Direct Volume Visualization

Question 1

Wie ist der Ablauf der Direct Volume Visualization?

Answer 1

• Data Set
• 3D Rendering
• Classification

Question 2

Wie funktioniert der Image Order Algorithm: Raycasting?

Answer 2

• Teile die image plane in Pixel
• Für jeden Pixel: Bestimmung des Beitrags des Objektes zur Farbe des Pixels

Question 3

Wie funktioniert der Object Space Algorithm: Splatting?

Answer 3

• Teile den object space in voxels
• Bestimmung des Beitrags von jedem Voxel zum Ergebnisbild

Question 4

Wie ist die Hauptidee des Raycasting Ansatzes?

Answer 4

• Zuweisung von Emission/ Absorption zu jedem Voxel
• Numerische Integration der Emission/ Absorption entlang des rays, der eine Neuabtastung (Diskretisierung) des Volumens erfordert
• Konsequenz: Hoher Berechnungsaufwand

Question 5

Was ist das Ziel des physikalischen Modells: Emission?

Answer 5

Modellierung des Lichttransports in einem durchsichtigen Medium

Question 6

Welche zwei Arten von Emission gibt es?

Answer 6

• Active Emission
• Emission by Scattering

Question 7

Was ist Active Emission?

Answer 7

Am beobachteten Punkt wird Lichtenergie erzeugt und in Richtung des Betrachters gesendet

Question 8

Was ist Emission by Scattering?

Answer 8

Licht, das aus verschiedenen Richtungen auf den beobachteten Punkt trifft, wird in Richtung des Betrachters gestreut

Question 9

Was ist das Ziel des physikalischen Modells: Absorption?

Answer 9

Modellierung des Lichttransports in einem durchsichtigen Medium

Question 10

Welche zwei Arten von Absorption gibt es?

Answer 10

• Active Absorption
• Absorption by Scattering

Question 11

Was ist Active Absorption?

Answer 11

An der beobachteten Stelle wird Licht absorbiert, d. h. ein Teil des sichtbaren Lichtspektrums wird in Wärmeenergie umgewandelt

Question 12

Was ist Absorption by Scattering?

Answer 12

Verringerung der Lichtenergie in Richtung des Betrachters durch Streuung des Lichts in andere Richtungen

Question 13

Warum nutzt man ein reduziertes physikalisches Modell für Volume Rendering?

Answer 13

• Scattering resultiert in sehr komplizierter Lichtausbreitung
• Verwendung von Active Emission und Active Absorption

Question 14

Wofür braucht man Transferfunctions?

Answer 14

• Transferfunctions bilden 3D scalar values auf Emissions-/ Absorptionswerte ab
• Transferfunctions erlauben eine Klassifizierung der Daten

Question 15

Wie setzt sich die Farbe/ Intensität der Pixel aus den Emissions-/ Absorptionswerten entlang des rays zusammen? Welche Compositing Methods gibt es?

Answer 15

• Integration
• Average
• Maximum Intensity Projection (MIP)

Question 16

Wie funktioniert die compositing method integration und was sind Vor- und Nachteile?

Answer 16

• Hohe Flexibilität
• Halbtransparente Darstellung kann verschiedene Inhalte zeigen
• Bereiche und Strukturen in den Daten können unterschiedlich dargestellt werden
• Änderungen in den Einstellungen der Transferfunction sind eventuell mühselig

Question 17

Wie funktioniert die compositing method average und was sind Vor- und Nachteile?

Answer 17

• Sehr einfaches Compositing
• Die resultierenden Bilder sehen ähnlich aus wie Röntgenbilder
• Pro: Keine Parameter müssen angepasst werden
• Con: Fast keine Flexibilität, keine Klassifizierung

Question 18

Wie funktioniert die compositing method mip und was sind Vor- und Nachteile?

Answer 18

• Gut für die Darstellung von Blutgefäßen mit Kontrastmittel
• Pro: Änderung der Einstellungen ist nie erforderlich
• Con: Irreführende Tiefenrelationen (Tiefeninformationen gehen verloren)

Question 19

Was ist Emission?

Answer 19

Die Emission ist ein Materialparameter, der die momentane (emittierende) Veränderung der Intensität an einem Punkt beschreibt

Question 20

Was ist der Absorptionskoeffizient?

Answer 20

Der Absorptionskoeffizient ist ein Materialparameter, der die momentane Verringerung der Intensität durch Absorption an einem Punkt angibt

Question 21

Was ist optical depth?

Answer 21

Optical depth bezieht sich auf die Absorption in einem Intervall. Je größer die optische Tiefe ist, desto geringer ist der Betrag der durchgelassenen Lichtintensität

Question 22

Was ist der Transmissionsgrad?

Answer 22

Der Transmissionsgrad ist die Eigenschaft eines Materials, Licht durchzulassen

Question 23

Was ist opacity (dt. Opazität)?

Answer 23

Opacity ist das Licht, das beim Durchgang durch ein Material geblockt wird

Question 24

Wie funktioniert die Integration von Emission und Absorption?

Answer 24

• Diskretisiere den ray durch äquidistantes Resampling entlang des rays
• Berechne das Volume rendering Integral durch back-to-front oder front-to-back compositing