reais com nuvem de pontos extraída usando uma câmera comercial com sensor de profundidade - o Kinect®. A partir da nuvem de pontos de objetos simétricos que possam ter descrição matemática por superquádricas foram utilizados algoritmos especialmente desenvolvidos para a identificação dos onze parâmetros que descrevem tamanho, posição, rotação e forma que caracterizem o objeto-alvo. Por ultimo, a tarefa de minimizar a função implícita da superquádrica com o algoritmo iterativo de Levenberg-Marquardt até chegar aos verdadeiros parâmetros e construir o modelo tridimensional do objeto-alvo. A análise dos resultados se fez de duas formas. Primeiramente, foi feita a avaliação de cada etapa do algoritmo através da comparação dos resultados obtidos com os resultados esperados. Neste caso, o resultados demonstraram um erro padrão assintótico de 1% para cada parâmetro, o que favorece a validação da metodologia. Em seguida, foram usadas nuvens de pontos de objetos reais, cuja análise experimental demonstrou resultados do vetor de parâmetros característicos do objeto com valor de erro padrão assintótico para cada parâmetro também menor do que 1% . Os resultados também puderam ser avaliados graficamente, mostrando a aproximação dos pontos estimados com os pontos das imagens reais durante as iterações. Os resultados desta pesquisa demonstraram não só a eficácia do método com nuvens de pontos simuladas, mas também sua adequação à nuvem de pontos de objetos reais, onde se incluem ruído, erros de calibração do sistema de aquisição e descrição do objeto. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / One of the applications of robotic vision systems intensively researched today is the 3D reconstruction of objects from point clouds to achieve the recognition and location of these objects. This work aims at developing a method to reconstruct solid objects represented by point clouds using a parametric model of superquadrics in order to use in robot vision systems. The implemented methodology makes use of 5 synthetic superelipsoids and 4 real objects with point clouds extracted by using a commercial camera with a depth sensor – The Microsoft Kinect®. With point clouds of symmetrical objects that may have mathematical description for superquadrics, algorithms were developed to identify the eleven parameters that describe size, position, rotation and shape that characterize the target object. Finally, the task of minimizing the implicit function of the superquadric by using the iterative algorithm of Levenberg-Marquardt to get the true parameters and to construct the 3D model of the target object. The analysis was carried out in two ways. First, each step of the algorithm was assessed by comparing the results with the expected results. In this case, the results showed an average error of 1% for each parameter, which promotes the validation methodology. Then, point clouds were used from real objects, whose experimental analysis demonstrated results for the characteristic parameter vector with mean square errors for each parameter also less than 1%. The results also could be evaluated graphically, showing the approach of the estimated points to the points of the actual images during the iterations. These results demonstrate not only the effectiveness of the method with simulated point clouds, but also its suitability for point clouds of real objects, which include noise, calibration errors of the acquisition system and object description.

Ingeniero Civil Mecánico / La tecnología de impresión 3D en los últimos años ha tomado un notable impulso, abarcando un amplio espectro de rubros. En particular, esta memoria se concentra en la aplicación de esta tecnología en el área de la construcción, específicamente en la impresión 3D por extrusión de hormigón. Debido a la complejidad inherente en la tecnología, esta memoria se adscribe a la iniciativa Beauchef Proyecta de financiar proyectos multidisciplinarios innovadores y desafiantes. Particularmente este proyecto comprende la inclusión de alumnos de Ingeniería Civil y Computación. Este proyecto comprende el diseño y construcción de un prototipo de impresora 3D de hormigón, con el fin de realizar las probetas requeridas para el estudio y ensayos de concretos aptos para la impresión 3D. Se decidió realizar un prototipo para preparación de probetas, debido a que el estudio de las propiedades de los concretos aptos para impresión 3D a mayor escala se encuentra aún en desarrollo. La impresora 3D diseñada, bautizada Hefesto 3D, corresponde a un modelo cuyo desplazamiento es del tipo cartesiano, el cual posee un extrusor para concreto en su cabezal principal, que está compuesto por un tornillo de Arquímedes. Esta configuración fue seleccionada por su facilidad de construcción y robustez requerida para la deposición del concreto. La impresora tiene un volumen útil de 800x800x600mm con el cual se pueden preparar distintas figuras de probetas para el estudio de concreto idóneos para impresión 3D. Como prototipo se logró un diseño que cumple con el requerimiento funcional planteado inicialmente, se realizaron algunas dos pruebas de impresión 3D de concreto. Estas pruebas determinaron que la funcionalidad de la impresora se logra, sin embargo se encontraron varios resultados para la optimización y mejoras de la impresora 3D, discutidos en este reporte. Se realizan pruebas de funcionamiento con una sola fórmula de concreto. Finalmente, cabe señalar que esta impresora es sólo un punto de partida para una serie de proyectos de investigación tanto en la disciplina civil, mecánica y computación. Desde el área civil, se pueden investigar una serie de parámetros del concreto. En la disciplina mecánica, investigar mejoras de diseño, componentes, materiales y creación de nuevos equipos de apoyo a la impresora 3D, como el bombeo del material.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-22. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:29Z : No. of bitstreams: 1 000830064.pdf: 746032 bytes, checksum: 77bfdd44b9266c397f03a86531f4d82d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desse estudo foi colaborar com o conhecimento atual sobre a estabilidade da multisegmentação maxilar que é controverso na literatura. Foram estudados aspectos relacionados à estabilidade esquelética, verificando-se possíveis relações da instabilidade com a amplitude dos movimentos cirúrgicos realizados, direção dos movimentos cirúrgicos realizados, tempo de acompanhamento e idade. TCFC digitalizadas antes e após cirurgia ortognática com osteotomia maxilar em forma de Y em 3 segmentos de 30 indivíduos em três momentos distintos foram analisadas (T1-pré-cirurgia; T2-pós-cirurgia imediata e T3- mínimo de 11 meses de acompanhamento). Os volumes tomográficos pré e póscirúrgicos foram superpostos, utilizando a base do crânio como referência para todos pacientes. Após a segmentação da maxila foi realizada a quantificação dos deslocamentos entre os modelos nos diferentes momentos por ICP (iterative closest point). Os valores médios dos deslocamentos e seus respectivos intervalos de confiança foram determinados por reamostragem não paramétrica; Man-Whitney para comparações duplas e Kruskal-Wallis para comparações múltiplas. Para as medidas de correlação, o coeficiente de correlação de Spearman foi calculado. Quanto maior a amplitude do deslocamento maior a instabilidade; a correlação da instabilidade com idade e tempo de acompanhamento foram muito pequenas...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / The present study was undertaken to collaborate with up to date knowledge about the stability of maxillary multisegmentation that presents itself quite controversially in literature. Aspects related to skeletal stability were studied verifying the possible involvement of instability with the extent and direction of surgical movements performed and age. CBCT scanned before and after orthognathic surgery with maxillary osteotomy Y-shaped in 3 segments of 30 subjects at three different times were analyzed ( T1 - pre-surgery, T2 - immediate post operative and T3 - at least 11 months follow up) . Pre and postoperative CT volumes were superimposed using the base of the skull as a reference for all patients. After segmenting the maxilla, quantification of displacements between models at different moments was performed. The mean values of the desplacements and their respective confidence intervals were determined by nonparametric resampling; Man-Witney for double comparisons and Kruskal-Wallis for multiple comparisons. To measure the correlation, Spearman coefficient was calculated. As the displacement increase the instability increase; the correlation of instability with age and follow-up were very small.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-21T19:10:40Z No. of bitstreams: 1 2017_DaniloAmaralRibeiro.pdf: 7488946 bytes, checksum: 08f8dcf4395334645d8a78d67d6eace9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-23T12:23:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DaniloAmaralRibeiro.pdf: 7488946 bytes, checksum: 08f8dcf4395334645d8a78d67d6eace9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T12:23:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DaniloAmaralRibeiro.pdf: 7488946 bytes, checksum: 08f8dcf4395334645d8a78d67d6eace9 (MD5) Previous issue date: 2018-05-23 / Vídeo de ponto de vista livre (FVV - do inglês Free Viewpoint Video) permite diferentes opções de pontos de vista de uma mesma cena tri-dimensional (3D). Esse tipo de sistema normalmente possui um custo elevado devido aos equipamentos que devem ser utilizados para captura dos vários pontos de vista. Além disso, para realmente obter um sistema de FVV é necessário sintetizar vistas virtuais baseadas em imagens de referência fornecidas pelo sistema. Essa síntese corresponde a um ponto de vista que não é fornecido, mas que pode ser criado através de relações dos pixels originais. Um exemplo prático consiste em um observador que assiste a cena 3D e as imagens são sintetizadas com base na posição da cabeça do observador, que pode ocorrer em várias direções. Artigos da área retratam principalmente movimentos horizontais em relação a cena sendo que poucos levam em consideração movimentos de aproximação e distanciamento. Independente do deslocamento realizado a vista sintetizada apresenta buracos de pixels sintetizados que não possuem referência na imagem original, isso gera os erros de desoclusão e buracos de expansão. Este trabalho é um dos poucos na literatura que visa implementar esse processo de síntese de vista, preenchendo os buracos de expansão gerados com técnicas de inpainting. Para isso foi utilizando a técnica de representação esparsa com o treinamento de dicionários com regras nãoparamétricas bayesianas. Para avaliar os resultados alcançados foram utilizados métricas objetivas de comparação de imagem. Os resultados indicam um ganho de até 6.19 dB comparado com método de inpainting usado no software referência VSRS+. / Free Viewpoint Video (FVV) allows various observational points of the same threedimensional (3D) scene. A FVV system is usually very expensive due to the equipment that must be used to capture the different view-points. Moreover, in order to achieve real FVV it is required to synthesize a virtual view based on the the acquire images. This synthesis corresponds to a view-point that is not provided, but can be created by spatial relations of the original pixels. A practical example would be that of an observer watching a 3D scene, where the synthesized images are based on the position of the viewer's head, which can occur from several angles. Several articles of the area mainly portray horizontal movements in relation to the acquired signals, only a few consider movements of approximation and distance. Regardless of the displacement performed, the synthesized view has holes, which are synthesized pixels that do not have reference in the original image, this generates the disocclusion errors and expansion holes. This work is one of the few in the literature that aims to implement the synthesis process by filling the expansion holes generated with inpainting techniques. Specifically, we will be using sparse representation with the training of dictionaries with Bayesian nonparametric rules to perform the inpainting process. In order to evaluate the achieved results objective metrics, such as PSNR, were used. Our results yield a gain of up to 6.19 dB compared to the inpainting method used in the reference software VSRS+

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-07-31Bitstream added on 2014-06-13T20:28:47Z : No. of bitstreams: 1 ros_ga_me_prud.pdf: 2774435 bytes, checksum: 01fc7a1a81db789b581d633e7cc0393c (MD5) / O projeto tem por finalidade integrar técnicas de Computação Gráfica com as de Fotogrametria para obter como resultado final a visualização 3D de uma imagem digital. A partir do DTM regular definido por pontos que se conectam formando uma malha triangular, a tonalização é aplicada triângulo-a-triângulo utilizando um modelo de iluminação, juntamente com o método de tonalização. Para tanto, é necessária a transformação das coordenadas do DTM para as coordenadas fotogramétricas, através da equação de colinearidade, e dessas para as correspondentes coordenadas digitais. Como estas coordenadas não coincidem com as coordenadas de pixel é necessário a aplicação de um método de reamostragem para obter os tons de cinza dos pontos transformados. Esses tons de cinza são usados pelo modelo de iluminação para calcular as intensidades de iluminação nos vértices do MDT, que por sua vez são utilizados pelo modelo de tonalização para tonalizar o MDT. Finalmente, um modelo de projeção é utilizado para obter a sensação 3D no plano 2D. Os resultados obtidos foram satisfatórios, apresentando similaridade entre os métodos de tonalização e a representação da superfície. / The main purpose of this research is to integrate techniques of both Computer Graphic and Photogrammetry, in order to obtain as a final result the 3D visualization of a digital image. Starting from regular DTM defined by points connected in such a way that they can form a triangular mesh, the shading is applied triangle-to-triangle using an illumination model, together with the shading method. First it is necessary to transform the DTM coordinates through photogrammetric coordinates or collinearity equation, and then the results to digital coordinates. As these last coordinates do not coincide with pixel coordinates, a resampling technique is needed to get gray levels of computed coordinates. The interpolated gray levels are the basic input of the illumination model, which in turn supplies illumination intensities for the shading method, allowing the DTM to be shaded. Finally, a projection model is used to obtain 3D sensation onto 2D plane. The obtained result was satisfactory, showing similarity between the methods of shading and surface rendering.

Made available in DSpace on 2013-11-27T18:52:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000452598-Texto+Completo-0.pdf: 3459576 bytes, checksum: dca208c27ca12a09b5737ac83835a6e6 (MD5) Previous issue date: 2013 / In recent decades, studies with astronauts and animals have shown that during and after space flights, the function of many organs and systems has undergone physiological changes, including changes in the liquid head, loss of fluids and electrolytes, muscle loss, and reduced immune response. There are also some experiments showing that the gravity can influence the formation of the crystal structure of substances and the virulence of the microorganisms. The experiments in space flights have high cost and limited access. In this context, it became necessary to develop a tool to be able to study some changes that can occur in microorganisms and crystals in microgravity simulation on earth, such as a three-dimensional clinostat. The present dissertation aims to develop a three-dimensional clinostat with three axes of rotation clockwise adjusting the speed of rotation with the possibility to change the supports for application in different types of samples which was modeled and simulated using the software PRO Engineer, allowing calculating the microgravity and centrifugation for each bracket. In comparison to the three previous projects built in the Microgravity Center (FENG / PUCRS), the innovations of this device are an additional axis of revolution, the diversification of the sample support and microgravity factor calculation for each type of sample. The development in the simulation software provided an improvement of the project, adjusts of the previous prototype, cost reduction in construction and adjustments necessary to obtain the expected characteristics. The results showed that the clinostat speed must be below at 8 rpm to ensure that the samples microgravity factor is less than 1,0. 10-3, in the case of samples with a density approximately equal to that of water. The centrifugal forces calculated in the samples were minimal, according to requirements for microgravity simulation. The calculations contained in this dissertation will be the key to future research, where it will be possible to specify and analyze the effects of microgravity and centrifugation of each sample type. The results of simulation displacement and stress of the critical structures of clinostat demonstrated that project has the resistance needed for its operation. The project developed has enabled the construction of the prototype structural of three-dimensional clinostat, given the characteristics of the structure desire, mobility, strength and flexibility of samples. / Nas últimas décadas, estudos realizados com astronautas e animais têm demostrado que, durante ou após os voos espaciais, a função de muitos órgãos e sistemas sofrem alterações fisiológicas, incluindo mudanças no líquido cefálico, perda de fluidos e de eletrólitos, perda de massa muscular e redução da resposta imune. Há também experimentos que demonstraram que o campo gravitacional influencia a formação da estrutura cristalina de substâncias, assim como a virulência de microrganismos. Os experimentos em voos espaciais são de alto custo e de acesso limitado. Neste contexto, surgiu à necessidade de desenvolver um instrumento para viabilizar, em terra, estudos das alterações que ocorrem em microrganismos e cristais em microgravidade simulada, como um clinostato tridimensional. A presente dissertação tem como objetivos o desenvolvimento do projeto de um clinostato 3D com três eixos de rotação de sentido horário e ajuste da velocidade de rotação através da modelagem, simulação no software PRO Engineer, que permite a troca de suportes para aplicação em diferentes tipos de amostras e ajuste, permitindo o cálculo de microgravidade e centrifugação para cada suporte. Em comparação aos três projetos anteriores do Centro de Microgravidade (FENG/PUCRS), as principais inovações são a possibilidade de revolução em mais um eixo, a diversificação dos suportes de amostras e o fator de microgravidade associado a cada tipo de amostra.O desenvolvimento no software de simulação proporcionou uma melhoria do projeto, adaptação do protótipo, a redução de custos anteriormente à construção e ajustes necessários para obter as características esperadas. Obteve-se resultados adequados para a utilização do clinostato com velocidade inferior a 8 rpm nas amostras para garantir a condição de microgravidade de fator inferior a 1,0. 10-3, no caso de amostras com massa específica aproximadamente igual a da água. As forças centrífugas calculadas nas amostras foram mínimas, atendendo aos requisitos para a simulação de microgravidade. Os cálculos contidos neste trabalho serão fundamentais para pesquisas futuras, sendo possível especificar e analisar os efeitos da microgravidade e centrifugação sobre cada amostra. A simulação de deslocamento e estresse das estruturas críticas do clinostato demonstrou resultados que garantem a resistência necessária para o seu funcionamento. O projeto desenvolvido nesta dissertação já possibilitou a construção estrutural do protótipo do clinostato tridimensional, o qual atende as características desejas da estrutura, mobilidade, resistência e flexibilidade de amostras.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-04-12T14:02:16Z No. of bitstreams: 1 2012_JoseAlejandroBonillaNaranjo.pdf: 2703496 bytes, checksum: 6a74687137ee451b79f64e3929ad36d6 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-07T11:51:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_JoseAlejandroBonillaNaranjo.pdf: 2703496 bytes, checksum: 6a74687137ee451b79f64e3929ad36d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-07T11:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_JoseAlejandroBonillaNaranjo.pdf: 2703496 bytes, checksum: 6a74687137ee451b79f64e3929ad36d6 (MD5) / Este trabalho tem o foco na utilização de técnicas de visão computacional para o desenvolvimento de algoritmos de registro, alinhamento e modelamento de objetos em 3-D. O registro de imagens é realizado utilizando duas metodologias no algoritmo ICP (Iterative Closest Point). Na sua etapa de Busca de correspondências a primeira metodologia, chamada força bruta , encontra os pontos correspondentes com base nas distâncias entre os pontos da nuvem de pontos base com relação à nuvem de pontos modelo, e a segunda, chamada kd tree , acelera a busca do ponto mais próximo entre duas nuvens de pontos. Além disso, é construído um algoritmo que utiliza múltiplas imagens de profundidade para realizar o modelamento 3-D de um objeto utilizando o algoritmo ICP. Este algoritmo requer conhecimento do sistema estudado para realizar o alinhamento prévio das nuvens de pontos e, osteriormente, efetuar o registro de cada uma das nuvens de pontos do mesmo objeto em diferentes posições para reconstrui-lo digitalmente. A convergência do algoritmo ICP é determinada utilizando o Erro Quadrático Médio (Root Mean Square - RMS), é um parâmetro que serve como critério de parada e medição da convergência no registro em cada iteração. O principal aporte desta pesquisa foi oferecer um uso diferente do algoritmo ICP para o modelamento de objetos. Não obstante seja preciso reconhecer que o método desenvolvido neste trabalho é um pouco primitivo no sentido de que ainda depende em muitas etapas da intervenção humana. É o ponto de partida para diversas pesquisas futuras no campo do modelamento de objetos, que atualmente, é considerado a obra-prima da reconstrução de modelos, já que oferece o nível mais alto de desenvolvimento na invenção de técnicas e algoritmos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work focuses on the use of computer vision techniques to develop registration algorithms, alignment and 3D object modeling. The image registration process is performed using two methodologies for the ICP algorithm (Iterative Closest Point) during its "Matching" stage. The first methodology, called "brute force", finds the corresponding points based on the distances between the points from the base" point cloud and the "Model" point cloud, the second one, called "KD Tree", accelerates the search of the nearest point between two point clouds. Furthermore, another algorithm is built to perform the object modeling task, which requires knowledge of the system to perform a preliminary alignment of the point clouds to proceed to the registration of a pair of multiple point clouds of the same object from different positions and to digitally reconstruct it. Furthermore, an algorithm is built which uses multiple depth images to perform the 3D modeling of an object using the ICP algorithm. This algorithm requires knowledge of the studied system to perform a previous alignment of the point clouds and, subsequently, perform the registration of each of the point clouds of the same object in different positions to digitally reconstruct it. The convergence of the algorithm ICP is determined using the Root Mean Square, although not an enough condition to ensure the convergence of the algorithm, this is a parameter that serves as a stop criterion and convergence measurement at each iteration record. The main contribution of this research is to offer a different use for the ICP algorithm for object modeling. Nevertheless, it must be recognized that the method developed in this work is primitive in the sense that it still depends on many stages of human intervention. Thus this is the starting point for future research in the field of object modeling, currently considered the "masterpiece" of model reconstruction, given that it offers the highest level of development in the invention of techniques and algorithms.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-12-10T14:44:16Z No. of bitstreams: 1 2013_AnaGabrielladeOliveiraSardinha.pdf: 24003415 bytes, checksum: 39edef836e484ef3d38fe4ceeb28c8a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-12-13T10:29:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AnaGabrielladeOliveiraSardinha.pdf: 24003415 bytes, checksum: 39edef836e484ef3d38fe4ceeb28c8a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-13T10:29:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AnaGabrielladeOliveiraSardinha.pdf: 24003415 bytes, checksum: 39edef836e484ef3d38fe4ceeb28c8a2 (MD5) / A produção de modelos virtuais da anatomia externa real de órgãos humanos é um passo essencial no desenvolvimento de técnicas de instrumentação para a modelagem e simulação de Biomateriais, utilizadas em estudos relativos a cirurgias guiadas por imagem, treinamento de intervenções cirúrgicas em consultórios médicos virtuais e produção de equipamentos em realidade virtual, entre outros. Nesse trabalho foram reconstituídos modelos tridimensionais da anatomia externa da mama de pacientes a partir de imagens 3D adquiridas no ambulatório ginecológico do Hospital Universitário de Brasília (HUB), através de um escâner 3D. A modelagem e simulação da mama é tema presente na literatura na última década com trabalhos que avalia desde a deformação real da mama, utilizando o método dos elementos finitos, até um novo método para a deformação e simulação rápida de tecidos biológicos formados por fibras e fluidos, incluindo a mama. A dissertação também foi importante para consolidação do grupo de Biomaterias do programa de pós-graduação em Ciências de Materiais da Faculdade UnB Planaltina, pois produziu protocolo de utilização do escâner 3D e software Polygon Editing Tool em clínicas médicas bem como testou a plataforma de simulação FFM (Fiber Fluid Method) produzida por pesquisador do grupo de pesquisa. O teste além de demonstrar a validade do método fibra fluído para deformação de tecidos biológicos, permitiu também o aperfeiçoamento do mesmo método através do feedback dado ao pesquisador responsável. O processo de aprovação pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Faculdade de Ciências da Saúde da UnB, permitiu o estabelecimento de parcerias entre o grupo de pesquisa e médicos do HUB. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The production of virtual models of external anatomy real of human organs is an essential step in the development of instrumentation techniques for the modeling and simulation of Biomaterials used in studies of image-guided surgery, surgical training interventions in medical offices and equipment production of virtual reality, among others. In this work we reconstituted three-dimensional models of the external anatomy of the patients breast from 3D of images acquired in the outpatient gynecological Hospital Universitário de Brasília (HUB), via a 3D scanner. The modeling and simulation of the breast is subject in the literature over the last decade from studies evaluating the actual deformation of the breast using the finite element method to a novel method for fast simulation and the deformation of fibers formed by biological tissues and fluids, including the breast. The dissertation was also important for the consolidation of the group of the biomaterials graduate program in Materials Science from Faculdade UnB Planaltina because of the protocol produced using the 3D Scanner and the software Polygon Editing Tool in medical clinics and tested the simulation platform FFM (Fiber Fluid Method) produced by a researcher at the research group. The test and demonstration of the validity of the method for fiber fluid deformation of biological tissues also allowed the improvement of itselfs through the feedback given to the principal investigator. The process of approval by the Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos of the Faculdade de Ciências da Saúde at UnB, allowed the establishment of partnerships between the research group and medical at the HUB. _______________________________________________________________________________________ RESUMEN / La producción de los modelos virtuales de bienes anatomía externa de los órganos humanos es un paso esencial en el desarrollo de técnicas de instrumentación para el modelado y simulación de biomateriales utilizados en los estudios de la cirugía guiada por imágenes, intervenciones de entrenamiento quirúrgico en consultorios médicos, y virtuales producción de equipos de realidad virtual, entre otros. En este trabajo se reconstituyeron los modelos tridimensionales de la anatomía externa de los pacientes de mama de imágenes en 3D adquiridos en el ambulatorio ginecológico de la Hospital Universitário de Brasília (HUB), através de un escáner 3D. El modelado y simulación de la mama está sujeto en la literatura en la última década con la de los estudios que evalúan la deformación real de la mama utilizando el método del elemento finito a un nuevo método para la simulación rápida y la deformación de fibras formada por los tejidos y fluidos biológicos, incluyendo la mama. La disertación fue también importante para la consolidación del grupo de biomateriales programa de postgrado en Ciencia de los Materiales de la Faculdade UnB Planaltina porque protocolo produce utilizando el escáner y el software de la herramienta de edición de polígonos 3D en los consultorios médicos y probado la plataforma de simulación FFM (Fiber Fluid Method) producido por un investigador del grupo. La prueba y demuestra la validez del método para la fibra de fluido de la deformación de los tejidos biológicos, también permite la mejora de la misma a través de la retroalimentación dada al investigador principal. El proceso de aprobación por el Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos de la Faculdade de Ciências da Saúde en el UnB, permitió el establecimiento de asociaciones entre el grupo de investigación y los médicos del HUB.

Orientador: Jose Joaquim Lunazzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T04:04:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezRivera_NoemiInes_M.pdf: 3017902 bytes, checksum: 896d67e441fab8fa22df28d3275d8a6c (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho analisamos a formação de imagens por elementos difrativos com luz branca fazendo o traçado de raios pelas direções principais, dentro de uma aproximação que desconsidera a extensão do ponto imagem. Inicialmente explicamos resumidamente a história e conceitos básicos que servem para o estudo de elementos ópticos difrativos. Logo na segunda parte mostramos um amplo estudo da formação de imagem com relevo invertido ("pseudoscópica") por duas redes de difração, uma fenda e luz branca, que constitui uma nova maneira e a mais simples de se fazer essas imagens. Apresentamos também a existência de imagem ortoscópica por elementos difrativos com luz branca no mesmo dispositivo. No Apêndice 1 analisamos a formação da imagem de objeto pontual por um elemento difrativo com luz monocromática. Apresentamos problemas resolvidos neste trabalho, assim como resultados, comparando os resultados calculados teoricamente com dados experimentais feitos no laboratório. Este trabalho foi importante para melhor preparação de ferramentas na tese. No Apêndice 2 mostramos as diversas aplicações onde nosso estudo pode ajudar a quantificar resultados, como é o caso de gerar imagens holoprojetadas sobre tela difrativa (tela holográfica), ampliação de hologramas, televisão holográfica e a realização de telescópios espaciais / Abstract: We perform ray tracing analysis on the imaging of white light objects by diffractive elements. Only the main direction of rays is considered within an approximation that do not consider the extension of the image point. We first make a brief report on the history and basic concepts of diffractive optical elements, then we make a complete study of inverted depth ("pseudoscopic") imaging by two diffraction gratings and one slit under white light, a new and simpler way to generate that kind of images directly from an object. We also show the existance of an ortoscopic image by diffractive elements under white light in the same system. In Append 1 we analyze imaging of a point object in monocromatic light, comparing calculated values with experiments we performed. This previous work was important in preparing our analytical and experimental techniques. In Append 2 we indicate many applications where our study could help to obtain quantitative results, as in the generation of images holoprojected on diffracting screens (holographic screens), the enlarging of holograms, holographic television and spatial telescopes / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Jose Joaquim Lunazzi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezRivera_NoemiInes_M.pdf: 3136455 bytes, checksum: ec6d088281d2d9fbaee8015340da7033 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado / Física / Mestra em Física