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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E EXATAS BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO RECONSTRUÇÃO FACIAL FORENSE COMPUTADORIZADA EM UM AMBIENTE OPEN SOURCE: UMA CONSTRUÇÃO BIBLIOGRÁFICA Lais Farias Alves Jequié - Bahia 2014 Jequié – BA 2014 RECONSTRUÇÃO FACIAL FORENSE COMPUTADORIZADA EM UM AMBIENTE OPEN SOURCE: UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado a Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Campus de Jequié, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Sistemas de Informação. Orientador: Profº. Dr. Robson Hebraico Cipriano Manicoba Co-orientador: Cícero André de C. Moraes LAIS FARIAS ALVES LAIS FARIAS ALVES RECONSTRUÇÃO FACIAL FORENSE COMPUTADORIZADA EM UM AMBIENTE OPEN SOURCE: UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Monografia apresentada à disciplina Trabalho de Conclusão de Curso II e ao Colegiado do Curso de Sistemas de Informação da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – UESB, Campus de Jequié, como requisito parcial para a obtenção do titulo de Bacharel em Sistemas de Informação. Aprovada em __/__/ 2014. BANCA EXAMINADORA Saulo Correa Peixoto Mestre em Administração Pública - Fundação Getúlio Vargas / Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia Robson Hebraico Cipriano Maniçoba Doutor em Engenharia Elétrica e de Computação - UFRN Professor da Disciplina Trabalho de Conclusão de Curso II e Orientador/ Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia Valéria Argolo Rosa de Queiroz Mestre em Ciência da Computação - UFP / Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia Dedico este trabalho a Deus, quem me concede a sabedoria, a meus pais que me deram forças e um grande exemplo de perseverança e irmãos que amo muito, ao meu companheiro que sempre me apoia e aos meus amigos que sempre estiveram ao meu lado. AGRADECIMENTOS A Deus por me conceder toda a sabedoria para aprender e absorver todos os conhecimentos que todos os professores me passaram durante toda a minha jornada da graduação. Aos meus pais, que sempre buscaram todas as oportunidades para que eu sempre continuasse a estudar e crescer como pessoa e ao belíssimo exemplo de vida, amor, luta, perseverança, coragem, força e honestidade que me ensinam a cada dia. Aos meus irmãos, em especial a Lorena e Daiane, que me deram muito amor e compreensão durante esse período da construção da monografia Ao Prof. Robson Cipriano, meu orientador e amigo de todas as horas, que acompanhou nessa reta final onde pude alcançar o objetivo da conclusão desse trabalho ao qual me dediquei muito. A Cícero Moraes, meu co-orientador, amigo e grande referência da qual tenho para minha vida, de paixão pelo que faz e sucesso naquilo que gosta de trabalhar. Ao Prof. Saulo Peixoto, que me acompanhou no início do meu trabalho e me orientou muito para que eu conseguisse ter um rumo na pesquisa do tema apresentado. Ao meu companheiro e grande amor Cleiton Galvão, que sempre esteve ao meu lado me apoiando e me encorajando a continuar escrevendo este trabalho a cada manhã, tarde, noite e até mesmo na madrugada. Aos meus irmãozinhos de coração Vinícius Hipólito e Vinícius Souza, que sempre estiveram comigo e sempre buscaram me incentivar na escrita desse tema e por diversas vezes darem um puxão de orelha para que eu não ficasse parada. As minhas amigas próximas Mariana, Milena, Marta, Sâmela, Elaine, Roseane, Jaqueline, Michelli e também amigos distantes da Geekpride em especial, Estelinha, Karol, Laissa, Luis, Renato, Bryan, Rodrigo e Allan, amigas e amigos estes que sempre acreditaram no meu potencial. Às Professoras Valéria e Naiara que sempre se preocuparam comigo e com o meu trabalho, obrigada por toda atenção e carinho. Aos professores que contribuíram para meu crescimento durante esse período da minha graduação. Não que sejamos capazes, por nós, de pensar alguma coisa, como de nós mesmos; mas, a nossa capacidade vem de Deus. - II Coríntios 3:5 ALVES, Lais Farias. Reconstrução Facial Forense Computadorizada em um Ambiente Open Source: uma revisão bibliográfica. 2013. 81f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Bacharel em Sistemas de Informação) – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Jequié, 2013. RESUMO A identificação de indivíduos é de grande valia para a sociedade nos mais variados âmbitos, e a Reconstrução Facial Forense pode ser utilizada para reconhecer cadáveres que são encontrados em um estágio de difícil identificação. Esse trabalho não aborda apenas a construção da bibliografia a respeito da Reconstrução Facial Forense, mas também a importância da utilização de Softwares Open Source e Livres para a construção desde processo, colocando assim as vantagens e desvantagens do mesmo em relação aos Softwares Proprietários, e com isso buscar a popularização dessa técnica. A construção de uma revisão bibliográfica a respeito do tema em questão foi realizada a partir de pesquisas em bases eletrônicas e contato direto com autores, analisando o processo de Reconstrução Facial Forense e de como o mesmo pode ser realizado em um ambiente Open Source. Palavras-chave: Reconstrução Facial. Forense. Open Source. Softwares Livre. Softwares Proprietários ALVES, Lais Farias. Forensic Facial Reconstruction Computed on an Open Source environment: a literature review. 2013. 81f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Bacharel em Sistemas de Informação) – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Jequié, 2013. ABSTRACT Identifying individuals is of great value to society in various fields, and Forensic Facial Reconstruction can be used to recognize bodies that are found in a stage of identification difficult. This work not only addresses the construction of the literature regarding the Forensic Facial Reconstruction, but also the importance of using Open Source and Free Software to build long process, thus placing the advantages and disadvantages of the same owner for the Software, and thus find the popularization of this technique. The construction of a literature review on the subject in question, was performed from research in electronic databases and direct contact with authors, analyzing the process of Forensic Facial Reconstruction and how it can be done in an Open Source environment. Key-words: Facial Reconstruction. Forensic. Open Source. Free Software. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Anatomia di testa maschile ou testa di Zumbo, Firenze. Fonte: Arte.It.... 16 Figura 2 - Reconstrução facial de Valentina Kosova. Fonte: Fundamentos... (1949) ..................................................................................................................................18 Figura 3 - Tela do StereosScan. Fonte: SOFTPEDIA(2013) ................................... 27 Figura 4 - Tela do Mimics. Fonte: HUANG (2012).................................................... 28 Figura 5 - Tela do 3DS Max. Fonte: STLNEWS (2012) ........................................... 28 Figura 6 - Diagrama das quatro liberdades do Software Livre. Fonte: FARIAS (2011) ….............................................................................................................................. 30 Figura 7 - Tela do PPT-GUI. Fonte: MORAES (2012) ............................................. 34 Figura 8 - Tela do InVesalius. Fonte: MORAES (2012) …....................................... 36 Figura 9 - Tela do Blender 3D. Fonte: (AUTOR, 2013) ........................................... 37 Figura 10 - As 15 variáveis referentes ao SL e SP. Fonte: (FARIAS, 2011) ........... 38 Figura 11 - Malhas obtidas no StereosScan. Fonte: (MORAES, 2013) …............... 48 Figura 12 - Malhas obtidas no PPT. Fonte: (MORAES, 2013) ................................ 49 Figura 13 - Resultado da reconstrução. Fonte: (MORAES, 2013) .......................... 49 Figura 14 - Reconstrução da Thotmea. Fonte: (SANTOS; MOARES, 2013) .......... 51 Figura 15 - Imagem da Thotmea renderizada. Fonte: (SANTOS; MOARES, 2013) 51 Figura 16 - Reconstrução 3D da pele e das bandagens no software InVesalius. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013).............................................................. 52 Figura 17 - Reconstrução 3D da parte óssea no software InVesalius. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) ….................................................................... 53 Figura 18 - Modelagem dos músculos e do nariz finalizadas. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) …....................................................................................... 53 Figura 19 - Linhas de projeção do nariz. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) ….............................................................................................................................. 54 Figura 20 - Projeção da imagem da textura da face do bebê. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) …....................................................................................... 55 Figura 21 - Visualização do modelo já finalizado com cabelos e indumentária na janela 3D do software Blender. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) .......... 56 Figura 22 - Renderização final da reconstrução facial forense, já com os cabelos e a indumentária a moda da época. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) ......... 56 11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS RFF Reconstrução Facial Forense TM Tomografia Computadorizada RM Ressonância Magnética PPT Python Photogrammetry Toolbox 3D Três Dimensões 3DS Max Três Dimensões Studio Max DNA Ácido Desoxirribonucleico DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine GNU GNU is not UNIX FSF Free Software Foundation ATOR Arc-Team Open Research STL Standard Template Library SCIELO ScientificEletronic Library Online MEDLINE US National Library of Medicine RAM Random Access Memory GPL General Public License API Application Programming Interface OpenGL Open Graphics Library SL Software Livre SP Software Proprietário 12 DSL Desvantagem do Software Livre VSL Vantagem do Software Livre DSP Desvantagem do Software Proprietário VSP Vantagem do Software Proprietário 13 Sumário Introdução .......................................................................................................... 14 Metodologia ........................................................................................................ 16 Reconstrução Facial Forense ............................................................................ 18 3.1 Breve Histórico.......................................................................................... 18 3.2 Estado da Arte ........................................................................................... 21 3.3 Reconstrução Facial Forense em um Ambiente Open Source ............. 25 3.3.1 Obtenção dos Dados do Crânio ....................................................... 25 3.3.2 Digitalização dos Dados Obtidos ..................................................... 26 3.3.3 Organização dos Dados .................................................................... 26 3.3.4 Reconstrução Facial Forense ........................................................... 27 Softwares Proprietários ...................................................................................... 28 Softwares Open Source ..................................................................................... 31 5.1 As Quatro Liberdades do Software Livre ................................................ 31 5.2 Os Dez Critérios para Definição de Open Source .................................. 32 Softwares Utilizados na Reconstrução Facial em um Ambiente Open Source .. 35 6.1 Python Photogrammetry Toolbox (ppt) ................................................... 35 6.2 InVesalius .................................................................................................. 36 6.3 Blender 3D ................................................................................................. 38 Software Livre Vs Software Proprietário: Vantagens e Desvantagens ............... 40 7.1 Discussão Acerca dos Resultados Expostos ........................................ 48 Trabalhos Desenvolvidos no Campo da Arqueologia ........................................ 50 8.1 Australopithecus Afarensis: O Diário de uma Reconstrução ............... 50 8.2 A Reconstrução de Tothmea ................................................................... 52 8.3 Forensic 3D Facial Aproximation From a CT Scan Video Of a Mummified Egyptian-Roman Child .................................................................... 54 Considerações Finais ......................................................................................... 59 Referências ............................................................................................................... 60 ANEXO A – Tabela com Medidas Craniométricas .................................................... 68 14 INTRODUÇÃO A identidade sempre foi algo bastante relevante para os seres humanos. Quando se trata de diferenciação para a sociedade e consequente obtenção de seus direitos, características morfológicas, biológicas e psicológicas são usadas para diferenciar os indivíduos uns dos outros desde o nascimento, mesmo em casos de gêmeos univitelinos (JOBIM et all, 2012). A identificação post-mortem1 também é extremamente importante, pois serve de base nas investigações criminais e também garante a preservação dos direitos e deveres dos herdeiros. Para a Criminalística, que realiza oficialmente a identificação cível e criminal, identificar e classificar as características individualizadoras são desafios constantes. Em alguns casos, cadáveres são encontrados em situações em que a identificação é comprometida devido às condições às quais tais corpos foram expostos. Uma das técnicas para se obter a identidade da vítima, nesses casos em que a identificação não pode se dar de imediato, devido as condições do cadáver, é por meio da Reconstrução Facial Forense (RFF) tridimensional, que pode ser feita de modo manual ou computacional. Tal técnica consiste num processo em que são analisadas as características presentes no crânio e a partir delas, é realizada uma reconstrução facial digital. A reconstrução facial forense digital é possível devido ao avanço da tecnologia e da existênciade softwares para modelagem em três dimensões (THEODORO, 2011). Os softwares mais utilizados para esse processo de reconstrução são de licença privada e de custo elevado a exemplo do Maya 3D e 3DS Max (AUTODESK, 2013), o que levanta o questionamento de como essa situação pode ser mudada com o uso de uma solução Open Source. Sendo esta um processo onde a RFF seja realizada em um ambiente no qual os softwares utilizados sejam totalmente Open Source. Destarte, abre-se o horizonte para um estudo mais detalhado de como seria esse processo e de como essas ferramentas, que são utilizadas para a implementação no processo de reconstrução facial em um ambiente Open Source, podem contribuir para bons resultados, com qualidade aceitável e custo significativamente reduzido, o que proporciona maior descentralização e 15 disseminação da técnica. Diante de tal lacuna no estado da arte, emergiu a inquietação que norteia o projeto em tela, que tem como objetivo construir uma revisão bibliográfica a respeito do tema em questão, analisando o processo de Reconstrução Facial Forense e de como o mesmo pode ser realizado em um ambiente Open Source. 1 Post-mortem: Termo em latim que significa “depois da morte”. 16 METODOLOGIA Para alcançar os objetivos, foi realizado um levantamento bibliográfico integrado, que buscou coletar informações relacionadas à reconstrução facial forense no ambiente supracitado e seus respectivos avanços assim como, a análise da documentação dos softwares que são utilizados durante o processo da reconstrução, para posteriormente ser comparado com outros softwares, sendo estes proprietários, que realizam as mesmas funções e assim apresentar no que os softwares Open Source se diferenciam dos proprietários. Para obter a base bibliográfica foi realizada pesquisa em bases eletrônicas, como por exemplo, da ScientificEletronic Library Online (SCIELO), Google Acadêmico, US National Library of Medicine (MEDLINE), e na busca manual por citações em artigos científicos identificados. Também se procurou identificar referências em sites confiáveis como o Cogitas3D e o ATOR (Arc-Team Open Research). A consulta dos livros relacionados foi realizada na biblioteca da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, e com o contato com alguns autores via e-mail, o que proporcionou direcionamento e maior aprofundamento no conteúdo. Para a inclusão nesta pesquisa, os artigos utilizados foram analisados de acordo com alguns critérios, sendo estes: o estabelecimento da hipótese e objetivos da revisão integrativa; a qualidade de descrição das hipóteses/objetivos; qualidade do desfecho do tema desta pesquisa; qualidade na discussão e metodologia da reconstrução facial forense computadorizada; qualidade de apresentação da nova metodologia que se baseia em um ambiente Open Source e qualidade na apresentação da relevância que a reconstrução facial possui para a área forense. Os artigos publicados, com resumos disponíveis nas bases de dados selecionadas, foram ainda filtrados por critério temporal, sendo excluídos os que tiveram publicação em um período inferior ao ano de 2000. Dessa forma, buscou-se apresentar uma nova roupagem para as metodologias aplicadas no campo da arqueologia, através da utilização de um ambiente Open Source para obtenção e manipulação de dados para a reconstrução facial, alcançando resultados igualmente satisfatórios e tão efetivos quantos os alcançados por meio de metodologias consagradas já existentes, porém com custo significativamente reduzido. 17 A busca por trabalhos já realizados neste campo, que pudessem detalhar o sucesso dos resultados obtidos, foi essencial para a compreensão de como a adaptação das técnicas para o ambiente Open Source pode ser realizada a cada etapa até chegar ao resultado final. As limitações encontradas para o desenvolvimento do presente trabalho deram-se pelo fator da metodologia ser nova e pela pouca disponibilidade de referencial teórico que retratasse o tema com completude e fidedignidade. A exibição dos estudos e discussões foi feita de forma descritiva, no intuito de proporcionar ao leitor a avaliação da aplicabilidade da revisão integrativa composta, de maneira a atingir o objetivo dessa pesquisa. 18 RECONSTRUÇÃO FACIAL FORENSE 3.1 BREVE HISTÓRICO A modelagem de faces sobre caveiras não é um hábito recente, mas é certo que essa prática voltada para o âmbito cientifico é atual. Segundo Taylor (2001) Arte Forense é dividida em três áreas: Composição de Imagem, Modificação de Imagem e Reconstrução e Identificação post-mortem, sendo essa última a de interesse e abordagem deste trabalho. Nos dias atuais, essa arte é unida a ciência, trabalhando juntas para trazer resultados na identificação de indivíduos por meio da RFF. Nesta união, inicialmente temos como destaque o artista italiano Gaetano Giulio Zumbo (1656-1701), que produziu modelos realistas de corpos em estado de decomposição ou em processo degenerativo devido alguns tipos de doenças, o Testa dello Zumbo, modelo mais célebre do artista é um bom exemplo disso. Figura 1 - Anatomia di testa maschile ou testa di Zumbo, Firenze. Fonte: Arte.It. O exemplo mais antigo, relatado em livro acerca da RFF como uma tentativa de desenvolver essa arte voltada para área científica, é por meio do anatomista suiço Wilhelm His, que no ano de 1895 após fazer a medição de tecidos moles em alguns cadáveres reconstruiu a face do compositor Johann Sebastian Bach através 19 de uma reprodução da caveira do mesmo. Um aspecto existente nas primeiras tentativas de reconstrução é a quantidade pequena de cadáveres estudados para se obter a média dos chamados tissues depths, sendo esta a medição de profundidade de tecidos moles nos pontos estratégicos da face (MORAES, 2012a). Entretanto, com o avanço dos tempos essa realidade foi mudada, devido à mobilização de diversos pesquisadores que buscaram fazer um levantamento com mais precisão desses dados e com uma maior quantidade de amostra de pessoas e com diferentes etnias. Para a realização da RFF essas medições são de grande importância no que diz respeito à identificação. Elas possibilitam que a reconstrução seja feita com base na média de profundidade da popularização aumentando a chance de sucesso dos resultados e com isso atestando a autenticidade científica do processo. Contudo, sozinha a medição não é suficiente para a RFF. O russo Mikhail M. Gerasimov (1907-1970), que foi tardiamente reconhecido no ocidente devido a dificuldade da tradução de sua obra escrita em 1949, é uma figura obrigatória e marcante da história da arte forense. Gerasimov desenvolveu um método reconstruir faces modelando músculo a músculo e assim obtendo resultados surpreendentes como a exemplo da identificação de Valentina Kosova ilustrada na Figura 2. 20 Figura 2 - Reconstrução facial de Valentina Kosova. Fonte: Fundamentos... (1949) O método desenvolvido por Gerasimov tornou-se conhecido como “método russo”. O chamado como “método americano” foi desenvolvido a partir do trabalho do antropologista Wilton Krogman que o descreveu no ano de 1940. A pioneira na utilização dessa técnica foi Betty Pat. Gatliff, conhecida internacionalmente por suas contribuições que se iniciaram no ano de 1967, com sua primeira reconstrução realizada.21 Mas, além desses métodos já citados, existe mais um, o “Manchester method”. Esse método está entre o russo e o americano, devido realizar a reconstrução músculo a músculo tendo com base científica a profundidade de tecido do outro. Richard Neave, medical artist britânico, foi o desenvolvedor primo desse método no início da década de 1970 na universidade de Manchester na Inglaterra. 3.2 ESTADO DA ARTE A identificação de uma pessoa sempre foi algo que inquietou os seres humanos e isso é relatado até mesmo nos contos. Ulisses, personagem de Homero, em ‘Ilíada’, ao retornar à cidade de Tróia, é reconhecido por sua ama devido à cicatriz que possuía na perna. Penélope não o admitiu no leito sem antes identificá-lo com certo cuidado, evocando lembranças e segredos privativos de casal.” (JOBIM; COSTA; SILVA, 2012, p. 07). Existem situações onde se faz importante saber à identificação da pessoa, principalmente se esta situação ocorrer após a sua morte, pois, em certos crimes, o cadáver encontrado não apresenta as características que permitem o reconhecimento imediato da vítima. Assim, Theodoro (2011) salienta que a identificação é necessária e relevante não só por questões jurídicas, mas também por aspectos de caráter social e humanitário. Destarte, saber com autenticidade a identidade do cadáver permite que uma série de fatos sejam definidos. Sendo assim, no âmbito jurídico o reconhecimento do corpo possibilita que atitudes legais possam ser tomadas, como atestado de óbito, cumprimento dos direitos aos herdeiros, um novo casamento, entre outros fatos. Em se tratando de um crime, tal identificação vai auxiliar na busca do responsável ou dos responsáveis. De acordo com Clement e Marks (2005) os métodos mais confiáveis para se obter a identidade de uma pessoa são: datiloscopia, comparação ortodôntica e por comparação de DNA. A identificação por datiloscopia se dá por meio de coleta e comparação das impressões digitais obtidas de um indivíduo (vivo ou morto), posto que as 22 características presentes nas papilas dérmicas são definitivas e únicas em cada indivíduo, mesmo se este possuir um irmão gêmeo idêntico. Para a aplicação desse método não se faz necessário conhecimentos médicos, mas deve ser feita por profissionais treinados para tal, os chamados papiloscopistas (JOBIM et all, 2012). No caso de identificação por comparação ortodôntica, está é compreendida em três fases sendo essas: (fase um) primeiro registro, podendo ser por meio de ficha clínica com os dados acerca das condições bucais da pessoa, uma fotografia ou outro; (fase dois) segundo registro que consiste em obter um novo registro de acordo com as suspeitas sobre o indivíduo, e a terceira fase se trata da comparação entre as fases um e dois, onde é confirmada ou excluída a identidade do indivíduo em questão. Já na identificação por comparação de DNA são coletados materiais genéticos dos vestígios humanos que possibilitem a realização da reação em cadeia da polimerase (PCR), esse tipo de teste permite a amplificação seletiva, in vitro2, de sequências específicas do DNA que se deseja estudar. Mas, o problema quanto à contaminação com o DNA de outros indivíduos traz preocupação quanto à maneira que esse material é coletado. Diante desse problema, a odontologia legal vem contribuindo para que a extração seja o mais segura possível com a coleta do material genético a partir dos dentes do indivíduo. O uso de uma quantidade considerável de métodos de identificação utilizados e a necessidade de todos eles se dá porque os cadáveres sofrem diferentes desgastes, de acordo com o ambiente em que se encontram e com o tipo de ação sofrida durante e depois da morte. A preocupação com as técnicas de identificação é crescente, porque elas não são concorrentes, mas complementares. Observa-se que a variedade no uso de diferentes características identificadoras pode permitir a utilização de métodos mais baratos ou mais fáceis antes de recorrer a métodos mais caros ou mais difíceis, a exemplo da comparação de DNA. É importante salientar que tal metodologia nem sempre obtêm sucesso, pois em alguns casos de identificação não são encontrados materiais genéticos nos restos mortais da vítima. 2 In Vitro: é uma expressão latina (“em vidro”) que designa todos os processos biológicos que têm lugar fora dos sistemas vivos, no ambiente controlado e fechado de um laboratório e que são feitos normalmente em recipientes de vidro. 23 Apesar da introdução da análise do DNA de restos humanos, muitos casos permanecem não identificados. Aproximadamente 10% dos cadáveres desconhecidos não podem ser identificados por meio de dados odontológicos ou outros métodos”. (FERNANDES, 2010, p. 33) A reconstrução facial forense consiste em uma ferramenta que possibilita gerar uma lista de prováveis nomes que poderão ser confirmados por meio de exame de DNA, ou, por meio de outros métodos primários que permitam a identificação. Stephan e Devine (2009) descrevem a reconstrução como um método que consiste em recriar os traços faciais de um indivíduo tendo como base o seu crânio, sendo esse utilizado quando nenhum dos outros métodos possa ser aplicado. Em uma análise criteriosa, é possível notar que a reconstrução facial forense se trata de uma técnica que possibilita recriar a aparência facial de um indivíduo e em seguida proceder ao reconhecimento da identidade do mesmo. De posse dessa face reconstituída, pode-se fazer uso adequado das outras metodologias de reconhecimento individual. Fundamentalmente existem três técnicas principais de reconstrução facial forense e estas são: reconstrução bidimensional, tridimensional manual e tridimensional digital. Essa última é possível devido aos avanços tecnológicos cada vez maiores de softwares de modelagem em três dimensões (3D) (FERNANDES, 2010). Esses softwares permitem simular as condições reais similares a reconstrução tridimensional manual, com a modelagem e a inserção das medidas de tecidos moles de acordo com a tabela de pontos craniométricos (CRANIOFACIAL, 2013) em anexo deste trabalho. Os pontos craniométricos, em conjunto, possibilitam formar uma face. Esses pontos podem ser analisados em norma frontal, occipital, lateral e basal. Para realização das reconstruções faciais são obtidos os dados do crânio seco por meio de imagens digitalizadas, tomografia computadorizada (TC), Ressonância magnética (RM), fotografias, conversão de vídeo malha 3D; depois de obtidos, esses dados são transferidos para as ferramentas 3D e assim se inicia o processo de modelagem até se atingir a imagem completa da suposta face do indivíduo. 24 Para essa coleta de dados do crânio e posteriormente a modelagem em 3D da face, podem ser utilizados diversos softwares que podem possuir licença de uso proprietária ou gratuita, o que define com que a metodologia para a reconstrução facial possa ser de custo elevado ou não. Com o crescente avanço da tecnologia, novas melhorias na reconstrução facial forense vêm surgindo, assim como novas metodologias aparecem. Uma que vem ganhando espaço no campo da arqueologia é a que se utiliza de um ambiente Open Source pra realizar a reconstrução facial. Nesta nova metodologia, são utilizados softwares Open Source, totalmente gratuitos, tanto para a obtenção de dados do crânio quanto para a realização da modelagem dos tecidos moles. Essa nova metodologia se divide em duas técnicas de reconstrução facial, sendo que na primeira os dados do crânio são obtidos por meio de fotografias feitas poruma máquina fotográfica ou filmadora digital, na qual os arquivos são lançados em um software que faz o tratamento dessas imagens para assim gerar um arquivo que será utilizado e dará inicio a modelagem em um software 3D. Já na segunda, os dados do crânio são obtido por meio de RM ou TC no qual os arquivos de extensão Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) são importados para o software 3D e assim ter inicio na modelagem. Ambas as técnicas são eficazes para realizar a reconstrução facial, entretanto, a primeira técnica por utilizar uma máquina fotográfica ou filmadora digital na obtenção dos dados do crânio, tende a diminuir ainda mais os custos relacionados à metodologia, pois nem toda instituição conta com um aparelho de RM e TC disponível. Destarte aos avanços que essa metodologia vem obtendo para a arqueologia, devido a seus resultados satisfatórios obtidos nas reconstruções faciais de múmias e afins, surgiu a inquietação para que esta seja aplicada, pela criminalista, no auxilio da identificação de cadáveres, os quais são encontrados em estado que os métodos primários para identificação não podem ser aplicados. De acordo com WILKINSON (2008) a reconstrução ou aproximação facial, como assim também se refere, sem dúvidas se tornou extremamente valiosa em investigações forenses, pois com a suposta face do indivíduo por meio de anúncios públicos muitos são identificados. 25 3.3 RECONSTRUÇÃO FACIAL FORENSE EM UM AMBIENTE OPEN SOURCE Ter conhecimento da verdadeira face de um indivíduo que tem seus restos mortais em um determinado estado no qual não se pode fazer um reconhecimento rápido e nem se utilizar de metodologias mais consagradas para obter a identidade do então desconhecido é um grande desafio devido à falta de imagens que auxiliem na percepção da aparência do mesmo post-mortem. Então nesse caso deve ser utilizada a Reconstrução Facial Forense, pois esta, com base nos dados obtidos do crânio para um processo computadorizado do desconhecido e aplicando os pontos craniométricos pode se obter uma possível face desse indivíduo. Os softwares atualmente utilizados para a realização desse processo de reconstrução possuem uma licença para uso com valores que deixam o processo com um alto custo, contudo, estudos, que estão sendo realizados para uma nova solução de baixo custo, vêm apresentando resultados significativos para o campo da arqueologia. Essa nova solução se baseia na Reconstrução Facial Forense em um ambiente Open Source, no qual todo o processo, desde a obtenção dos dados até a reconstrução a partir desses dados, se dá por softwares Open Source. A utilização dos softwares Open Source se dá em todos os processos para a RFF e esse processo é composto por quatro etapas, sendo elas: obtenção de dados do crânio, digitalização dos dados obtidos, organização dos dados e a reconstrução facial forense de fato. Esses processos serão detalhados nos tópicos a seguir. 3.3.1 Obtenção dos Dados do Crânio A obtenção dos dados para a realização da RFF em um ambiente Open Source pode ser feita por meio de duas formas: usando o TC ou por meio da fotometria. A primeira gera uma sequência de arquivos de imagens com os dados do crânio do indivíduo e as distâncias dos cortes. Esses arquivos de imagens são enviadas para o InVesalius no qual é organizado os dados e também por meio deste é gerado um arquivo que será utilizado para a reconstrução da face em três dimensões. 26 A segunda forma, como já foi citada no parágrafo anterior, se dá por meio da fotometria com a utilização de uma câmera fotográfica ou filmadora digital. A fotometria é uma técnica que usa o deslocamento de imagens fotográficas para tirar medidas espaciais em três dimensões. Os cuidados na utilização dessa técnica devem ser em relação à iluminação do ambiente no qual vão ser feitas as fotografias para que o ponto de iluminação não mude de lugar (MORAES, 2013a). 3.3.2 Digitalização dos Dados Obtidos A digitalização dos dados é a etapa em que, com os dados já obtidos do crânio, seja por TC ou por fotometria são transferidos para o computador e para os softwares, sendo o Invesalius utlizado para os dados obtidos por TC e o Python Photogrammetry Toolbox (PPT) no caso da fotometria, que farão o processamento e tratamento desses dados, pois, mesmo com todos os cuidados tomados na obtenção desses dados, é necessário que estes passem por um processo no qual sejam tratados de modo que fiquem ideais para o processo de reconstrução e com isso garantir o sucesso dos resultados. 3.3.3 Organização dos Dados Nesta etapa, após os dados serem obtidos e transferidos para o computador, serão organizados para então se iniciar o processo da modelagem para a reconstrução da face. Caso o processo de obtenção desses dados tenha se dado por meio de TC, os dados obtidos, depois de importados para o InVesalius, possibilitam visualizar a sequência de imagens e filtrar a área de interesse, que é o crânio, e a partir dessa área gerar a malha 3D que será utilizada para a modelagem e reconstrução. No caso do processo realizado por meio de fotometria os dados serão importados para o PPT que com as imagens, realiza cálculos de todas as dimensões das fotografias gerando uma nuvem de pontos. Mas, esse é só o cálculo inicial, pois essa nuvem de pontos deve receber um novo tratamento para que esta seja refinada, e esse segundo processo de cálculos é realizado no mesmo PPT que no final do processo gera um arquivo para visualização. Após esse refinamento, é necessário que a nuvem de pontos se torne 27 em uma malha sólida para que assim seja utilizada para a modelagem e reconstrução. O processo de criação dessa malha sólida é realizado no software Mashlab, que com o arquivo gerado por meio do PPT, faz novos cálculos para que assim, a nuvem de pontos torne-se uma malha sólida e permitindo também a realização da “limpeza” dessa malha, para que ela seja importada para o software que realiza o processo de modelagem para a reconstrução. 3.3.4 Reconstrução Facial Forense O processo da reconstrução facial se inicia após a obtenção, digitalização e tratamento dos dados do crânio, no qual são transferidos para o software utilizado para a modelagem em três dimensões, o Blender 3D. O Blender 3D atua no papel de simular a modelagem da suposta face do indivíduo como se fosse o processo de reconstrução manual, porém, sendo este totalmente digital. A escolha do método ou métodos a serem aplicados para o processo da modelagem e reconstrução da face é muito importante, sendo os métodos conhecidos: o russo, americano ou o mais utilizado, o de Manchester. Esses métodos podem funcionar em conjunto também. A partir da escolha do método é possível saber como serão aplicadas a camada de músculos e tecidos moles sobre o crânio, durante este processo também são acrescentados os globos oculares. Findado todo o processo de reconstrução dos músculos e posicionamento dos globos oculares, a reconstrução da pele é iniciada e logo após pronta, aplica-se uma textura para que a pele obtenha uma cor que a torne mais real, seguindo as premissas das informações obtidas por meio do mapeamento acerca da etnia e do local onde viveu oi foi encontrado o indivíduo ao qual pertenceu o crânio (MORAES, 2013a). Com a conclusão desses processos de reconstrução são implantados os fios de cabelo e o resultado de todo esse o trabalho de modelagem, passa por um processo chamado de renderização que gera as imagens finais da reconstrução. 28 SOFTWARES PROPRIETÁRIOS Atualmente existem os mais diversos softwares para a obtençãode dados, refinamento de dados e modelagem de objetos em três dimensões. Esses softwares podem se dividir entre duas classes, sendo elas a dos proprietários e a dos gratuitos. Dentro da classe dos gratuitos ocorre a subdivisão dos que são Software Livre e dos que são Open Source. As ferramentas de software proprietárias que podem ser utilizadas para o processo de Reconstrução Facial Forense citadas para este trabalho são três: StereosScan: Para obtenção de dados por meio de fotometria; Mimics: Para obtenção de dados por meio de TC ou RM; 3DS Max: Para modelagem de objetos em três dimensões. O utilizado para o processo de dados obtidos por fotometria é conhecido como StereosScan. Entretanto, este software apresenta limitação no quesito processamento, pois só permite que sejam geradas malhas a cada duas fotografias, o que pode transformar o modelo em um quebra-cabeça dificultando assim o processo da Reconstrução Facial. Desenvolvido para processamentos de imagens médicas, o Mimics é um software de propriedade da Materealise (empresa de prototipagem rápida e desenvolvimento de software CAD para aplicações médicas e industriais). Essa ferramenta é usada para a segmentação de imagens médicas 3D, resultando em modelos em 3D em alta precisão da anatomia indivíduo. O 3DS Max um dos mais reconhecidos para a modelagem de objetos em três dimensões é uma ferramenta de propriedade da Autodesk (empresa de software de design e de conteúdo digital). Esse software possui funcionalidades que auxiliam no trabalho da modelagem simulando as condições reais de uma reconstrução manual do crânio seco e assim obter a suposta identidade do indivíduo. Essa ferramenta conta com um grande poder de processamento gerando renderizações de seus modelos com alta qualidade, renderizações essas que são possíveis devido a ter essa função integrada aos mesmos. Entretanto, para se ter acesso a todos esses softwares é necessária uma licença de uso proprietária, que tem o valor elevado, o que faz com que seu uso 29 para a reconstrução facial torne a metodologia e o seu processo de custo, tendo como consequência a pouca acessibilidade para as instituições que não tenham condições financeiras para adquirir os mesmos, dificultando assim a realização de estudos dessas instituições que venham a ter interesse em realizá-las. Figura 3 - Figura 3: Tela do StereosScan.Fonte: SOFTPEDIA(2013) 30 Figura 4 - Tela do Mimics. Fonte: HUANG (2012) . Figura 5 - Tela do 3DS Max. Fonte: STLNEWS (2012) 31 SOFTWARES OPEN SOURCE A utilização de softwares tornou-se de grande valia para as mais diversas tarefas do cotidiano, porém estes estão divididos em proprietários e livres, sendo que os livres tem ganhado um grande destaque nos dias atuais devido a filosofia que existe em torno dos mesmos e a partir dessa filosofia foram surgindo outras e uma delas é a Open Source Muito é discutido sobre os Softwares Open Source (em português, Softwares de Código Aberto), mas pouco se detalha a respeito de como é o funcionamento desses. Participantes da comunidade em torno da filosofia do Software Livre (SL), insatisfeitos com as quatro liberdades do SL (GNU) criaram a Open Source Initiative que adota o termo Open Source para se referir aos softwares livres (CAMPOS, 2006). Contrapondo ao que muitos imaginam em relação aos Softwares Open Source obtê-los não significa apenas ter acesso ao seu código-fonte, nem mesmo estar submetido às quatro liberdades abordadas no capítulo 5.1. Sendo que esta, para ser considerada pela Open Source Initiative como de código aberto deve atender à dez critérios da Definição de Código Aberto (Open Source Initiative) abordados no capítulo 5.2, que contém itens como Livre Redistribuição, Distribuição da Licença, entre outros. 5.1 AS QUATRO LIBERDADES DO SOFTWARE LIVRE Para um software ser considerado como SL, este precisa, além de proporcionar aos seus usuários a autonomia de executar, copiar, distribuir, estudar, mudar e melhorar o software, precisa também atender a quatro liberdades essenciais que são enumeradas de zero a três. Liberdade 0: A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito; Liberdade 1: A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá- lo às suas necessidades. Para tanto, acesso ao código-fonte é um pré- requisito; Liberdade 2: A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa 32 ajudar ao próximo; Liberdade 3: A liberdade de distribuir cópias de suas versões modificadas a outros. Desta forma, você pode dar a toda comunidade a chance de se beneficiar de suas mudanças. Para tanto, acesso ao código-fonte é um pré-requisito. Portanto, um programa é dito como SL, quando o usuário se beneficia de todas essas liberdades sem a necessidade de pedir ou pagar por uma permissão (FSF, 2013). Figura 6 - Diagrama das quatro liberdades do Software Livre. Fonte: FARIAS (2011) 5.2 OS DEZ CRITÉRIOS PARA DEFINIÇÃO DE OPEN SOURCE Para um software ser considerado com Open Source este não apenas deve dar acesso ao seu código fonte, mas também atender a dez critérios conforme a autora acrescenta de acordo com (OPENSOURCE, 2011), os quais cito abaixo: Critério 1: Distribuição livre (Free Redistribuition) A licença não deve restringir de nenhuma maneira a venda ou distribuição do 33 programa gratuitamente, como componente de outro programa ou não. Critério 2: Código fonte O programa deve incluir seu código fonte e deve permitir a sua distribuição também na forma compilada. Se o programa não for distribuído com seu código fonte, deve haver algum meio de se obter o mesmo seja via rede ou com custo apenas de reprodução. O código deve ser legível e inteligível por qualquer programador. Critério 3: Trabalhos Derivados A licença deve permitir modificações e trabalhos derivados, e deve permitir que eles sejam distribuídos sobre os mesmos termos da licença original. Critério 4: Integridade do autor do código fonte A licença pode restringir o código fonte de ser distribuído em uma forma modificada apenas se a licença permitir a distribuição de arquivos patch (de atualização) com o código fonte para o propósito de modificar o programa no momento de sua construção. A licença deve explicitamente permitir a distribuição do programa construído a partir do código fonte modificado. Contudo, a licença pode ainda requerer que programas derivados tenham um nome ou número de versão diferentes do programa original. Critério 5: Não discriminação contra pessoas ou grupos A licença não pode ser discriminatória contra qualquer pessoa ou grupo de pessoas. Critério 6: Não discriminação contra áreas de atuação A licença não deve restringir qualquer pessoa de usar o programa em um ramo específico de atuação. Por exemplo, ela não deve proibir que o programa seja usado em um empresa, ou de ser usado para pesquisa genética. Critério 7: Distribuição da Licença Os direitos associados ao programa devem ser aplicáveis para todos aqueles cujo o programa é redistribuído, sem a necessidade da execução de uma licença adicional para estas partes. 34 Critério 8: Licença não específica a um produto Os direitos associados ao programa não devem depender que o programa seja parte de uma distribuição específica de programas. Se o programa é extraído desta distribuição e usado ou distribuído dentro dos termos da licença do programa, todas as partes para quem o programaé redistribuído devem ter os mesmos direitos que aqueles que são garantidos em conjunção com a distribuição de programas original. Critério 9: Licença não restrinja outros programas A licença não pode colocar restrições em outros programas que são distribuídos juntos com o programa licenciado. Isto é, a licença não pode especificar que todos os programas distribuídos na mesma mídia de armazenamento sejam programas de código aberto. Critério 10: Licença neutra em relação à tecnologia Nenhuma cláusula da licença pode estabelecer uma tecnologia individual, estilo ou interface a ser aplicada no programa. 35 SOFTWARES UTILIZADOS NA RECONSTRUÇÃO FACIAL EM UM AMBIENTE OPEN SOURCE Na reconstrução facial forense em ambiente Open Source os softwares usados se dividem de acordo com a sua participação em cada etapa realizada no processo da metodologia, sendo que, na primeira etapa, são utilizados os que fazem a obtenção dos dados para processá-los e, na segunda, o que realiza a modelagem por meio desses dados gerados. Para a obtenção dos dados do crânio seco podem ser utilizados o PPT em conjunto com o Mashlab (no caso dados por fotografias) e o InVesalius (no caso de dados por meio de RM ou TC) e para a segunda etapa, que é onde é realizada a modelagem a partir desses dados obtidos por esses softwares, o Blender 3D. 6.1 PYTHON PHOTOGRAMMETRY TOOLBOX (PPT) O PPT é um Software Livre que implementa um pipeline para a execução da reconstrução 3D a partir de um conjunto de fotos, seguindo o processo de reconstrução clássico. O pipeline é projetado como um módulo python juntamente com uma API de alto nível, resultando em uma aplicação em três níveis sendo elas interface, módulos python e software. Ele recebe como entrada um conjunto de fotos e quando os registos destas possibilitam, realiza de maneira automática a reconstrução 3D e a realização desse processo é feito de maneira que o usuário é poupado da tarefa de conversão de dados e dos arquivos necessários para a comunicação dos componentes do software da cadeia. Este software é usado para reconstrução por fotometria que atua juntamente com softwares que auxiliam na parte intensiva da computação e de processamento, o Bundler para a estimativa de pose para a câmera e CMVS/PMVS para o cálculo denso da computação em nuvem (MOULON; BEZZI, 2006). Shell scripts autorizam e fornecem inicialmente o Bundler e CMVS/PMVS, entretanto a desvantagem do shell é que ele não é multiplataforma, não sendo utilizado para Windows. Outra questão é que a compilação dos softwares não é igualmente gerenciada para a mesma interface básica, sendo que para o Linux é utilizada Makefile e para Windows vcproj, necessitando assim de uma dupla 36 manutenção de compilação para ambas plataformas. Uma função wrapper gráfico foi desenvolvida com intuito de ocultar as chamadas de linha de comando que são necessárias para execução das cadeias por meio de módulos python, fazendo com que o fluxo de trabalho para o processo de reconstrução seja realizado em duas etapas. A manutenção do PPT se torna fácil devido ser um software multinível, assim o módulo inferior pode ser facilmente atualizado, porém respeitando a API de alto nível projetada tornando também a interface extensível. Todos os dados necessários para processar a reconstrução 3D estão localizados em um diretório temporário, onde é organizado o fluxo de dados que é criado no início do processo (MOULON; BEZZI, 2006). Figura 7 - Tela do PPT-GUI. Fonte: MORAES (2012) 6.2 INVESALIUS O InVesalius trata-se de um software livre, cuja a licença é da GNU General Public License (GPL) versão 2, com isso, permitindo que pesquisadores e 37 desenvolvedores universitários e de centros de pesquisas de todas a partes do Brasil e do mundo colaborem com o desenvolvimento aplicando também seus temas de pesquisa no desenvolvimento. O seu desenvolvimento é na linguagem de programação python, que refere-se a uma linguagem multi-paradigma, na qual permite o uso dos paradigmas orientados a objetos, procedural e funcional. Para o InVesalius o paradigma orientado a objetos foi usado em sua maior parte, somente em partes específicas que fez-se uso dos paradigmas funcional e procedural. A ação inicial do software se dá no carregamento dos dados de entradas que são os arquivos de imagens médicas podendo ser no formato DICOM ou Analyse. Esses formatos correspondem aos dos gerados por TC e RM. Para o formato DICOM, a biblioteca utilizada foi GDCM (MALATERRE, 2011) e para o formato Analyse a biblioteca Nibabel (NIBABEL, 2011), salientando que a biblioteca GDCM admitiu que os arquivos DICOM com alteração do padrão e também arquivos compactados, que atualmente vem se tornando muito comuns devido ao seu menor tamanho. Na entrada, as imagens enviadas são convertidas para uma matriz em três dimensões, matriz essa, que é mantida numa estrutura memmap em arquivo em disco e mapeada em memória RAM através da camada de sistema mmap, no qual apenas os dados da matriz necessários são mantidos em memória, e assim, quando outros dados se fizerem necessários são transportados do arquivo em disco para a memória RAM. Tática essa que admite que arquivos de exames médicos com grande volume de fatias ocupem menos memória ao invés de do que se todas fossem carregadas. O mmap tem uma estrutura que é fornecida pela biblioteca Numby (KINSER, 2009), biblioteca numérica para o python que fornece matrizes, vetores e operações matemáticas. Sendo de fácil utilização, essa biblioteca facilita o acesso aos dados de uma matriz, pois ele utiliza índices ao invés de chamadas detalhadas dos funções ou métodos. A interface gráfica foi construída com a utilização da biblioteca multi-plataforma wxpython, sendo esta biblioteca padrão do sistema operacional em que se está sendo rodada, mantendo uma aparência de uma aplicação nativa necessitando apenas de alguns ajustes (AMORIM; MORAES; AZEVEDO; SILVA, 2011). 38 Figura 8 - Tela do InVesalius. Fonte: MORAES (2012) 6.3 BLENDER 3D O Blender 3D consiste em uma suíte Open Source para computação gráfica distribuído sob a licença GPL contendo vários recursos. No início, por volta dos anos 90, o Blender era um projeto proprietário, pertencente a uma empresa chamada NaN (Not a Number) de Ton Rosendaal. Essa empresa era especializada em animação e produção de mídia e comunicação visual. Mas, devido a uma grande crise, a empresa teve que se desfazer de seu produto, que na época era proprietário, o Blender. Mas, devido a uma grande comoção dos usuários do Blender, estes começaram a levantar o valor necessário para adquirir o software e assim poder lançá-lo para uma licença livre. O capital levantado com as doações chegou a R$ 1.000.000,00 e com isso foi possível comprar o software e posteriormente doá-lo para uma comunidade do Software Livre. Nos dias de hoje, o Blender é mantido por uma fundação Dinamarquesa, Blender Fundation, sendo usado profissionalmente para curta metragem, filmes, agências de publicidade e comunicação e também é recomendado pala Peugeot para seu próprio concurso de modelagem de carros, o Peugeot Design Contest (ANDRADE, 2008). 39 Atualmente, o Blender além de suportar a modelagem 3D, montagem, animação, simulação, criação de jogos, renderização, composição e rastreamento de movimento, também faz edição de vídeos e imagens. E para os usuários mais avançados, pode ser empregada a API do Blender para python script e com isso tornar possível a personalização da aplicação quepoderá ser acrescentada para futuras versões do Blender. Sendo uma aplicação multi-plataforma, ele funciona semelhantemente tanto para Windows, Linux e Macintosh e sua interface utiliza-se do OpenGL, que consiste em uma biblioteca gráfica para o desenvolvimento de aplicativos gráficos, ambientes 3D, jogos, entre outros (BLENDER, 2013). Figura 9 - Tela do Blender 3D. Fonte: (AUTOR, 2013) 40 SOFTWARE LIVRE VS SOFTWARE PROPRIETÁRIO: VANTAGENS E DESVANTAGENS Segundo Bressan e Giacomini (2008) a análise das vantagens e desvantagens do Software Livre em relação ao Software Proprietário, podem ser feitas de acordo com quinze variáveis (figura 10), das quais a cinco primeiras são sobre custos totais de propriedade e as dez restantes sobre aspectos técnicos e difusão. Figura 10 - As 15 variáveis referentes ao SL e SP. Fonte: (FARIAS, 2011) 1. CLI (Custo de Licença): Refere-se ao valor derivado do direito para utilização do software. Pode-se dizer que para o SL o custo de licenciamento é zero ou menor do que o para o licenciamento do SP (IWASAKI, 2008; DIDIO, 2005). 2. CPA (Custo de Aquisição): Refere-se ao custo para obtenção do software ou de seu pleno fornecimento (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Pode haver fornecimentos que encarecem o SL, caso dos que incluem a documentação em papel e manuais detalhados de instalação e administração do sistema, mas que praticamente cobrem custos e, mesmo assim, tornam-se menos dispendiosos que o SP, como mostram os procedimentos de fornecimento da Debian, Conectiva e Red Hat (HEXSEL, 2002; TONG, 2004 e IWASAKI, 2008). 41 3. CAT (Custo para Atualização): Diz respeito ao custo para novas versões e inovações (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). As atualizações do SL geralmente são obtidas da mesma maneira da qual foram adquiridas e assim também igualmente distribuídas de forma livre, tornando-se assim menos onerosas que a do software proprietário (TONG, 2004; IWASAKI, 2008). A Justificativa desse menor custo dar-se em função do seu caráter socializador de conhecimentos, algo proporcionado pela contribuição de desenvolvedores (IWASAKI, 2008) 4. CSM (Custo de Suporte/Manutenção e Operação de Sistemas): São os custos decorrentes do suporte técnico, manutenção e operação do sistema (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Devido a menor difusão do SL a boa oferta de técnicos que tenham conhecimento em tal sistema no mercado é pouca, tornando-se assim os serviços mais onerosos pela própria lei da oferta e demanda (HEXSEL, 2002). Por outro lado, o custo de manutenção do software livre seria menor do que o do software proprietário devido a uma qualidade mais durável do SL (EUROPEAN..., 2000). Existem extimativas de que o custo com a manutenção para o SL e SP sejam semelhantes devido a esse suporte ser oferecido gratuitamente pela internet (IWASAKI, 2008). 5. CCO (Custo de Customização): Denomina-se customização a liberdade que o usuário possui para modificar o software para suas necessidades; neste item consideram-se os custos decorrentes desta atividade (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). O SP em relação ao SL nesse quesito é desvantajoso, pois a sua customização só é realizada em casos especiais e os custos para tal são elevados (HEXSEL, 2002; EUROPEAN..., 2000) enquanto que para o SL é gratúito devido o seu código-fonte ser aberto para modificações, aprimoramentos e reparações sem limitações legais. 6. RCF (Rapidez na Correção de Falhas): Segundo Bressan e Giacomini (2008) "Significa a agilidade na correção das falhas, caso de problemas oriundos de defeitos do software, como bugs ou defeitos de programação". Os desenvolvedores assim como também os usuários que contribuem para o desenvolvimento de software livre, produzem pequenos correções que são disponibilizados publicamente por meio de lista de e-mail e web sites, possibilitando aos usuários dos softwares afetados facilidade na comunicação. O SP se torna desvantajoso em relação ao SL neste quesito 42 devido ao seu código-fonte ser fechado onde somente o indivíduo ou grupo ter o controle sobre seu código, suas funções, melhoramentos e correções (SALEH, 2004) podendo resultar na demora nas correções, pois há uma espera no acumulo para assim criar um pacote com as soluções das falas, enquanto que o SL os próprios usuários podem fazer o download, atualizar e redesenvolver o sistema operacional gerando vantagens competitivas ao mesmo (RAYMOND, 1999). O fator principal que possibilita a maior velocidade na correções das falhas do SL em relação ao SP é a inteligência coletiva empregada na rede mundial de computadores (SILVEIRA, 2007). 7. QTD (Qualidade técnica do sistema/ Desempenho): É um conjunto de características que o software deve possuir e que atenda às necessidades de seus usuários, caso do desempenho do software e qualidade no processo de revisão e correção (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Devido ao desenvolvimento do SL ser por diversos indivíduos conectados ou online, o processo de revisão, correção e implementação do software se torna mais rápido Acarretando na qualidade maior em relação ao SP (KRISHNAMURTHY 2002).O Sistema GNU Linux se torna de qualidade devido ao seu modo de produção com muitos desenvolvedores voluntários e essa qualidade atrai mais usuários que podem também contribui cada vez mais no aperfeiçoamento do software e assim melhorando mais a qualidade do produto (IWASAKI, 2008 e HEXSEL, 2002). Moon e Sproull (2000) e Raymond (1999) concluem BRESSAN; GIACOMINI, 2008que dessa maneira fica quase que impossível uma empresa de SP competir com as inovações incrementais do software livre, visto que a capacidade de inovação do Open Source é superior a do SP. 8. SOC (Socialização de Conhecimento): Significa compartilhamento de conhecimento, quanto da participação dos indivíduos no processo de conhecimento e desenvolvimento do SL. O SL possibilita a participação dos indivíduos no processo de conhecimento e desenvolvimento do software e não só simplesmente da utilização (VILLATE, 2006). Porém o SP contém laços fortes com o lucro para o seu fabricante (HESXEL, 2002) e não propriamente com sua apropriação pela sociedade. 9. DRF (Dependência em relação aos fornecedores): Refere-se a dependência em relação a um único fornecedor para o usuário de um sistema 43 operacional (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). O usuário do SP é dependente de um único fornecedor o que faz com que o mesmo fique a mercê de mudanças como: descontinuidade do produto ou dependência para atualizações e insumos.Já no caso do SL não existe nenhuma empresa que detenha os direitos de propriedade muitos fornecedores podem ser adicionados (IWASAKI, 2008 e HEXSEL, 2002).As quatro liberdade básicas (estudo, alteração, distribuição e cópia) são sintetizadas para o SL, dando ao usuário individual/empresa a liberdade de escolha de seu provedor para soluções, uma vez que seu código estará disponível para a comunidade, sendo assim não havendo nenhuma entidade da qual o futuro do SL dependa(VILLATE, 2006; EUROPEAN..., 2000). 10. CUS (Customização): Customização é a liberdade que o usuário possui para modificar o software para suas necessidades (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Por possuir o código-fonte aberto, o SL pode ser modificado, customizado, aprimorado e reparado pelos usuários satisfazendo assim as suas necessidades (HEXSEL, 2002), sendo assim, a personalização do centro do núcleo do SO é possível no caso do Linux (DIDIO, 2005). A grade maioria dos aplicativos que sejam SL possibilitam a configuração de maneira distinta e após sua distribuição novas funcionalidades podem ser adicionadase redistribuídas (HEXSEL, 2002). 11. OBS (Obsolescência do hardware): Baseia-se na compatibilidade de uso do software mesmo em hardware desatualizado (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Usuários do SL utilizam máquinas que seriam consideradas como obsoletas para usuários do SP (HEXSEL, 2002), pois os SL pode ser customizado para um hardware considerado como velho (EUROPEAN..., 2000). Desta forma, o SL teria um melhor aproveitamento do hardware tendo como principal motivo não ter pressão de proprietários no que se refere a obsolescência para o mercado (IWASAKI, 2008). 12. ESS (Estabilidade/ Segurança): A estabilidade e a confiabilidade significam segurança do software em sua operação, qualidade, implementação e correção de falhas (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Frente ao SP o SL tem como vantagem a estabilidade e a segurança (IWASAKI, 2008), devido está em seu processo de desenvolvimento que é coletivo, o que gera maior confiabilidade em relação ao SP. O uso em massa do SP acarreta ao mesmo 44 frequentes problemas operacionais envolvendo segurança a exemplo de proliferação de vírus (HEXSEL, 2002). 13. ATM (Assistência Técnica e Manutenção): Refere-se à quantidade e qualidade de manutenção (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Se comparado ao SP o SL possui menor suporte devido a quantidade de técnicos qualificados ser menor que a sua demanda, visto que no caso do Windows já existem mais técnicos possuindo assim um maior suporte por já ter atingido um grande número de usuários há alguns anos (HEXSEL, 2002). Já para Alencar (2007) o suporte ao Linux é maior que o proprietário sendo este abundante, rápido e de boa qualidade já que esté é feito publicamente via online com atendimento 24 horas por dia sendo sete dias por semana e que pode ser comporvado pelo premio de “Melhor Suporte Técnico”, da revista Infoworld recebido pela comunidade Linux na Internet no ano 1998 e 1999. 14. CIU (Consistência na interface do usuário): Refere-se à conexão e interação entre hardware, software e usuário (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). A interface do usuário com os vários aplicativos do SL muitas vezes é inconsistente, o que é uma das consequencias do seu desenvolvimento descentralizado; já no caso do SP é o contrário devido ser de desenvolvimento centralizado, o que caracteriza ele em um estilo de formatação uniforme na interface para o usuário (EUROPEAN..., 2000; HEXSEL, 2002). 15. FIC (Facilidade na Instalação e Configuração): Consiste no trabalho para instalar e configurar o software para uso (BRESSAN; GIACOMINI, 2008). Devido a menor variedade de programas e a pouca complexidade o SP se sobresalta, visto que no caso do SL há uma grande variedade de programas similares, estes sendo também mais complexos, podem confundir o usuários que fica sem saber qual o mais apropriado para a sua rela necessidade (HEXSEL, 2002). Segundo Alencar (2007) a instalação do SL pode ser feita por qualquer usuário final, visto que o procedimento pode ser auto-explicativo e a obtenção de informações para a realização que qualquer tarefa que se deseja no Linux pode serfeita na Web por meio de apostilas, guias, listas de discussões, etc. 45 Também, segundo pesquisa realizada com 222 especialistas em informática (GARCIA; SANTOS; PEREIRA; ROSSI, 2010), objetivando a valorização da percepção dos mesmos a respeito das vantagens e desvantagens do SL em relação ao SP, obteve-se resultados que foram apresentados de acordo com o quadro a seguir. Quadro 1: Vantagens e desvantagens dos softwares livres e proprietários Fonte: (GARCIA; SANTOS; PEREIRA; ROSSI, 2010) 46 Nesta pesquisa também buscou-se isolar as opiniões acerca das vantagens e desvantagens do SL, pois anteriormente essas opiniões foram ressaltadas em um comparativo com os SP. Tabela 1: Aspectos favoráveis indicados pelos especialistas por categoria, porcentagem de frequência e percentagem por categoria. Fonte: (GARCIA; SANTOS; PEREIRA; ROSSI, 2010) 47 Tabela 1: Aspectos favoráveis indicados pelos especialistas por categoria, porcentagem de frequência e percentagem por categoria Fonte: (GARCIA; SANTOS; PEREIRA; ROSSI, 2010) 48 Tabela 2: Aspectos desfavoráveis indicados pelos especialistas. Fonte: (GARCIA; SANTOS; PEREIRA; ROSSI, 2010) 7.1 DISCUSSÃO ACERCA DOS RESULTADOS EXPOSTOS Com base nas informações obtidas e apresentadas na forma de quadro e tabela, pôde-se notar que o SL se sobressai em relação ao SP, não só em relação a 49 categoria custo, mas também nas categorias customização, facilidades e praticidades, liberdade de ação, segurança e no aspecto social. Explanando cada uma dessas categorias percebe-se que quanto ao: Custo: categoria com maior indicação (41,7%) está relacionada ao custo baixo ou até mesmo nenhum custo para o usuário do SL. Customização: refere-se na preocupação com o atendimento das necessidades dos usuários considerando também o atendimento das especificações do SL para esses usuários, categoria essa com o percentual de 6,7% de representação na opinião dos especialistas consultados. Facilidades de Praticidades: com 4,5% categoria essa que representa a facilidade com que os usuários possuem acerca do sistema e dos aplicativos, assim como, a praticidade de se obter informações online sobre instalações, atualizações e correções de erros. Liberdade de Ação: com 14,8%, esta refere-se a liberdade que o usuário possui em ter acesso ao código fonte e assim possibilitar ao mesmo realizar mudanças de acordo com as sua necessidades, também a quebra do monopólio e também a redução da pirataria. Segurança: (23,4%) está relacionado a segurança e qualidade dos SL dos quais pode-se destacar a segurança em um âmbito relevante e o menor índice de vulnerabilidade a invasão por vírus. Social: refere-se a cooperação de comunidades e grupos de usuários no compartilhamento do conhecimento aos usuários que tem menor conhecimento dos SL, ajudando a resolver problemas e disponibilizando tutoriais para instalação de aplicativos, beneficiando a sociedade em geral. 50 TRABALHOS DESENVOLVIDOS NO CAMPO DA ARQUEOLOGIA 8.1 AUSTRALOPITHECUS AFARENSIS: O DIÁRIO DE UMA RECONSTRUÇÃO Neste trabalho foi realizada a reconstrução facial do Australopithecus afarensis, um primata que ganhou este nome devido ao local onde foi descoberto, a Depressão de Afar, hoje já extinto, tendo sua existência entre 3,9 a 3 milhões de anos no período do Plioceno, que atualmente se chama Etiópia. A obtenção dos dados para a reconstrução se deu por meio de fotografias que foram convertidas em 3D, onde inicialmente utilizou o software StereosScan da Agisoft, propietário, mas logo depois, esses mesmos dados foram obtidos por meio do programa PPT, um software Open Source, que gerou uma malha 3D do conjunto dessas fotografias. Na utilização do StereosScan notou-se a limitação de que o software só poderia gerar uma malha de cada 2 fotografias o que fez com que tivesse de ser geradas 46 malhas formando uma espécie de quebra-cabeça para realizar a reconstrução. Porém ao contrário do StereosScan, o PPT gera a malha completa pois nesse software é viável o uso do conjunto das fotografias. Figura 11 - Malhas obtidas no StereosScan. Fonte: (MORAES, 2013) 51 Figura 12 - Malhas obtidas no PPT. Fonte: (MORAES, 2013)Com a malha obtida em mãos, essa foi importada para o Blender 3D, um software de modelagem 3D Open Source, e assim iniciou a reconstrução usando como base o crânio e a malha de pele de outros primatas já reconstruídos (MORAES, 2013b). Figura 13 - Resultado da reconstrução. Fonte: (MORAES, 2013) 52 8.2 A RECONSTRUÇÃO DE TOTHMEA Para este trabalho foi realizada a Reconstrução Facial da múmia Tothmea, múmia essa que se encontra conservada no Museu Egípcio e Rosacruz em Curitiba, Paraná. Para o processo de reconstrução da face dessa múmia foi necessária antes uma restauração, pois no período entre 1919 e 1972 em que ela ainda se encontrava no museu nos Estados Unidos, a face foi quebrada por algum objeto e os fragmentos dos ossos, tecidos, globos oculares com as pálpebras e os dois tampões que vedaram as narinas durante o processo de mumificação permaneceram dentro da caixa craniana, o que permitiu a identificação do conteúdo e relocação, assim ocorrendo a restauração. Para a obtenção dos dados foi realizado de duas formas, por meio de fotografias e tomografia axial computadorizada, que em conjunto possibilitaram a gerar o modelo para ser utilizado na modelagem da face em três dimensões. Para facilitar o processo de reconstrução, devido a boca da múmia encontrar-se aberta, foi necessário com o auxílio da ferramenta de edição de faces do Blender 3D para fechá-la. As fotografias permitiram a criação da face e o crânio foi recriado a partir de medidas obtidas por meio dos cortes tomográficos que foram transformados em desenhos e assim dispostos na mesma escala. Após esse processo foi criada uma malha de referência para posteriormente ser importada e assim avaliar a compatibilidade com a face que foi gerada da Tothmea e uma vez que todos os dados estavam completos, foram traçadas as linhas de projeção do nariz e aplicado os marcadores de espessura de tecidos moles (pontos craniométricos) e assim iniciou-se a modelagem na qual aos poucos a anatomia da boca foi reconstruída. 53 Figura 14 - Reconstrução da Thotmea. Fonte: (SANTOS; MOARES, 2013) Figura 15 - Imagem da Thotmea renderizada. Fonte: (SANTOS; MOARES, 2013) 54 8.3 FORENSIC 3D FACIAL APROXIMATION FROM A CT SCAN VIDEO OF A MUMMIFIED EGYPTIAN-ROMAN CHILD No seguinte trabalho foi realizada uma Aproximação Facial da múmia do menino egípcio-romano, na qual para a realização da reconstrução fez-se necessário reconstruir as imagens de uma tomografia que pode ser acessada por meio do link erl.wustl.edu/research/imseg/mummy.html (LOUIS, 2013), entre os quadros 1m55s e 2m01s. Neste intervalo são exibidas fatias de uma TC que no total resultam em 190 quadros convertidos para o formato PNG por meio do software Ffmpeg (FFMPEG, 2013), após esse processo, essas imagens foram convertidas para um arquivo do tipo DICOM com o software img2dcm (IMG2DCM, 2013), visto que o InVesalius não reconstroí imagens do tipo PNG. Com posse da sequência DICOM, sendo esta aberta no software InVesalius, reconstruída tridimensionalmente e exportada para o formato STL (Stere- oLithography) em duas malhas (MORAES; AMORIM; MORAES; SILVA; SANTOS, 2013). A primeira malha correspondente a parte externa com as faixas e a pele desidratada (Figura 16) e a segunda correspondente apenas aos ossos necessários para a reconstrução facial forense (Figura 17). Figura 16 - Reconstrução 3D da pele e das bandagens no software InVesalius. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) 55 Figura 17 - Reconstrução 3D da parte óssea no software InVesalius. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) Para essa reconstrução a técnica adotada foi a de Manchester (PRAG & NEAVE, 1997), sendo aplicada em um ambiente totalmente digital e os arquivos do tipo STL foram importados para o Blender 3D (FOUNDATION, 2013), software de modelagem e animação, e assim iniciado o processo de modelagem para a reconstrução com os marcadores de profundidade de tecido mole por todo o crânio. A tabela de dados de pontos craniométricos que optou por ser utilizada foi Ultrasonic facial tissue measurements from White North American children aged 3-10 year (MANHEIN et al. 2000) (WILKINSON, 2008), devido a ausência de uma tabela específica para a idade da múmia bebê, tendo as medidas adimitidas de acordo com a faixa de 3-8 anos. Figura 18 - Modelagem dos músculos e do nariz finalizadas. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) 56 A seguinte etapa baseou-se na reconstrução dos músculos de acordo com as designações anatômicas descritas segundo o trabalho de Madeira et al. (1997) como podem ser vistas na figura 18. Para que as malhas reproduzissem um aspecto de uma textura orgânica utilizou-se deformação interativa de primitivas 3D como cubos e posterior uso do modificador Subdivision Surface (KERLOW, 2004) na modelagem dos músculos e na modelagem do nariz utilizou-se técnica relatada no trabalho de Prokopec & Ubelaker (2002) (Figura 19). Figura 19 - Linhas de projeção do nariz. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) Com a musculatura e nariz finalizados, a modelagem da pele foi iniciada com a utilização da técnica conhecida como poly-by-poly, que consiste em uma série de planes que são criados e conectados seguindo um padrão, sendo neste caso a linha de marcadores de profundidade de tecido em conjunto com diversas imagens de bebês com a mesma idade, no final obtendo uma superfície com a forma de um rosto, porém devido a sua baixa resolução foi necessária a aplicação do modificador Subdivision Surface para que assim tomasse um aspecto curso e orgânico. Com a criação de materiais de virtuais com configurações de brilho, cor e translucência (sub surface scattering), pode-se obter um aspecto real de pele como apresentados na figura 20. 57 Figura 20 - Projeção da imagem da textura da face do bebê. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) Na finalização no processo de Reconstrução Facial Forense, foram coletados dados a partir de fotografias da própria múmia, de exemplares conservados em diversos museus, assim como também de artefatos relacionados aos corpos embalsamados na época Ptolomaica e do período Romano. Para os cabelos foram coletados a partir de vestígios contidos na própria múmia e a cor é correspondente com os restos do cabelo original. Com pesquisa a partir da iconografia do período Romano, tendo como base os retratos do Fayum (ROBERTS, 2008) foi possível saber sobre as vestes que de acordo com a idade da criança consistia em uma pequena túnica seguindo o modelo dos adultos conforme a referência obtida em Croom (2010), visto que a mesma já conseguia movimentar-se (figura 21). Acompanhado de um colar que era um amuleto apotropaico do olho de Hórus, devido a influência da religião egípcia. 58 Figura 21 - Visualização do modelo já finalizado com cabelos e indumentária na janela 3D do software Blender. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) Após todos esse cuidado na construção dos detalhes, o modelo passou pelo processo de renderização, e assim pôde-se obter a possível imagem da reconstrução (Figura 22). Figura 22 - Renderização final da reconstrução facial forense, já com os cabelos e a indumentária a moda da época. Fonte: (MORAES; SILVA; SANTOS, 2013) 59 CONSIDERAÇÕES FINAIS Diante de tantos avanços no campo da ciência forense, em principal, a Reconstrução Facial Forense, como apresentado neste trabalho, vem sendo estudada
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