Modeling high-genus surfaces

The goal of this research is to develop new, interactive methods for creating very high genus 2-manifold meshes. The various approaches investigated in this research can be categorized into two groups -- interactive methods, where the user primarily controls the creation of the high-genus mesh, and automatic methods, where there is minimal user interaction and the program automatically creates the high-genus mesh. In the interactive category, two different methods have been developed. The first allows the creation of multi-segment, curved handles between two different faces, which can belong to the same mesh or to geometrically distinct meshes. The second method, which is referred to as ``rind modeling'', provides for easy creation of surfaces resembling peeled and punctured rinds. The automatic category also includes two different methods. The first one automates the process of creating generalized Sierpinski polyhedra, while the second one allows the creation of Menger sponge-type meshes. Efficient and robust algorithms for these approaches and user-friendly tools for these algorithms have been developed and implemented

Representação, visualização e manipulação de dados médicos tridimensionais: um estudo sobre as bases da simulação cirúrgica imersiva

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.Dados tridimensionais referentes a pacientes são utilizados em diversos setores médico-hospitalares, fornecendo embasamento à diagnósticos e orientação durante procedimentos cirúrgicos. No entanto, apesar de bastante úteis estes dados são bastante inflexíveis, não permitindo que o usuário interaja com estes ou os manipule. O emprego de técnicas de computação gráfica e realidade virtual para a representação destes dados sanaria estas dificuldades, gerando representações indivíduais e adaptadas para cada paciente e permitindo a realização de planejamentos cirúrgicos e cirurgias auxiliadas por computador, dentre outras possibilidades. A representação destes dados e as formas de manipulação devem conter um conjunto de elementos e obedecer alguns requisitos para que se obtenha realismo nas aplicações, caso contrário, o emprego destas técnicas não traria grandes vantagens. Analisando os elementos e requisitos a serem obedecidos, é construído um grafo de dependências que mostra as técnicas e estruturas computacionais necessárias para a obtenção de ambientes virtuais imersivos realistas. Tal grafo demonstra as estruturas de dados para representação de sólidos como peça chave para este tipo de aplicativos. Para suprir as necessidades destes, é apresentada uma estrutura de dado capaz de representar uma vasta classe de topologias espaciais, além de permitir rápido acesso a elementos e suas vizinhanças, bem como métodos para a construção de tal estrutura. É apresentada, também, uma aplicação para mensuração de artérias utilizando a estrutura e os métodos previamente mencionados e os resultados por obtidos por estes