Volume visualization is an important tool for investigating and presenting data within numerous fields of application. Medical imaging modalities and numerical simulation applications, for example, produce huge amounts of data, which can be effectively viewed and investigated in 3D. The ability to interactively work with volumetric data on standard desktop hardware is of utmost importance for telemedicine, collaborative visualization, and especially for Internet-based visualization applications. The key to interactive but software-based volume rendering is an efficient approach to skip parts of the volume which do not contribute to the visualization results due to the visualization mapping in use and current parameter settings. In this work, an efficient way of skipping non-contributing parts of the data is presented. Skipping is done at a negligible effort by extracting just potentially contributing voxels from the volume during a preprocessing step, and by storing them in a derived enumeration-like data structure. Within this structure, voxels are ordered in a way which is optimized for the chosen compositing technique, and which allows to efficiently skip further voxels as they become irrelevant for the result due to changes to the visualization parameters. Together with a fast shear/warp-based rendering and flexible shading based on look-up tables, this approach can be used to provide interactive rendering of segmented volumes, featuring object-aware clipping, transfer functions, shading models, and compositing modes defined on a per-object basis, even on standard desktop hardware. In combination with a space-efficient encoding of the enumerated voxel data, the approach is well-suited for visualization over low-bandwidth networks, like the Internet.
en
dc.description.abstract
Eine Vorbedingung fuer interaktive, softwarebasierte Volumsdarstellung ist effizientes Ausschliessen von nicht relevanten Volumsbereichen von der Projektion (nicht relevant sind Daten, die keinen sichtbaren Einfluss auf das Ergebnis der Visualisierung haben). In dieser Arbeit wird ein diesbezuegliches Verfahren vorgestellt, das ein Ueberspringen nicht relevanter Voxel waehrend der Darstellung faktisch ohne zusaetzlichen Aufwand ermoeglicht. Dazu werden waehrend eines Vorverarbeitungsschritts potentiell relevante Voxel identifiziert und in einer abgeleiteten Datenstruktur gespeichert. Durch entsprechende Anordnung der Voxel innerhalb dieser Datenstruktur, koennen durch interaktive Veraenderung von Visualisierungsparametern irrelevant gewordene Voxel ebenfalls effizient uebergangen werden. Zusammen mit einer schnellen, shear/warp-basierten Projektion und einer auf flexibler Kombination von Look-up-Tabellen basierenden Schattierung, koennen die derart vorbereiteten Volumendaten interaktiv auf PC Hardware dargestellt werden. Da innerhalb der extrahierten Voxeldaten einzelne segmentierte Objekte unterschieden werden koennen, bietet das Verfahren weitreichende Flexibilitaet bei der Visualisierung: Wegschneiden einzelner Objekte, individuelle optische Parameter, Transferfunktionen und Beleuchtungsmodelle, sowie die objektweise Wahl des Compositing-Verfahrens. Eine effiziente Kompression der Voxeldaten ermoeglicht den Einsatz des Verfahrens zur Visualisierung ueber Netzwerke mit geringer Bandbreite, wie z.B. das Internet.
de
dc.language
English
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dc.language.iso
en
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
Volumendaten
de
dc.subject
Visualisierung
de
dc.title
Real-time volume visualization on low-end hardware
en
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Lukas Mroz
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tuw.version
vor
-
tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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tuw.publication.orgunit
E186 - Institut für Computergraphik und Algorithmen