Visualização Volumétrica com Raycasting André Castro & Rafael Vieira
Índice <ul><ul><ul><li>Introdução </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Surface x volume rendering </li></ul></ul></ul><ul><...
     Introdução <ul><li>Motivação: </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>         * Grandes conjuntos de dados volumétrico...
Surface x volume rendering <ul><li>Surface  </li></ul><ul><li>Vantagens: </li></ul><ul><li>     * Velocidade para a geraçã...
Algorimo básico (volume rendering)
Algoritmo básico    * Para todos os pixels em uma tela trace raios * Classifique os voxels na direção do raio   * Interpol...
Construindo um voxel <ul><li>Propriedades: </li></ul><ul><li>     * cor  </li></ul><ul><li>     * opacidade </li></ul><ul>...
Interpolação trilinear Interpolamos em Z: Diferença de x,y,z para as menores coordenadas Interpolamos em Y: Interpolamos e...
Intersecção e amostras
Front-to-back  e  back-to-front O raio pode ser processado:   * Do primeiro ponto de interseção ao último (front-to back) ...
Back-to-front Cin: Cor do Raio ao entrar no Voxel Cout: Cor do Raio ao Sair do Voxel C: Cor do voxel atual Cor do raio ao ...
Quanto vale um pixel? Intensidade luminosa em um pixel: Somatório das propriedades dos Voxels: Somatórios em RGB segundo L...
Exemplo com força bruta
Referências <ul><li>* Visualização Volumétrica, Isabel Harb Manssour 1 e Carla Maria Dal Sasso Freitas 2 </li></ul><ul><li...
Demonstração da Fórmula de Levoy
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Visualização Volumétrica

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Uma apresentação sobre visualização volumétrica com Ray Casting.

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Visualização Volumétrica

  1. 1. Visualização Volumétrica com Raycasting André Castro & Rafael Vieira
  2. 2. Índice <ul><ul><ul><li>Introdução </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Surface x volume rendering </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Algoritmo básico </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Construindo um voxel </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Interpolação trilinear </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Intersecção e amostras </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Front-to-back e back-to-front  </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Quanto vale um pixel? </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Exemplo com força bruta </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Referências e próxima aula </li></ul></ul></ul>
  3. 3.     Introdução <ul><li>Motivação: </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>        * Grandes conjuntos de dados volumétricos capturados por PET(Position Emission Tomography), CT(Computer Tomography Scanners) e MRI(Ressonância Magnética) </li></ul><ul><li>        * Grandes conjuntos de dados volumétricos capturados por Satélite </li></ul><ul><li>        * Aréas de conhecimento que se beneficiam com a Visualização Volumétrica: Medicina, Geologia, Meteorologia e Bioquímica. </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Obs: os dados caracterizam-se normalmente como pontos no espaço associados a uma ou mais propriedades do modelo </li></ul>
  4. 4. Surface x volume rendering <ul><li>Surface  </li></ul><ul><li>Vantagens: </li></ul><ul><li>     * Velocidade para a geração     * Pouco espaço de armazenamento necessário </li></ul><ul><li>Desvantagens: </li></ul><ul><li>* Geração de Falsos Positivos e Falsos Negativos </li></ul><ul><li>* Baixa eficiência em volumes compostos por muitas microestruturas </li></ul><ul><li>Volume </li></ul><ul><li>Vantagens: </li></ul><ul><li>     * Não impõe uma estrutura geométrica </li></ul><ul><li>    * Permite o uso de materiais com transparência parcial ou total </li></ul><ul><li>Desvantagens: </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>    * Todos os voxels participam na geração de cada Imagem </li></ul><ul><li>    * Tempo cresce proporcional ao tamanho do conjunto de dados volumétricos </li></ul>Raycasting, splatting, shear-warp(Volume) Marching cubes, união de contornos (Surface)
  5. 5. Algorimo básico (volume rendering)
  6. 6. Algoritmo básico   * Para todos os pixels em uma tela trace raios * Classifique os voxels na direção do raio   * Interpole os valores de cor e opacidade de cada voxel para pontos de amostragem desconhecidos   * Calcule a intensidade final para cada pixel como um somatório dos voxels associados   * Gere o modelo
  7. 7. Construindo um voxel <ul><li>Propriedades: </li></ul><ul><li>    * cor  </li></ul><ul><li>    * opacidade </li></ul><ul><li>    * pertinentes ao modelo </li></ul><ul><li>    * posição no espaço </li></ul><ul><li>     Nem todos os voxels existentes no cenário possuem tais propriedades no ínicio, solução? </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Interpolação </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>    * Entre os vértices do voxel </li></ul><ul><li>    * Entre os 8 voxels vizinhos mais próximos(melhor resultado) </li></ul>
  8. 8. Interpolação trilinear Interpolamos em Z: Diferença de x,y,z para as menores coordenadas Interpolamos em Y: Interpolamos em X:
  9. 9. Intersecção e amostras
  10. 10. Front-to-back e back-to-front O raio pode ser processado:   * Do primeiro ponto de interseção ao último (front-to back) ou * Do último ponto de intersecção ao primeiro (back-to-front)
  11. 11. Back-to-front Cin: Cor do Raio ao entrar no Voxel Cout: Cor do Raio ao Sair do Voxel C: Cor do voxel atual Cor do raio ao longo do trajeto: Sombreamento com phong:
  12. 12. Quanto vale um pixel? Intensidade luminosa em um pixel: Somatório das propriedades dos Voxels: Somatórios em RGB segundo Levoy:
  13. 13. Exemplo com força bruta
  14. 14. Referências <ul><li>* Visualização Volumétrica, Isabel Harb Manssour 1 e Carla Maria Dal Sasso Freitas 2 </li></ul><ul><li>* Efficient Ray Tracing of Volume Data, Marc Levoy </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>* Display of Surfaces, Marc Levoy </li></ul><ul><li>Na próxima aula: </li></ul><ul><li>* Refinamentos no algoritmo de Levoy </li></ul><ul><li>* Uso de densidades distribuídas por Kajiya </li></ul>
  15. 15. Demonstração da Fórmula de Levoy

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