Introducción
Rendering Volumétrico (o Volume Rendering, en inglés) es una técnica para hacer proyecciones bidimensionales a partir de datos tridimensionales discretos. Las aplicaciones principales de esta técnica está en la visualización de datos médicos, geológicos o como medio para hacer representaciones de dinámica de fluidos. Esta sección tiene por objetivo resumir el trabajo realizado entre septiembre de 2004 y marzo de 2006 sobre Volume Rendering, realizado entre Francisco Morillo y mi persona.
Video en Youtube.
Autores: Ciro Durán <ciro@ldc.usb.ve>, Francisco Morillo <francisco@ldc.usb.ve>
Fecha: 31 de marzo de 2006
Contenido
Resumen
Este proyecto de grado tiene por objetivo evaluar la manera que el hardware gráfico convencional puede ser utilizado para lograr visualizaciones de buena calidad y alto desempeño. Si se observa VR como un proceso físico, simula el comportamiento de la luz al atravesar un medio semitransparente que involucra una evaluación costosa en tiempo y espacio. Nuevos enfoques en este problema tratan de acelerar la simulación al tener trozos del proceso pre-calculados.
La meta de este trabajo fue la implementación y evaluación de diversas técnicas de VR directo (ray casting y basado en el uso de texturas), así como la implementación de los trabajos de Westermann & Sevenich y Engel, Kraus & Ertl. Estos últimos dos trabajos se enfocan en el uso de mecanismos de manejo de texturas y pre-cálculos de la integral de VR (pre-integración) para lograr resultados con alta calidad y rapidez que pueden competir junto a otras técnicas más refinadas de mayor complejidad.
Para tener un punto de referencia en cuanto a desempeño y calidad se evaluaron las técnicas de VR directo implementadas usando técnicas avanzadas de OpenGL y Cg (C para gráficos). Finalmente se realizaron pruebas para comparar la calidad y desempeño de ambos tipos de técnicas y se contrastó contra los resultados publicados. Los resultados muestran que la visualización de datos usando VR sobre hardware gráfico convencional es viable en tiempo real.
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Presentaciones
- 7 de marzo de 2007: Clase de Volume Rendering Marzo 2007 (2091 descargas)
- 30 de noviembre de 2005: Clase de Volume Rendering 30-11-2005 (1861 descargas)
Bibliografía
- Klaus Engel, Martin Kraus, and Thomas Ertl. High-quality pre-integrated volume rendering using hardware-accelerated pixel shading. Eurographics / SIGGRAPH Workshop on Graphics Hardware, 2001. [Sitio]
- Rudiger Westermann and Bernd Sevenich. Accelerated volume ray-casting using texture mapping. IEEE Visualization 2001, 2001.
Galería
Visita la galería de Volume Rendering para ver los screenshots de los programas que hicimos.
- Ejemplo de Volume Rendering / Volume Rendering Example
- Ejemplo de Composición de Texturas / Texture Composition Example
- Resultado del VR con texturas 2D / 2D Texture VR Result
- Artefacto: Popping presente en VR con texturas 2D / 2D Texture VR Popping Artifact
- Resultado del VR con texturas 3D / 3D Texture VR Result
- Diferencia entre planos orientados al objeto y planos orientados al ojo / Difference between object-oriented planes and view-oriented planes
- Screenshot del rendering de múltiples volúmenes / Multi-volume Rendering Screenshot
- Screenshot del rendering de 3 volúmenes / 3-volume Rendering Screenshot
- Screenshot del rendering de 4 volúmenes / 4-volume Rendering Screenshot
- Screenshot del rendering de 4 volúmenes / 4-volume Rendering Screenshot
- Rendering del volumen de materia blanca con raycasting / White Matter Volume Rendering with raycasting
- Rendering del volumen de piel y músculo con raycasting / Muscle and Skin Volume Rendering with raycasting
- Rendering del volumen de materia glial con raycasting / Glial Matter Volume Rendering with raycasting
- Screenshots de VR con raycasting / Raycasting VR Screenshots
- Resultados de la implementación de Westermann / Westermann implementation results
- Resultados de la implementación de Westermann / Westermann implementation results
- Resultados de la implementación de Westermann / Westermann implementation results
- Resultados de la implementación de Engel/ Engel implementation results
- Resultados de la implementación de Engel/ Engel implementation results
- Resultados de la implementación de Engel/ Engel implementation results