Tesis doctoral de Jose Díaz Iriberri
Debido a la naturaleza de los datos científicos, visualizarlos correctamente puede ser una tarea complicada, pero crucial para interpretarlos de forma adecada. Cuando se trabaja con modelos de volumen complejos, como es el caso de los modelos anatómicos, es importante generar imágenes precisas, ya que una mala interpretación de las mismas puede producir errores graves en el diagnóstico de enfermedades o en la planificación de operaciones quirúrgicas. En estos casos, mejorar la percepción de las zonas de interés, facilita la comprensión de la información inherente a los datos. durante décadas, los investigadores se han centrado en el desarrollo de técnicas para mejorar la visualización de datos volumétricos. Por ejemplo, los métodos que permiten definir buenas funciones de transferencia son clave, ya que éstas determinan cómo se clasifican los materiales. Otros ejemplos son las técnicas que simulan modelos de iluminación realista, que permiten percibir mejor la distribución espacial de los elementos del volumen, o bien los que imitan efectos ilustrativos, que proporcionan el nivel de abstracción necesario para interpretar correctamente los datos. el trabajo presentado en esta tesis se centra en mejorar la percepción de los elementos del volumen, ya sea modificando el modelo de iluminación aplicado en la visualización, o simulando efectos ilustrativos. Aprovechando la capacidad de cálculo de los nuevos procesadores gráficos, se describen un conjunto de algoritmos que permiten obtener los resultados en tiempo real. Para mejorar la percepción de detalles locales, proponemos modificar el modelo de iluminación utilizando una conocida herramienta de procesado de imágenes (unsharp masking). Iluminando aquellos detalles que sobresalen de las superfícies y oscureciendo las zonas profundas, se mejora el contraste local de la imagen, con lo que se consigue realzar los detalles de superfície. también se presentan diferentes técnicas para mejorar la percepción de la profundidad en direct volume rendering. Concretamente, se propone modificar la iluminación teniendo en cuenta la oclusión ambiente de dos maneras diferentes: la primera utiliza los valores de profundidad en espacio imagen para calcular el factor de oclusión del entorno de cada píxel, mientras que la segunda utiliza los valores de densidad del volumen para aproximar dicha oclusión. Además de estas dos técnicas, también se propone mejorar la percepción espacial y de la profundidad de ciertas estructuras mediante la generación de halos. la técnica conocida como maximum intensity projection (mip) permite visualizar los elementos de mayor intensidad del volumen, pero no aporta ningún tipo de información contextual. Para mejorar la percepción de la profundidad, proponemos una nueva técnica basada en cambiar la forma en la que se acumula la intensidad en mip. También se describe un esquema de color para mejorar la percepción espacial de los elementos visualizados. la última contribución de la tesis es una herramienta de manipulación directa de los datos, que permite preservar la información contextual cuando se realizan cortes en el modelo de volumen. Basada en efectos ilustrativos tradicionales, esta técnica permite al usuario estirar las estructuras visibles en las secciones de los cortes. Como resultado, las estructuras de interés se visualizan a diferentes alturas sobre la sección, lo que permite al observador percibirlas correctamente.
Datos académicos de la tesis doctoral «Enhanced perception in volume visualization«
- Título de la tesis: Enhanced perception in volume visualization
- Autor: Jose Díaz Iriberri
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 26/04/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Pere Pau Vázquez Alcocer
- Tribunal
- Presidente del tribunal: pere Brunet crosa
- timo Ropinski (vocal)
- eduard Grí¶ller (vocal)
- anna Puig puig (vocal)