Submitted by Programa de Pós-Graduação em Odontologia Saúde (mestrodo@ufba.br) on 2017-11-06T14:08:25Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL leonardo Provedel.pdf: 892721 bytes, checksum: 469d11fe33aff9d314e85d27afd4fd8f (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-11-17T14:40:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE FINAL leonardo Provedel.pdf: 892721 bytes, checksum: 469d11fe33aff9d314e85d27afd4fd8f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T14:40:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE FINAL leonardo Provedel.pdf: 892721 bytes, checksum: 469d11fe33aff9d314e85d27afd4fd8f (MD5) / CAPES / Modelagem computacional refere-se ao conjunto de processos eletrônicos que culminam na obtenção de um modelo tridimensional, incluindo a segmentação das imagens e tratamento superficial dos sólidos gerados. Apesar de tais técnicas tornarem-se cada vez mais frequentes no campo da saúde, poucos são os estudos que se propõem investigar a fidelidade destes modelos. O objetivo deste estudo foi comparar o volume de sólidos complexos obtidos por diferentes equipamentos de engenharia reversa e modelagem computacional. Para isto, oito mandíbulas secas foram escaneadas por diferentes equipamentos de tomografia computadorizada (TC) e por um scanner tridimensional, a partir dos quais foram gerados modelos tridimensionais. Esses modelos receberam diferentes processos de tratamento superficial e o volume final dos modelos foi comparado. Os resultados mostraram não haver diferença significante entre o volume dos sólidos com diferentes tratamentos superficiais (p> 0,05) assim como em relação aos diferentes equipamentos de TC (p> 0,05). Comparando-se os equipamentos de TC com o scanner tridimensional, existiram diferenças volumétricas entre os sólidos, a depender do padrão-ouro adotado, principalmente quando as duas ferramentas de tratamento superficial foram utilizadas. Pode-se concluir que o escaneamento tridimensional determinou a geração de sólidos dimensionalmente diferentes das demais técnicas de engenharia reversa, na maioria dos casos, sobretudo quando mais de uma ferramenta de tratamento superficial foi empregada / Computational modeling refers to the set of electronic processes that culminate in obtaining a three-dimensional model, including the segmentation of images and surface treatment of the generated solids. Although such techniques become increasingly frequent in the field of health, few studies are proposed to investigate the fidelity of these models. The objective of this study was to compare the volume of complex solids obtained by different reverse engineering devices and computational modeling. For this, eight dry mandibles were scanned by different CT devices and by a three-dimensional scanner, from which three-dimensional models were generated. These models received different surface treatment processes and the final volume of the models was compared. The results showed no significant difference between the volume of solids with different surface treatments (p> 0.05) as well as with the different CT devices (p> 0.05). Comparing the CT devices with the three-dimensional scanner, there were volumetric differences between the solids, depending on the gold standard adopted, especially when the two surface treatment combined tools were used. It can be concluded that three-dimensional scanning determined the generation of solids dimensionally different from other reverse engineering techniques, in most cases, especially when more than one surface treatment tool was used.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Comunicação e Expressão, Programa de Pós-Graduação em Design e Expressão Gráfica, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:32:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339948.pdf: 2984106 bytes, checksum: 067b98b81f3a5ab3a90f4f756be7a193 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nos estudos recentes na área da computação gráfica, pode-se observar a integração com diversas profissões da área da saúde. Um dos equipamentos advindos dessa integração é o Motion Capture óptico. Na computação gráfica, utiliza-se esta tecnologia para a animação realista e automatizada de personagens 3D, enquanto na saúde utiliza-se para a análise de movimentos do ser humano, em especial a marcha. Com sistema de captura de movimentos, esta pesquisa objetiva elaborar um conjunto de testes para medição de equilíbrio, com enfoque em usuários de prótese transtibial unilateral com a finalidade de observar fatores relacionados ao design de próteses. Os procedimentos metodológicos desta pesquisa incluem a elaboração do conjunto de testes e a aplicação em população amputada e não amputada. A comparação entre os dois grupos permite discutir sobre a importância dos materiais no design das próteses, a relevância do acompanhamento fisioterapêutico e características no design das próteses que podem ser aprimoradas. <br> / Abstract : In recent research in the area of computer graphics, it can be seen integration with many professions in the healthcare area. One of the devices arising from such integration is the Optical Motion Capture. In computer graphics, this technology is used for realistic and automated 3D character animation while on healthcare is used for the analysis of movements of the human being, in particular gait. With Motion Capture system, this research aims to develop a set of procedures for balance measurement, focusing on unilateral transtibial prosthesis users with the purpose of observing factors related to prostheses design. The methodological procedures of this research include the development of the set of procedures and application on amputated and non amputated population. Comparison between the two groups allows discuss about the importance of materials in the prostheses design, the relevance of physical therapy and features of prosthesis design thath can be improved.

Resumo: A técnica de radioterapia tem sido uma das principais alternativas para o tratamento de diversos tipos de câncer na atualidade. Com o desenvolvimento tecnológico, principalmente tratando-se da radioterapia conformacional 3D, diversos cenários antes contraindicados, hoje são aceitáveis e recomendados. Um tratamento considerado adequado é aquele que permite com que a dose prescrita pelo médico chegue ao tumor de maneira que afete o mínimo possível os tecidos nobres e saudáveis. Desta forma, na fase do planejamento da radioterapia, problemas de otimização multiobjetivo aparecem. Este trabalho apresenta um modelo de programação multiobjetivo para o problema da intensidade de dose, que foi resolvido por método exato por meio do software MATLAB R2009b, utilizando a metodologia da função ponderada. Duas situações foram desenvolvidas, uma figurativa com efeito de melhor compreensão da metodologia utilizada, e outra utilizando dados reais, contando com apoio do Hospital Erasto Gaertner, Curitiba-PR. As fronteiras de Pareto, mostraram a importância do especialista decisor, que deve escolher entre uma dose mais próxima da prescrita, mesmo prejudicando os tecidos nobres e saudáveis, ou então proteger ao máximo os tecidos nobres e saudáveis, relaxando a dose necessária para destruir o tumor. Além disso, para comparação, foram realizados testes considerando a heterogeneidade dos tecidos irradiados e sem considerá-los, mostrando que pode existir uma diferença grande entre a dose emitida dependendo do tipo de tecido da região atingida por radiação.U

Orientadora : Daniel Rodrigues dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 12/11/2015 / Inclui referências : f. 106-112 / Resumo: O objetivo deste trabalho é propor um método robusto para modelagem 3D de ambientes internos usando dados RGB-D. Basicamente, a modelagem 3D de ambientes está dividida em quatro tarefas, a saber: a escolha do sensor de imageamento; o problema do registro de nuvem de pontos 3D adquiridos pelo sensor de imageamento em diferentes pontos de vista; o problema da detecção de lugares anteriormente visitados (loop closure); e o problema da análise de consistência global. Atualmente, o Kinect é o sensor RGB-D mais empregado na aquisição de dados para modelagem de ambientes internos, uma vez que é leve, flexível e de fácil manuseio. A etapa de registro consiste em determinar os parâmetros de transformação relativa entre pares de nuvens de pontos e, neste trabalho, é dividida em duas partes: a primeira parte consiste em executar o registro inicial dos dados 3D usando pontos visuais e o modelo de corpo rígido 3D; na segunda parte, os parâmetros iniciais são refinados empregando um modelo matemático baseado numa abordagem paralaxe-a-plano, o que torna o método robusto. Para minimizar os efeitos da propagação de erros provocados na etapa de registro dos pares de nuvens de pontos 3D, o método proposto detecta lugares anteriormente visitados usando uma imagem de (frame-chave). Basicamente, é feita uma busca por imagens com grau de similaridade com a imagem de referência e, por fim, é obtida uma nova restrição espacial. A etapa de consistência global cria um grafo dirigido e ponderado, sendo cada vértice do grafo representado pelos parâmetros de transformação obtidos na etapa de registro dos dados, enquanto suas arestas representam as restrições espaciais definidas pelos parâmetros de transformação obtidos entre os lugares revisitados. A otimização deste grafo é feito através do método GraphSLAM. Experimentos foram realizados em cinco ambientes internos e o método proposto propiciou uma acurácia relativa em torno de 6,85 cm. . Palavras-chave:sensor RGB-D; modelagem 3D; Otimização da trajetória baseado em grafos; registro de pares de nuvens de pontos; análise de consistência global. / Abstract: The objective of this paper is to propose a robust method for 3D modeling indoors using RGB-D data. Basically, the 3D modeling environment is divided into four problems, namely: the choice of the imaging sensor; the cloud Registration problem of 3D points acquired by the imaging sensor in different views; the problem of detection places previously visited (loop closure); and the problem of global consistency analysis. Currently, Kinect is the RGB-D sensor more employed in data acquisition for modeling indoor environments, since they are lightweight, flexible and easy to use. The registration step is to determine the transformation parameters relating between pairs of point cloud and in this paper is divided into two parts: the first part is to run the initial registration of 3D data using visual points and rigid body model 3D; in the second part, the initial parameters are refined using a mathematical model based on a parallax-the-plan approach, which makes the robust method. To minimize the effects of propagation of errors caused in the 3D point cloud pairs registration step, the proposed method detects previously visited places using a reference image (key-frame). Basically, a search for images with degree of correlation is made with the reference image, and finally, a new spatial constraint is obtained. The overall consistency of step creates a directed and weighted graph, each nodes in the graph represented by the transformation parameters obtained in the data registration step, whereas its edges represent the spatial constraints defined by the transformation parameters obtained between Revisited places. The optimization of the graph is made by GraphSLAM method. Experiments were carried out in five indoor and the proposed method provided a relative accuracy around 6,85 cm.. Keywords: RGB-D sensor; mapping 3D; GraphSLAM; pairs registration of point clouds; consistency global analysis.

Resumo: No processo de modelagem 3D de objetos a partir de imagens, o pré-alinhamento é a etapa responsável por determinar uma aproximação da transformação rígida que alinha, em um mesmo sistema de coordenadas, duas superfícies vistas do objeto, representadas por imagens de profundidade (range images). Na área de preservação digital de acervos naturais e culturais, foco deste trabalho, a delidade tanto da geometria quanto da textura do modelo 3D nal é o principal requisito. Entretanto, investir em um sistema prático e ágil para modelagem 3D também é importante para viabilizar sua aplicação sobre acervos com diferentes características. Neste sentido, o estudo e implementação de métodos de pré-alinhamento de imagens de profundidade mais efetivos podem contribuir signicativamente na construção de sistemas mais robustos e apropriados para a área. Este trabalho apresenta um estudo sobre os métodos estado da arte de pré-alinhamento e compara-os com uma nova abordagem esenvolvida, mais efetiva para o problema. A abordagem proposta é baseada em pontos aracterísticos, o que se mostrou bastante apropriado para o cenário avaliado. Dentre as principais contribuições do presente trabalho está a aplicação e substituição da etapa de pré-alinhamento manual utilizada no pipeline de modelagem 3D desenvolvido no grupo de pesquisa IMAGO.

Resumo: 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. / Abstract: 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. / Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Coorientador: Júlio K. Hasegawa / Banca: Jorge Antonio Centeno / Banca: Antonio Maria Garcia Tomaselli / Banca: Aluir Porfírio Dal Poz / Mestre

Orientador: João Roberto Gonçalves / Banca: Alexandre Fortes Drummond / Banca: Rita de Cássia Moura Carvalho Lauris / Banca: Luiz Gonzaga Gandini Junior / Banca: Ary dos Santos Pinto / Resumo: 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) / Abstract: 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. / Doutor

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000417742-Texto+Completo-0.pdf: 16465817 bytes, checksum: f272712744671fd4c1d5ecc39d4322e2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Way nding in multiscale virtual environments can be rather complex, as users can and sometimes have to change their scale to access the entire environment. Hence, this work focuses on the understanding and classi cation of information needed for travel, as well as on the design of navigation techniques that provide this information. To this end, we rst identi ed two kinds of information necessary for traveling e ectively in this kind of environment: hierarchical information, based on the hierarchical structure formed by the levels of scale; and spatial information, related to orientation, distance between objects in di erent levels of scale and spatial localization. Based on this, we designed and implemented one technique for each kind of information. The developed techniques were evaluated and compared to a baseline set of travel and way nding aid techniques for traveling through multiple scales. Results show that the developed techniques perform better and provide a better solution for both travel and way nding aid. / Não possui resumo em português

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9461_1.pdf: 5673960 bytes, checksum: 945f1494a47651d0f16930d3110d5b9a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Esta pesquisa aborda a utilização da Fotogrametria Terrestre a Curta Distância, utilizando a técnica estereoscópica do anaglifo para a visualização tridimensional de bens patrimoniais. Considerada uma técnica de baixo custo e fácil manuseio, o anaglifo foi aplicado nos pares estereoscópicos elaborados dos altares e frontispícios de cinco igrejas localizadas no município de Olinda, em Pernambuco: Nossa Senhora das Graças, Nossa Senhora das Neves, Nossa Senhora do Rosário dos Homens Pretos, Santa Teresa e Bom Jesus do Bonfim. Para validar a técnica foi aplicado um questionário a um grupo de cinquenta pessoas, dividido em alunos do ensino médio e profissionais liberais, que observaram simultaneamente as imagens impressas e projetadas. Verificou-se que a técnica do anaglifo obteve excelente receptividade, com a identificação dos diversos planos apresentados. Somado a isto, foi elaborado um Sistema de Informações Geográficas com a representação pontual das igrejas, que foram georreferenciadas utilizando uma imagem do satélite Quickbird (2005). No Sistema de Informações Geográficas foram armazenadas também as informações históricas e estéticas das Igrejas em um banco de dados georreferenciado. Como forma de divulgação da técnica, foi elaborado um site em que foram disponibilizadas a localização, informações históricas e estéticas e anaglifos das igrejas analisadas nesta pesquisa

Ingeniero Civil en Computación / El objetivo del presente trabajo de titulación es desarrollar y diseñar una aplicación multiplataforma para visualizar y analizar mallas geométricas mixtas en tres dimensiones. El visualizador debió ser implementado priorizando la eficiencia para poder manejar mallas muy grandes, y además poseer un diseño de calidad que permitiera extenderlo fácilmente. Una malla geométrica es un conjunto de celdas adyacentes que buscan modelar un objeto complejo de forma discreta; dependiendo del tipo de malla, las celdas serán polígonos y/o poliedros. Los elementos que forman las mallas pueden ser evaluados bajo distintos criterios para medir su calidad. Algunos modelos tienen millones de elementos, por lo que realizar cualquier tipo de cálculo sobre la malla, incluyendo renderizarla, es muy costoso. Para manejar mallas grandes de forma eficiente, varios algoritmos fueron acelerados utilizando la unidad de procesamiento gráfico de la tarjeta de video (GPU). Las GPU de última generación permiten realizar un gran número de tareas en paralelo, ya que tienen cientos de núcleos de procesamiento. Para poder aprovechar el potencial de la tarjeta de video se utiliza la API gráfica multiplataforma OpenGL. La interfaz de la API provee un gran número de funciones para controlar la tarjeta de video, y además especifica el lenguaje de programación GLSL, el cual nos permite programar el pipeline de renderizado, todo esto sin preocuparse del tipo de tarjeta de video ni del sistema operativo. Para abordar el problema, primero se analizaron los requerimientos específicos de la aplicación y se confeccionó un diseño para satisfacerlos. Se propuso un esquema modular, utilizando programación orientada a objetos y patrones de diseño, con lo cual se consiguió una aplicación extensible y capaz de realizar las tareas requeridas. Después, se implementaron las clases especificadas en el diseño y se generó una interfaz gráfica amigable para el usuario utilizando Qt. Esta interfaz permite al usuario acceder a todas las funcionalidades de la aplicación. Además, se utilizaron múltiples programas de Shaders para producir distintos efectos de iluminación y para acelerar algoritmos que no están relacionados con la visualización. Como resultado se obtuvo una poderosa herramienta gratuita y multiplataforma para analizar mallas. Con un diseño de calidad se consiguió que la aplicación fuese fácilmente extensible en estrategias de evaluación, modos de visualización, tipos de formatos que lee y exporta, y modos de seleccionar elementos. Además, el visualizador es capaz de procesar mallas que contienen por sobre un millón de elementos en tiempos reducidos, por lo que sigue siendo una aplicación altamente interactiva bajo estas condiciones.