Tendo em vista ganhos expressivos na inovação e na competitividade, o setor joalheiro nacional busca constantemente incorporar novos recursos a fim de eliminar erros e agilizar a fabricação de modelos. Dentre as diversas tecnologias passíveis de serem empregadas na produção de joias, a usinagem CNC, é amplamente utilizada por empresas de todos os portes. A usinagem, associada à microfusão, aprimora o processo de produção de joias em larga escala, pois reduz o índice de retrabalho, de perda de material e garante maior qualidade e produtividade mantendo a expressividade formal da peça original. O presente trabalho propõe um estudo acerca das tecnologias de modelagem do setor joalheiro, dando foco aos processos de fresamento. Com o auxílio da digitalização tridimensional, foi feita uma análise comparativa das etapas envolvidas no processo de fabricação de joias. Foi possível verificar, pelos resultados obtidos, que a influência da velocidade de avanço no acabamento das peças: velocidades mais baixas resultaram em superfícies com menor rugosidade aparente e permitiram a obtenção de seções mais estreitas. Além disso, os ensaios possibilitaram a definição das velocidades adequadas para a relação produtividade versus acabamento. Foram ainda determinadas relações entre as propriedades mecânicas do material e os parâmetros testados, comprovando-se que, dentre as ceras estudadas, aquela de maior dureza (63 na escala Shore D) resulta em melhores condições de acabamento. Este trabalho indica a viabilidade de otimização do processo de fabricação de joias, pois avalia as condições de usinagem em relação ao tempo, bem como a possibilidade de redução das operações de acabamento realizadas após obtenção dos modelos por usinagem. Análises realizadas por digitalização tridimensional indicam que o principal ponto de perda dimensional é a etapa de confecção dos moldes de borracha de silicone e injeção de cera, seguido pela usinagem dos modelos. Entretanto, se esse significativo desvio resultante da produção dos moldes e da injeção for corrigido, a qualidade superficial dos modelos obtidos por usinagem CNC passa a ser fundamental. Esses processos devem, portanto, ser reavaliados, a fim de reduzir os erros gerados nas etapas intermediárias da produção de joias em larga escala. / Given significant gains in innovation and competitiveness, the national jewelry sector constantly seeks to incorporate new features, in order to eliminate errors and streamline the manufacturing of models. Among the various technologies that can be used to produce jewelry, CNC machining, is widely used by businesses of all sizes. Machining process associated with casting, improves the large-scale production of jewelry, because it reduces the rework rate, material loss and ensures higher quality and productivity while maintaining the formal expressiveness of the original part. This research proposes a study about modeling technologies of the jewelry industry, giving focus to milling processes. Aided by three-dimensional scanning, it was performed a comparative analysis of the involved steps in the manufacturing process of jewelry. Based on obtained results, it was possible to verify the influence of feed speed in the finishing of parts: lower feed speeds resulted in surfaces with roughness less apparent and allowed to obtain narrower sections. Moreover, the tests enabled the definition of appropriated feed speeds to the ratio productivity versus finishing. Relationship between mechanical properties and tested parameters was determined, proving that among the studied waxes, the hardest one (63 in Shore D scale) results in better finish. This study indicates the optimization feasibility of jewelry manufacturing process, once it evaluates the machining conditions in relation to time, as well as the possibility of reducing the finishing operations carried out after obtaining models by machining. Analyses performed by three-dimensional scanning indicate that the greater dimensional loss is in the steps of silicon rubber mold production and wax injection, followed by the machining process of models. However, if this significant deviation from production of molds and injection is corrected, the surface quality of models obtained by CNC machining becomes crucial. Therefore, these processes must be reevaluated in order to reduce errors generated in intermediate stages on large-scale production of jewelry.

Tendo em vista ganhos expressivos na inovação e na competitividade, o setor joalheiro nacional busca constantemente incorporar novos recursos a fim de eliminar erros e agilizar a fabricação de modelos. Dentre as diversas tecnologias passíveis de serem empregadas na produção de joias, a usinagem CNC, é amplamente utilizada por empresas de todos os portes. A usinagem, associada à microfusão, aprimora o processo de produção de joias em larga escala, pois reduz o índice de retrabalho, de perda de material e garante maior qualidade e produtividade mantendo a expressividade formal da peça original. O presente trabalho propõe um estudo acerca das tecnologias de modelagem do setor joalheiro, dando foco aos processos de fresamento. Com o auxílio da digitalização tridimensional, foi feita uma análise comparativa das etapas envolvidas no processo de fabricação de joias. Foi possível verificar, pelos resultados obtidos, que a influência da velocidade de avanço no acabamento das peças: velocidades mais baixas resultaram em superfícies com menor rugosidade aparente e permitiram a obtenção de seções mais estreitas. Além disso, os ensaios possibilitaram a definição das velocidades adequadas para a relação produtividade versus acabamento. Foram ainda determinadas relações entre as propriedades mecânicas do material e os parâmetros testados, comprovando-se que, dentre as ceras estudadas, aquela de maior dureza (63 na escala Shore D) resulta em melhores condições de acabamento. Este trabalho indica a viabilidade de otimização do processo de fabricação de joias, pois avalia as condições de usinagem em relação ao tempo, bem como a possibilidade de redução das operações de acabamento realizadas após obtenção dos modelos por usinagem. Análises realizadas por digitalização tridimensional indicam que o principal ponto de perda dimensional é a etapa de confecção dos moldes de borracha de silicone e injeção de cera, seguido pela usinagem dos modelos. Entretanto, se esse significativo desvio resultante da produção dos moldes e da injeção for corrigido, a qualidade superficial dos modelos obtidos por usinagem CNC passa a ser fundamental. Esses processos devem, portanto, ser reavaliados, a fim de reduzir os erros gerados nas etapas intermediárias da produção de joias em larga escala. / Given significant gains in innovation and competitiveness, the national jewelry sector constantly seeks to incorporate new features, in order to eliminate errors and streamline the manufacturing of models. Among the various technologies that can be used to produce jewelry, CNC machining, is widely used by businesses of all sizes. Machining process associated with casting, improves the large-scale production of jewelry, because it reduces the rework rate, material loss and ensures higher quality and productivity while maintaining the formal expressiveness of the original part. This research proposes a study about modeling technologies of the jewelry industry, giving focus to milling processes. Aided by three-dimensional scanning, it was performed a comparative analysis of the involved steps in the manufacturing process of jewelry. Based on obtained results, it was possible to verify the influence of feed speed in the finishing of parts: lower feed speeds resulted in surfaces with roughness less apparent and allowed to obtain narrower sections. Moreover, the tests enabled the definition of appropriated feed speeds to the ratio productivity versus finishing. Relationship between mechanical properties and tested parameters was determined, proving that among the studied waxes, the hardest one (63 in Shore D scale) results in better finish. This study indicates the optimization feasibility of jewelry manufacturing process, once it evaluates the machining conditions in relation to time, as well as the possibility of reducing the finishing operations carried out after obtaining models by machining. Analyses performed by three-dimensional scanning indicate that the greater dimensional loss is in the steps of silicon rubber mold production and wax injection, followed by the machining process of models. However, if this significant deviation from production of molds and injection is corrected, the surface quality of models obtained by CNC machining becomes crucial. Therefore, these processes must be reevaluated in order to reduce errors generated in intermediate stages on large-scale production of jewelry.

Orientador:Ricardo Machado Leite de Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-08-12T21:11:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvatti_AmandaPiaia_M.pdf: 3070230 bytes, checksum: 097699a29abf7cf0542e89924ba0c6d9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho consiste na análise de dois problemas relacionados à análise cinemática de volumes parciais de nadadores. O primeiro problema foi analisar os possíveis efeitos do treinamento e a influência dos anos de treinamento em natação nos volumes parciais do tronco em volume corrente e durante a manobra de capacidade vital usando análise cinemática. Foram selecionados dois grupos experimentais: Grupo de Nadadores e Grupo Controle. A partir das coordenadas 3D de 30 marcadores esféricos e retro-reflexivos fixados na superfície do tronco obteve-se as curvas dos volumes dos 4 compartimentos (tórax superior, tórax inferior, abdômen superior e abdômen inferior.) e foram calculados em função do tempo. A partir das curvas de volumes dos compartimentos foram calculados e comparados (ANOVA, p<0,05): o coeficiente de variação, o coeficiente de correlação entre os compartimentos do tronco para ambos os grupos. A regressão linear entre o coeficiente de variação dos volumes dos nadadores e os anos de treinamento em natação e a regressão linear entre o coeficiente de correlação e os anos de treinamento em natação (p<0,05) também foram calculados. Os resultados deste estudo mostraram que os nadadores sofrem efeitos do treinamento em natação obtendo maiores variações relativas dos compartimentos do abdômen, uma maior sincronia entre os compartimentos do tronco durante a manobra de capacidade vital e que anos de treinamento em natação afetam a variação relativa dos volumes parciais e a coordenação tóraco-abdominais durante respirações tranqüilas e quando maiores esforços respiratórios são exigidos, refletindo um aumento na utilização do diafragma. O segundo problema foi desenvolver um sistema para análise cinemática tridimensional submersa de volumes parciais do tronco (DvideoSub). O sistema consiste em 5 câmeras Basler (fc602A) protegidas por caixasestanques especialmente projetadas para as câmeras conectadas em um único desktop PC para aquisições online. Interfaces de softwares foram desenvolvidas para aquisição de dados, controle das câmeras, medição dos dados e reconstrução tridimensional baseados no sistema Dvideo. Para a avaliação do sistema foram realizados testes para analisar o efeito da lente de policarbonato, o efeito da correção óptica fora da água com a calibração do sistema fixo e móvel de calibração, o efeito da correção óptica dentro da água, o efeito da água, os erros de reconstrução de pontos conhecidos e a acurácia da distância de um corpo rígido em movimento. A partir do cálculo da distância do corpo rígido em função do tempo foram calculados: a média, o erro total, o RMS, o RMS%, o erro absoluto médio e a acurácia. Foi analisada também a aplicação do sistema proposto para a análise dos volumes parciais do tronco submerso a partir do cálculo do coeficiente de correlação entre os compartimentos do tronco na manobra de capacidade vital realizada fora e dentro da água. Os resultados mostraram que a lente de policarbonato influência no erro total da distância, a correção óptica proposta melhora o erro total da distância com a calibração do sistema fixo e com a utilização do sistema móvel para calibração os resultados não apresentaram melhora, sugerindo que este deve ser reformulado. O erro absoluto médio foi de 1,0mm fora da água e 2,8mm dentro da água, valores estes que estão dentro dos valores apresentados pela literatura (a partir 0,5mm até 11,6mm). Os valores de RMS obtidos fora da água (2,4mm ±0,01) e dentro da água (2.0mm ±0.01) foram similares e estes foram menores que os valores encontrados em Gourgoulis, et al., (2008) (4,6±0,5 fora da água, 5,9 ±1,5 dentro da água). Os coeficientes de correlação entre os compartimentos do tronco foram altos em ambas as situações. Os resultados mostraram a viabilidade do sistema para a análise cinemática tridimensional submersa e para a análise de volumes parciais com o tronco submerso. De maneira geral, as variáveis analisadas mostraram que a prática em natação pode causar um padrão respiratório diferenciado e a quantidade de anos de treinamento pode acentuar ainda mais este padrão respiratório. O sistema proposto apresentou resultados satisfatórios podendo ser usado para a análise cinemática tridimensional submersa com diferentes objetivos. / Abstract: This work consists on the analysis of two problems related to the kinematic analysis of the swimmer's separate volumes. The first problem was to analyze the effect of the swim training and the influence of the years of swim training on the separate volumes of the trunk, during tidal volume and vital capacity, maneuver using a kinematic analysis. Two groups were used: Control Group and the Swimmer Group. From the 3D coordinates of 30 land markers fixed on the trunk, the volumes of 4 separate compartments of the trunk (superior thorax, inferior thorax, superior abdomen and inferior abdomen) were calculated in function of time. From the curves of the separate volumes, the coefficient of variation and the correlation coefficient between the compartments were calculated for both groups and compared between groups (ANOVA, p<0.05). The linear regression between the coefficient of variation of the separate volumes and the years of swim training and the linear regression between the correlation coefficient and the years of swim training (p<0.05) were calculated. The results indicated that the swim training affects the separate volumes of swimmers causing higher relative variations of the abdomen compartments and a greater coordination between the compartments of the trunk during the vital capacity maneuver. These results suggest that the years of swim training affect the separate thoracoabdominal volumes during tidal volume and when higher respiratory efforts are required, reflecting the increased utilization of the diaphragm. The second problem was to develop a 3D underwater kinematic analysis system of separate volumes of the trunk (DvideoSub). The system consisted of up to five Basler cameras (fc602A) enclosed in housings specially designed and connected to a single desktop PC for online data acquisition. Software interfaces were developed for acquisition, camera controls, measurements and 3D reconstruction starting from a previously proposed system, named Dvideo. The system was evaluated according to the following analyzing tests: the effect of the polycarbonates lens (housing); the effect of the optic correction out of the water with the calibration of the fixed and mobile system of calibration; the effect of the optic correction underwater; the effect of the water; the errors of reconstruction of known points and a rigid body in movement accuracy. From the distance of rigid body in function of time we have calculated the mean, the total error, the RMS, RMS%, the absolute mean error and the accuracy. The application of the system for the analysis of the separate volumes of the submerged trunk was analyzed from the calculation of the correlation coefficient between the compartments of the trunk in vital capacity maneuver out and underwater. The results showed that the polycarbonates lens influence in the distance total error, the optic correction proposed improves the distance total error with the calibration of the fixed system and with the use of the mobile system for calibration the results have not presented improvement, suggesting that this must be reformulated. The RMS error values obtained out of the water (2.4mm ±0.01) and underwater (2.0mm ±0.01) were similar and they were lower than the values found in (Gourgoulis, , 2008) (4.6±0.5 out of water, 5.9 ±1.5 underwater). The absolute mean error was 1.0mm out of the water and 2.8mm underwater, which are in accordance to the values found in literature (from 0.5mm to 11.6mm). The results showed the reliability of the system for the underwater three-dimensional kinematic analysis. Concluding, the analyzed variables showed that the swim practice may lead to a respiratory pattern and the quantity of years of swim training may have an influence in stabilizing this pattern. The proposed system presented satisfactory results and can be used to underwater 3D kinematic analysis with different objectives. / Mestrado / Biodinamica do Movimento Humano / Mestre em Educação Física

A reconstrução tridimensional de superfícies de fratura de materiais compósitos do tipo CFRP é apresentada neste trabalho como um método possível para análise fractográfica desse material, cuja superfície de fratura pode apresentar uma rugosidade acentuada, com grande variação em altura. Dois métodos são apresentados para esse propósito: a reconstrução por foco variável, realizada com imagens de microscopia óptica e a reconstrução por paralaxe, realizada com par de imagens estéreo, obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Uma avaliação é realizada para cada um dos dois métodos, discutindo seus limites e a eficiência de cada um deles, perante as dificuldades de análise de materiais compósitos unidirecionais e multidirecionais. O método de foco variável apresentou um excelente resultado de reconstrução, mas tem a necessidade de um número grande de imagens, tempo de dedicação do instrumento e limite de ampliação das imagens como fatores a serem considerados na escolha de melhor método. As inclinações da amostra, durante o método da paralaxe, revelam alterações nos histogramas das imagens adquiridas no sentido horário que limitam o uso do método para materiais com alta rugosidade. A obtenção de imagens em um único sentido e a construção de uma região de interesse, posicionada no centro da imagem são sugestões para tornar o método mais abrangente. A linearidade das projeções de características na imagem inclinada também sugere a possibilidade de realizar a reconstrução utilizando, em vez de apenas duas, múltiplas imagens obtidas no sentido anti-horário. As alterações propostas para modificar a rotina, são sugeridas para que o programa possa ser aplicado de forma mais abrangente, independente da qualidade da superfície de fratura observada. / The three-dimensional reconstruction of fracture surfaces of CFRP type composite materials is presented in this work as a possible method for the fractographic analysis of this material, whose rupture surface can present an accentuated roughness, with great variation in height. Two methods are presented for this purpose: the reconstruction for variable focus, carried through with images of optic microscopy and the reconstruction for parallax, carried through with pair of stereo images, obtained by means of scanning electronic microscopy. An evaluation is carried through for each one of the two methods, having argued its limits and the efficiency of each one of them, before the difficulties of analysis of unidirectional and multidirectional composite materials. The method of variable focus presented an excellent reconstruction result, but it has the need of a great number of images, spent time of the instrument and magnifying limit of the images as factors to be considered in the choice of better method. The tilting of the specimen, during the parallax method, discloses alterations in the histograms of the images acquired in the clockwise direction that limit the use of the method for materials with high roughness. The acquiring of images in only one direction and the construction of a region of interest, located in the center of the image are suggestions to turn the method most including. The linearity of the projections of features in the inclined image also suggests the possibility to carry through the reconstruction using, instead of only two, multiple images gotten in the counter-clockwise direction. The alterations proposals to modify the routine, are suggested so that the program can be applied in a more comprehensive form, independent of the quality of the observed fracture surface.

Com o avanço tecnológico, a utilização de novos objetos de aprendizagem modernos, que têm as características de flexibilidade, interoperabilidade, customização, indexação e facilidade de atualização, vem ocupando espaço na área da Educação. As diretrizes curriculares determinam a substituição do currículo mínimo, a partir da flexibilização dos conteúdos e com a participação do aluno como sujeito no processo ensino-aprendizagem. Este trabalho tem como objetivos: avaliar os principais conteúdos utilizados no tópico de cirurgia em Odontopediatria; observar a participação dos voluntários nesse processo e verificar a aceitação do uso de um novo objeto de aprendizagem da Teleodontologia aplicado à Odontopediatria. Foi aplicado um questionário de avaliação dos conteúdos do tópico de cirurgia em Odontopediatria com alunos de graduação, pós-graduandos, professores e profissionais do serviço público; onde cada voluntário (n=387) atribuiu valores, no sentido de classificar os tópicos entre aqueles fundamentais e aqueles complementares ao processo de aprendizagem do tema, tendo como referência as competências e habilidades necessárias ao atendimento clínico envolvendo a execução desses procedimentos. A sistematização dos resultados dos questionários respondidos pelos professores foi o subsídio utilizado no desenvolvimento do objeto de aprendizagem (Projeto Homem Virtual - Exodontia de molares decíduos inferiores/Técnica pterigomandibular), e um novo questionário, para avaliar a aceitação desse objeto no processo de ensino-aprendizagem, foi utilizado. Através do Projeto Homem Virtual da Disciplina de Telemedicina da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo em parceria com a Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo, foram desenvolvidas imagens de alta qualidade visual e didática, abordando a inervação, técnica anestésica e exodontia de molares decíduos posteriores inferiores. Assiste-se a imagens de estruturas anatômicas em 3D com movimentos fisiológicos, e observa-se a biomecânica e a dinâmica funcional que seriam impossíveis de serem demonstradas por métodos convencionais. As imagens são usadas para apoiar o estudo dos alunos e a capacitação de profissionais em qualquer local de ensino superior odontológico. Há grande benefício em transmitir o conhecimento de horas de aula teórica em minutos de estudo dirigido, o que significa um aspecto inovador e motivador. Os resultados foram submetidos ao Teste Qui-Quadrado de Pearson. Dentre os principais conteúdos avaliados no tópico de cirurgia em Odontopediatria, o de Princípios básicos dos procedimentos cirúrgicos (p=0,002), o de Técnica anestésica pterigomandibular (p=0,001) e o de Acidentes e Complicações (p<0,001) tiveram uma maior ponderação do ponto de vista de habilidades e competências. Todos os voluntários da pesquisa gostaram de participar como sujeito no processo ensino-aprendizagem, avaliando e analisando os conteúdos e o vídeo, e a aceitação do uso da Teleodontologia como recurso educacional aplicado a anestesia e exodontia em Odontopediatria foi de 98,7%. / Due to technological progress, the education field has been increasingly using new modern learning objects, with features of flexibility, interoperability, customization, indexation and agility for updating. Curriculum directions determine the replacement of the minimum curriculum, based on the flexibilization of the contents and the participation of the student as the subject in the teaching-learning process. The purpose of this paper is to evaluate the main contents used for the topic Pediatric Dental Surgery, observe the participation of the volunteers in this process and verify the acceptance of the use of a new Teledentistry learning object applied to Pediatric Dentistry. An evaluation questionnaire regarding the contents used for the topic Pediatric Dental Surgery was applied to graduation and post-graduation students, teachers and public-service professionals, where each volunteer (n=387) assigned values to the topics in order to classify them as fundamental or complementary to the learning process of the subject, using as reference the competences and skills required for the procedures involved in delivering clinical service. The development of the learning object (Virtual Man Project Extraction of the lower deciduous molars/Mandibular block technique) was supported by the systematization of the results obtained from the questionnaires completed by the teachers, and a new questionnaire was used to evaluate the acceptance of this object in the teachinglearning process. Images of high visual and didactic quality were developed by the Virtual Man Project of the Telemedicine Discipline FMUSP (School of Medicine São Paulo University) together with FOUSP (Dental School - São Paulo University) covering innervation, anesthetic technique and extraction of the lower posterior deciduous molars. These images show 3D anatomic structures with physiological movements, observing the biomechanics and functional dynamics, which would be impossible to be demonstrated by conventional methods. The images are used to support student learning and professional training at any higher educational institution focused at the dentist profession/dental school. The great benefit is to transmit the knowledge of hours of theoretical class in minutes of directed study, which represents an innovative and motivating aspect. The results were submitted to the Pearson chi-square test. Among the main contents evaluated in the topic Pediatric Dentistry, Basic principles of surgical procedures (p=0.002), Mandibular block technique (p=0.001) and Accidents and Complications (p<0.001) were the most relevant based on skills and competences. All the volunteers enjoyed participating as a subject in the teaching-learning process, evaluating and analyzing the contents and the video, and the acceptance of the use of Teledentistry as an educational resource applied to anesthesia and exodontics for Pediatric Dentistry was 98.7%.

Neste projeto, é apresentado um método numérico com uma abordagem do tipoMAC para a simulação de escoamentos viscoelásticos incompressíveis tridimensionais com superfície livre governados pelo modelo de fluido SXPP. A formulação apresentada nesse trabalho é uma extensão dos resultados obtidos por Oishi et al. (2011), sobre o estudo de métodos numéricos para a simulação de escoamentos incompressíveis viscoelásticos com superfície livre a baixos números de Reynolds, para o caso bidimensional. No contexto de problemas transientes, metodologias explícitas para solução numérica das equações governantes apresentam restrições de estabilidade muito severas para a definição do passo temporal, acarretando em um custo computacional relativamente alto. Sendo assim, utilizamos um método implícito para resolver a equação de conservação da quantidade de movimento, eliminando assim, a restrição de estabilidade parabólica e diminuindo significativamente o custo computacional. Mas tal estratégia acopla os campos de velocidade e pressão. Dessa forma, para desacoplar esses campos, foi utilizado uma abordagem que combina método de projeção com uma técnica implícita para o tratamento da pressão na superfície livre. A equação constitutiva foi resolvida pelo método de Runge-Kutta de segunda-ordem. A validação do método numérico foi realizada utilizando refinamento da malha no escoamento em um canal. Como aplicação, apresentamos resultados numéricos sobre o problema do jato oscilante e do inchamento do extrudado / In this work, we present a numerical method with a MAC type approach to simulate tridimensional incompressible viscoelastic free surface flows governed by a SXPP (Single eXtended Pom-Pom) model. The formulation presented in this work is an extension to the work of Oishi et al. (2011). They have studied numerical methods for solving incompressible viscoelastic free surface flows with low Reynolds number, for the bidimensional case. In the context of transient problems, explicitmethodologies for the numerical solution of the governing equations present severe stability constraints for defining the time step, what highly increases the computational cost. Due to this fact, an implicit method is used to solve the momentum equation, eliminating the parabolic stability constraint and decreasing significantly the computational cost. However, this strategy couples velocity and pressure fields. To decouples this fields, it was used an approach that combines a projection method and an implicit technique for the treatment of the pressure at the free surface. The constitutive equation is solved by a second-order Runge-Kutta method. The numerical method validation was achieved by a mesh refinement for a flow in a channel. As applications, numerical results of the die-swell problem and the jet buckling phenomenon are presented

Los modelos tridimensionales son útiles para representar objetos reales en el mundo digital. Su uso se encuentra en muchas aplicaciones tales como medicina, ingeniería, seguridad y otros. Recientemente, la introducción de dispositivos de captura baratos ha incrementado el interés por este tipo de información, generando una gran cantidad de modelos disponibles en diferentes lugares. Por lo tanto, es imperativo proveer algorithmos efectivos y eficientes para procesar y analizar datos 3D. La evaluación de similitud de modelos 3D es una tarea importante que puede ser útil para procesos de alto nivel tales como recuperación por contenido y reconocimiento. Estos procesos requieren atención ya que los repositorios 3D están en constante crecimiento y es cada vez más necesario realizar búsquedas basadas en contenido. Más aún, la comparación de modelos 3D es una tarea desafiante debido a la dificultad de representar adecuadamente un modelo 3D para una subsecuente comparación. En esta tesis, abordamos el problema de matching y recuperación por contenido en modelos 3D. Nosotros proponemos nuevas representaciones para modelos 3D basándonos en la habilidad de detectar características locales robustas sobre mallas. De esta forma, este trabajo se enfoca primero en la detección efectiva y eficiente de puntos de interés en mallas 3D. Luego, nosotros proveemos representaciones efectivas para lidiar con problemas como recuperación genérica, recuperación de formas no rígidas y correspondencias entre mallas. Para la recuperación basada en contenido, nosotros desarrollamos representaciones basadas en grupos de puntos de interés. Estas representaciones permiten aprovechar el poder de representación de las características locales mientras reducimos la cantidad de información necesaria. Para computar correspondencias, desarrollamos una representación jerárquica la cual conlleva una descomposición recursiva de un modelo 3D en regiones y puntos de interés. Esta representación es útil para decrementar el error de localización de las correspondencias en formas no rígidas mientras se reduce considerablemente el tiempo de procesamiento. Nuestros experimentos muestran que nuestros métodos para detectar estructuras locales en mallas son robustos a diferentes transformaciones. Además, nosotros presentamos una detallada evaluación de nuestras representaciones para recuperación genérica por contenido, recuperación de formas no rígidas y correspondencias en mallas. Desde nuestros resultados, es posible concluir que el uso de características locales puede mejorar el proceso de evaluar la similitud entre modelos 3D. Y más aún, nuestras representaciones pueden ayudar a mejorar simultáneamente la efectividad y la eficiencia de la recuperación de modelos 3D basada en contenido y de la búsqueda de correspondencias.

Magíster en Ciencias, Mención Computación / Ingeniero Civil en Computación / El problema de que un computador determine la similitud entre objetos tridimensionales es un problema que tiene aplicaciones directas en diversas áreas como la medicina, la ingeniería y la arqueología, entre otras. Si bien, dentro de los últimos años se han desarrollado varias técnicas que permiten estimar la similitud entre objetos 3D, estas técnicas presentan serios problemas al momento de realizar consultas cuando la información tridimensional es parcial. Actualmente existen muy pocas técnicas que permiten el cálculo de similitud entre objetos 3D cuando la información es parcial. Por otra parte, la evaluación de estas técnicas se ha realizado utilizando información simulada, que no representa efectivamente cómo es la información tridimensional que una máquina puede obtener del mundo real, por lo que se tiene poca información sobre si estas técnicas son realmente útiles en aplicaciones reales. Uno de los objetivos principales de esta tesis consiste en determinar si existe alguna técnica que permita determinar la similitud entre objetos tridimensionales cuando la información es parcial y proveniente de objetos reales, y evaluar su eficacia. Se evaluaron algoritmos de matching parcial en objetos 3D utilizando la información proveniente de un escáner 3D óptico creado especialmente para este fin. El trabajo constó de tres fases: (1) la creación de un escáner 3D óptico utilizando un tablet Android y un proyector digital (2) la creación de una colección de referencia de objetos 3D que incluye mallas 3D parciales (3) la evaluación de algoritmos de matching parcial en objetos 3D. El trabajo de tesis es pionero en el ámbito de la evaluación de algoritmos de matching parcial en objetos 3D utilizando mallas 3D provenientes de objetos de la vida real, sin intervención alguna. Los resultados de este proyecto permitieron obtener métricas más realistas de precision vs recall que las existentes.

[pt] O mundo em que vivemos é formado por um espaço fisicamente tridimensional e é natural que o ser humano busque representá-lo da forma mais fiel possível, também em ambientes virtuais. Na Web, por exemplo, já existem vários esforços na busca do suporte a criação de aplicações 3D interativas de forma declarativa, grande parte deles são baseados nos conceitos de grafos de cena e grafos de rotas. Grafos de cena têm se tornado um padrão de modelagem espacial de aplicações tridimensionais por meio de uma abordagem hierárquica e declarativa. Por sua vez, o comportamento do grafo de cena usualmente tem sido especificado por meio de grafos de rotas ou linguagens imperativas. No que se refere à TV Digital Interativa (TVDi), por outro lado, ainda há muito a ser feito. Nested Context Language (NCL) é a linguagem declarativa padrão para o sistema de TV Digital Terrestre ISDB-TB e Recomendação ITU-T para serviços IPTV, que permite a autoria de documentos hipermídia por meio de uma abordagem simples e expressiva. Embora NCL não restrinja qualquer tipo de objeto de mídia, na sua versão atual (3.0), ela trata apenas objetos de mídia bidimensionais, relacionando-os temporal e espacialmente. Dada a importância de NCL no cenário de TVDi, esta pesquisa objetiva discutir como tal linguagem pode também controlar objetos tridimensionais, permitindo a criação de aplicações 3D para TVDi. Como caso especial, este trabalho discute como NCL pode controlar o comportamento de objetos 3D compostos representados por grafos de cenas, discutindo suas vantagens e desvantagens em relação ao uso de grafos de rotas. Visando testar a proposta deste trabalho, foi adicionado um exibidor de mídia X3D (linguagem baseada em grafo de cena) à implementação de referência do Ginga-NCL, responsável por executar aplicações NCL. Adicionalmente, também é proposta a extensão dos eventos tratados por NCL, para refletir eventos específicos de ambientes 3D, e a incorporação de regiões, baseadas em objetos geométricos 3D, à NCL, com o objetivo de possibilitar a apresentação de objetos de mídia 2D sobre a superfície de objetos 3D. / [en] The world where we live in is physically formed by a three-dimensional space and it is natural human being wants to represent it as faithful as possible. In Web for example there are a lot of efforts in order to support the creation of interactive 3D applications, most of them based on scene graphs and route graphs. Scene graphs have become a standard for modeling spatial 3D applications from a hierarchical and declarative approach. In order to represent the scene graphs behavior, route graphs or imperative languages are more commonly used. As regards Interactive Digital Television (iDTV), on the other hand, there is still a lot of work to be done. Nested Context Language (NCL) is the standard declarative language for Terrestrial Digital Television Systems (ISDB-T) and IPTV (ITU-T), which allows the hypermedia document authoring through a simple and expressiveness approach. Even though NCL does not restrict any type of media object, in its current version (3.0), NCL treats only two-dimensional objects, relating them temporally and spatially. Given the importance of NCL in the iDTV scenario, this research aims discuss how it can also control three-dimensional objects. As a special case, this work discusses how NCL can control composite object behavior represented by scene graphs, discussing its advantages and disadvantages. In order to test what was proposed, an X3D (which is an ISO standard language based on scene graphs) player was incorporated to the Ginga-NCL reference implementation, which is responsible to play NCL applications. Additionally, it is also proposed a new set of NCL events, in order to reflect three-dimensional events, and the incorporation of NCL regions based on three-dimensional geometric, so that the presentation of two-dimensional media objects over 3D object’s surfaces is possible.

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