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Sistema Linux voltado ao uso da computação gráfica 3D para às áreas da saúde humana, veterinária e perícia.

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Linux 3DCS

Sistema Linux voltado ao uso da computação gráfica 3D nas áreas da saúde humana, veterinária e perícia.

Precedentes

Trabalho com o Linux como principal sistema desde 2005. Nesse longo período tive a oportunidade de testar muitas distribuições e versões, desde as mais fáceis até as mais complexas, que demandam amplo conhecimento por parte do usuário para poder operá-las.

Uma das característica mais interessantes do Linux é a sua flexibilidade, ele se adequa a várias situações e uma das mais legais é a possibilidade de instalarmos ele em um pendrive com suporte a escrita, isso significa que você pode levar o sistema no seu bolso para qualquer lugar, plugar o dispositivo em qualquer computador e usufruir de um Linux completo à sua disposição.

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Eu sempre andei com um desses, seja por necessidade em caso de quebra no sistema, ou mesmo por poder usar computadores mais potentes que o meu modesto notebook, que levo comigo em minha viagens. Se o sistema quebrasse, bastaria dar um pequeno comando que o conteúdo do pendrive fosse copiado para o HD e em poucos minutos eu teria um sistema rodando nele. Se eu estivesse fazendo algum trabalho que demandasse melhor processamento, bastaria plugar o pendrive um uma máquina mais potente e em pouco tempo lá estava eu trabalhando sem a dor de cabeça das limitações anteriores.

Profissionalmente eu trabalho com computação gráfica 3D, mais precisamente, com desenvolvimento de metodologias para os campos da saúde humana, veterinária e arqueologia. Além disso, ministro cursos onde ensino técnicas de planejamento cirúrgico, digitalização 3D e confecção de prótese, dentre outras coisas.

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Nos últimos meses, em face a grande demanda de ferramentas mais simples para usuários iniciantes, decidi conjuntamente com uma série de especialistas, desenvolver addons em Python script no Blender, criando alternativas simplificadas e acessíveis para aqueles que estão começando com a modelagem e animação 3D.

O grande desafio de se utilizar essas soluções é justamente configurar a área de trabalho de modo que o aluno possa ter à sua disposição uma série de ferramentas livres e/ou gratuitas para acompanhar as aulas e posteriormente seguir trabalhando.

Eu tentei criar uma forma de dar suporte aos 3 sistemas operacionais mais populares para a produção 3D: Windows, MacOSX e Linux, mas percebi que isso consumiria muito tempo do meu trabalho e o resultado não seria satisfatório, posto que eu gastaria muito tempo compilando pacotes e estudando uma forma de portar alguns deles para sistemas que apresentavam problemas nas compilações.

Como sou apenas uma pessoa e os meus parceiros de pesquisas não estão vinculados à área da computação, decidi então focar os esforços em um ponto que juntaria tudo de uma só vez: o conhecimento em Linux, o trabalho pessoal de configuração de ambiente e as necessidades da docência. Nasceu assim a solução chamada Linux 3DCS.

O que é o Linux 3DCS

O Linux 3DCS nada mais é do que o sistema que uso em meu pendrive convertido em um arquivo de imagem ISO que pode ser clonado em outros pendrives ou mesmo em HDs.

Ele contém todas as ferramentas necessárias para que os nossos alunos possam acompanhar o conteúdo abordado nas aulas e utilizarem os addons desenvolvidos por nós, sem a necessidade de investir um tempo precioso configurando-os em seus computadores.

Esse projeto não se trata de uma distribuição própria, mas apenas um elemento facilitador para os nossos alunos ou mesmo aqueles que desejarem aprender mais sobre computação gráfica 3D aplicada às ciências da saúde.

No entanto, como explanado anteriormente, esse sistema é desenvolvido por poucas pessoas e não temos a possibilidade de oferecer suporte à ele de forma ampla. Sendo assim, o uso e instalação dessa ferramenta é por sua própria conta e risco.

Projetos que utilizam o Linux 3DCS

Pacotes e alternativas para outros SOs

A distribuição é baseada no Ubuntu Netboot por conta de sua leveza, poder e suporte, mas em tese pode ser montada a partir de outras distros como o Arch, Fedora, Suse, etc. Além disso, com exceção do pacote Dicom2Mesh que apresenta poblemas de compilação no Winwos, todos os outros, ou têm um binário instalável nos demais sistemas operacionais, ou oferecem o código-fonte comprovadamente compilável no Windows, MacOSX e Linux.

Seguem abaixo os pacotes com a descrição e alternativas para o seu sistema:

  • Xubuntu Minimal Desktop

    • Gerenciador de janelas XFCE, leve e robusto.
    • Motivo: Possui a leveza de sistemas pequenos como o LXDE e as facilidades de um sistema grande como o GNOME.
    • Windows e MacOSX já contam com gerenciadores de janelas nativos.

  • Blender

  • Cork (compilado)

    • Booleanas complexas, disponível em: https://github.com/gilbo/cork
    • Motivo: Resolver as deficiências do sistema nativo do Blender (e de outros programas semelhantes) que pecam muito ao trabalharem com malhas complexas provindas de tomografias computadorizadas.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • OpenMVG (compilado)

    • Fotogrametria. Tracking de cameras e geração de nuvem esparsa de pontos, disponível em: https://github.com/openMVG/openMVG
    • Motivo: Solução via linha de comando, o que permite o acesso através de Python script. Além dessa facilidade os resultados são muito rápidos quando confrontados com outros programas livres da mesma categoria.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • OpenMVS (compilado)

    • Fotogrametria. Geração de nuvens densas de pontos, geração de malha 3D e texturização, disponível em: https://github.com/cdcseacave/openMVS/
    • Motivo: Assim como o OpenMVS permite o uso através de linha de comando, além da qualidade dos resultados.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • MeshLab

    • Editor de arquivos 3D, disponível em: http://www.meshlab.net/#download
    • Motivo: Conversão de arquivos em linha de comando (via meshlabserver) e alternativa robusta para aplicação de filtros em malhas 3D.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • Dicom2Mesh (compilado)

  • Slicer

    • Visualização e reconstrução 3D de tomografias computadorizadas, disponível em: http://download.slicer.org/ Motivo: Ampla gama de recursos relacionados a edição de arquivos DICOM. Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • CloudCompare

    • Comparação gráfica e tridimensional de malhas, disponível em: http://www.danielgm.net/cc/release/
    • Motivo: Permite ao usuário gerar gráficos de comparação entre malhas, principalmente Pós Cirúrgico Real vs. Pós Cirúrgico Digital.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • InVesalius

    • Visualização e reconstrução 3D de tomografias computadorizadas, disponível em (com arquivos de exemplo): https://softwarepublico.gov.br/social/invesalius/download
    • Motivo: Reconstrução 3D mais fácil quando comparada a metodologia do Slicer 3D.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • Google Chrome

  • Gimp

    • Editor de imagem, disponível em: https://www.gimp.org/downloads/
    • Motivo: É o mais poderoso dentre os editores de imagem livres.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • SimpleScreenRecorder

    • Gravador de tela do sistema Linux, disponível em: http://www.maartenbaert.be/simplescreenrecorder/
    • Motivo: Leve, fácil de usar, com várias opções de configuração. É uma ótima ferramenta, tanto para o professor que vai criar as suas aulas, quanto para o aluno que pode gravar as suas.
    • Para o Windows use o software gratuito aTube Catcher e no MacOSX você pode capturar a tela com o QuickTime.

  • Gnome-Screenshot

    • Captura de tela.
    • Motivo: É o mais intuitivo dos programas livres disponíveis.
    • Windows e MacOSX já contam com captura de tela nativa.

  • Inkscape

    • Editor de gráficos vetoriais, disponível em: https://inkscape.org/pt-br/baixar/
    • Motivo: Leve, trabalha com vários formatos de arquivos, abre PDFs e pode ser usado em conjunto com o Blender.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • Kdenlive

    • Editor de vídeo, disponível em: https://kdenlive.org/download/
    • Motivo: Ao mesmo tempo que é simples de se trabalhar, o Kdenlive oferece uma grande número de ferramentas, permitindo ao usuário fazer trabalhos com qualidade profissional. Para os alunos é uma boa ferramenta para edição e compressão de aulas gravadas.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • Nautilus

    • Gerenciador de arquivos.
    • Motivo: Prático e poderoso, oferece facilidades que o destacam em relação aos demais gerenciadores livres, como o amplo suporte a formatos de arquivos e montagem de partições.
    • Windows e MacOSX já contam com gerenciadores de arquivos nativos.

  • Vlc

    • Player de vídeo.
    • Motivo: Simples e poderoso, abre os mais diversos formatos de vídeo.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • Gedit

    • Editor de texto.
    • Motivo: Oferece coloração de sitaxe, o que é excelente ao se editar scripts.
    • Windows e MacOSX já contam com editores nativos.

  • Eye of Gnome

    • Visualizador de imagens.
    • Motivo: Fácil de usar, oferece uma interface limpa e visualização com antializasing ativo.
    • Windows e MacOSX já contam com visualizadores de imagens nativos.

  • Mozilla Firefox

    • Browser de internet.
    • Motivo: Alternativa ao Chrome.
    • Roda em: Windows, MacOSX e Linux.

  • File-Roller

    • Pacote com suporte a compactação e descompactação de vários formatos de arquivos.
    • Motivo: Ativa a possibilidade de compactar e descompactar arquivos diretamente pelo Nautilus.
    • Escolha a sua opção de descompactador para Windows e MacOSX, dentre as várias disponíveis ne internet.

Como baixar e rodar

Siga o tutorial: http://www.ciceromoraes.com.br/doc/pt_br/OrtogOnBlender/Instalacao_Linux3DCS.html

Materiais disponíveis

Além dos programas compilados e dos addons desenvolvidos pelas equipes, você encontrará dentro do diretório Documentos as seguintes pastas e arquivos:

  • TOMOGRAFIA
    • Diretório contendo uma série de arquivos DICOM para reconstrução 3D automática.
  • FOTOGRAFIAS
    • Diretório contendo uma série de fotografias para a digitalização 3D baseada em fotogrametria.
  • LIVRO.pdf
    • Livro eletrônico gratuito intitulado "Manual de Reconstrução Facial 3D Digital" de Cícero Moraes e Paulo Miamoto.
    • Aborda desde a computação gráfica 3D básica até o funcionamento de técnicas relacionadas a fotogrametria, reconstrução de tomografias computadorizada e reconstrução facial forense.
    • ISBN 978-85-420-0748-0.
  • TEMPLATE_basico.blend
    • Arquivo utilizado para o planejamento de cirurgia ortognática contendo os modelos básicos.
  • TEMPLATE_completo.blend
    • Arquivo utilizado para o planejamento de cirurgia ortognática contendo os modelos de todo o processo.

Agradecimentos

Everton da Rosa, Rodrigo Dornelles, Pablo Maricevich, Graziane Olimpio e Adriano Rocha Campos.

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