Marinc, Alexander (2009)
Interaktive Visualisierung von C1-stetig differenzierbaren quadratischen Splines auf abgeflachten Oktaederpartitionen.
Technische Universität Darmstadt
Masterarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Die Rekonstruktion diskreter Daten findet in vielen Gebieten Anwendung. Egal ob wissenschaftliche Strömungsanalysen oder medizinische CRT-Daten, es wird eine möglichst genaue und kontinuierliche Approximation der Ursprungsdaten benötigt, um die Daten effizient auswerten zu können. Gerade in Bezug auf die Visualisierung der impliziten Oberflächen ist eine C1-stetige Rekonstruktion wünschenswert, um auch unter Beleuchtung ansprechende und glatte Ergebnisse zu erhalten. Trivariate BB-Splines wurden bereits erfolgreich auf Typ-6-Tetraeder-Partitionen eingesetzt, um hochqualitative Visualisierungen umzusetzen, welche Renderíng und Isowertwechsel in Echtzeit zulassen. Bisher wurde jedoch ein kubischer Grad der einzelnen Patches benötigt, um echte C1-Stetigkeit im gesamten Volumen ermöglichen zu können. In dieser Arbeit wird zum ersten Mal eine Partition visualisiert, welche mit quadratischem Grad diese Bedingung erfüllen kann. Sie basiert auf abgeflachten Oktaedern, welche in jeweils 144 Tetraeder geteilt werden. Bereits in einer vorherigen Arbeit wurden die besseren approximativen Eigenschaften der neuen Partition nachgewiesen, sowie analytische und numerische Beweise für ihre Korrektheit erbracht. Diese Ergebnisse werden in dieser Arbeit visuell bestätigt und verwendet, um die Isooberflächen verschiedenster Volumendaten effizient mit GPU unterstütztem Raycasting anzuzeigen. Viele der bereits für die Typ-6-Splines erprobten Techniken kommen hier zum Zuge und ermöglichen durch GPU-basierte Algorithmen, trotz der deutlich erhöhten Komplexität der neuen Partition, ebenfalls Berechnungen in kürzesten Zeitspannen. Neben der erfolgreichen Erprobung und Verbesserung der bisherigen Mittel werden auch neue Aspekte, wie eine Verlagerung der Koeffizientenberechnung in der programmierbaren Graphikpipeline und die Möglichkeit mehrere Isooberflächen anzeigen zu können, mit eingebracht. Auch der Vergleich mit den Typ-6-Splines in Bezug auf die Berechnungs- und Visualisierungszeiten, sowie eine qualitative Analyse aller Ergebnisse mit dem Oktaederspline stellt einen der Hauptpunkte in dieser Arbeit dar. Wir werden zeigen, dass sich mit dem Oktaederspline effiziente und hochqualitative visuelle Ergebnisse erzielen lassen, welche modernen Standards in jeder Hinsicht gerecht werden und zudem sehr gute Rekonstruktionseigenschaften beinhalten.
| Typ des Eintrags: | Masterarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 2009 |
| Autor(en): | Marinc, Alexander |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Interaktive Visualisierung von C1-stetig differenzierbaren quadratischen Splines auf abgeflachten Oktaederpartitionen |
| Sprache: | Deutsch |
| Publikationsjahr: | 2009 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Die Rekonstruktion diskreter Daten findet in vielen Gebieten Anwendung. Egal ob wissenschaftliche Strömungsanalysen oder medizinische CRT-Daten, es wird eine möglichst genaue und kontinuierliche Approximation der Ursprungsdaten benötigt, um die Daten effizient auswerten zu können. Gerade in Bezug auf die Visualisierung der impliziten Oberflächen ist eine C1-stetige Rekonstruktion wünschenswert, um auch unter Beleuchtung ansprechende und glatte Ergebnisse zu erhalten. Trivariate BB-Splines wurden bereits erfolgreich auf Typ-6-Tetraeder-Partitionen eingesetzt, um hochqualitative Visualisierungen umzusetzen, welche Renderíng und Isowertwechsel in Echtzeit zulassen. Bisher wurde jedoch ein kubischer Grad der einzelnen Patches benötigt, um echte C1-Stetigkeit im gesamten Volumen ermöglichen zu können. In dieser Arbeit wird zum ersten Mal eine Partition visualisiert, welche mit quadratischem Grad diese Bedingung erfüllen kann. Sie basiert auf abgeflachten Oktaedern, welche in jeweils 144 Tetraeder geteilt werden. Bereits in einer vorherigen Arbeit wurden die besseren approximativen Eigenschaften der neuen Partition nachgewiesen, sowie analytische und numerische Beweise für ihre Korrektheit erbracht. Diese Ergebnisse werden in dieser Arbeit visuell bestätigt und verwendet, um die Isooberflächen verschiedenster Volumendaten effizient mit GPU unterstütztem Raycasting anzuzeigen. Viele der bereits für die Typ-6-Splines erprobten Techniken kommen hier zum Zuge und ermöglichen durch GPU-basierte Algorithmen, trotz der deutlich erhöhten Komplexität der neuen Partition, ebenfalls Berechnungen in kürzesten Zeitspannen. Neben der erfolgreichen Erprobung und Verbesserung der bisherigen Mittel werden auch neue Aspekte, wie eine Verlagerung der Koeffizientenberechnung in der programmierbaren Graphikpipeline und die Möglichkeit mehrere Isooberflächen anzeigen zu können, mit eingebracht. Auch der Vergleich mit den Typ-6-Splines in Bezug auf die Berechnungs- und Visualisierungszeiten, sowie eine qualitative Analyse aller Ergebnisse mit dem Oktaederspline stellt einen der Hauptpunkte in dieser Arbeit dar. Wir werden zeigen, dass sich mit dem Oktaederspline effiziente und hochqualitative visuelle Ergebnisse erzielen lassen, welche modernen Standards in jeder Hinsicht gerecht werden und zudem sehr gute Rekonstruktionseigenschaften beinhalten. |
| Freie Schlagworte: | Splines, Volume visualization, Surface reconstruction, Implicit surfaces |
| Zusätzliche Informationen: | 76 S. |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 20 Fachbereich Informatik 20 Fachbereich Informatik > Graphisch-Interaktive Systeme |
| Hinterlegungsdatum: | 12 Nov 2018 11:16 |
| Letzte Änderung: | 12 Nov 2018 11:16 |
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