====== Zobrazování objemových dat ======
[[wp>Volume rendering]]

  * Volumetrická data se skládají z **voxelů** (volumetric element)
  * Možnost reprezentace materiálu, ne jen povrchu
  * Využití: CT/MR, strojírenství, geologie, simulace

===== Reprezentace =====
  * **Uniformní mřížka voxelů**
    * Ortogonální
    * Polární
    * Sférická
    * Nestrukturovaná
  * **Hierarchické dělení prostoru**
    * [[wp>Quadtree]]
    * [[wp>Octree]]
  * **Implicitní objemy**

===== Uložení dat v paměti =====
  * **3D pole**
  * **Hierarchické mřížky**
  * Komprese: RLE (Run length encoding)

===== Zobrazení =====
==== Převod na polygony ====
=== Marching Cubes ===
{{  http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a7/MarchingCubes.svg/300px-MarchingCubes.svg.png}}
  * Procházení po krychlích
  * 256 možných stavů; v praxi různé varianty 15 stavů a zrcadlení, otočení
  * Vytváří orientovanou uzavřenou trojúhelníkovou plochu
  * Je třeba definovat, který voxel je „uvnitř“, a který „vně“
  * Slepý převod na velký počet trojúhelníků
  * Možnost děr v síti a nejednoznačnost
==== Volume Rendering ====
=== Vrhání paprsku ===
{{  http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/76/Volume_ray_casting.svg/300px-Volume_ray_casting.svg.png}}
  * Vrhání paprsku do objemu (Ray-casting)
  * Ovlivnění paprsku: Hustotou, Osvětlením, Vyzářené světlo, Útlum podél paprsku
  * Pokud chceme stíny, nutno počítat normálu z objemu
  * Pomalé, kvalitní, objemné na paměť
  * Optimalizace
    * Snadná paralelizace
    * Empty space leaping – prázdný prostor přeskočíme
    * Early ray termination – Výpočet podél paprsku ukončíme, je-li příspěvek dalšího voxelu nepodstatný (např. prošel hustým materiálem).
    * Multiple and adaptive sampling – Podvzorkování objemu, adaptivní krok podél paprsku, rozlišení renderovaného obrazu, atd.

=== Voxel Splatting ===
  * Projekce voxelů na rovinu
  * Zepředu dozadu
  * Stopa s Gaussovým rozložením
  * Barva podle hodnoty, segmentace a povrchu
  * Překrývání a prolínání stop podle průhlednosti
  * Horší kvalita, středně rychlé
  * Nemusíme mít objem v paměti celý
  * Snadná paralelizace

=== Shear-warp rekonstrukce ===
{{  http://www.cs.unm.edu/~kmorel/documents/dissertation/thesis_full/img188.png?300}}
  * Posun rovin modelu pro narovnání paprsků do směru mřížky
  * Prostá projekce posunutých rovin na čelní stěnu
  * Barva podle hodnoty, segmentace a povrchu
  * Překrývání a prolínání podle průhlednosti
  * Rychlé, dobrá kvalita
  * Nemusíme mít objem v paměti celý
  * Možnost změny vzorkování
  * Existuje i HW implementace

=== Texturování ===
{{  http://www.evl.uic.edu/aej/524/pics/texture_2d3d.jpg?300}}
  * Zobrazení polygonů s texturami, jako řezy objemem
  * Blending jednotlivých řezů, podle průhlednosti voxelů
  * 2D texturování, řezy ve směru nejvíce přivrácené stěny
  * 3D texturování, řezy kolmo ke směru pohledu
  * Dobrá kvalita, při plné hardwarové implementaci velmi rychlé
===== Průchod paprsku modelem =====
Jak najdeme počátek a konec paprsku: Ray-casting pomocí GLSL