Visualizzazione scientifica

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Visualizzazione scientifica

• Daniele Marini

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Visualizzazione scientifica

• Trovare un modo per rendere i risultati di un
  calcolo scientifico, o rilevati da misure
• Meteorologia
• Fluidodinamica
• Analisi statica/dinamica di strutture
• Dati medici
• .

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
6
(No Transcript)
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strutture dati
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Attributi delle celle
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Data set strutturati
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Height Fields - campi di quota - DEM o DTM

• Forma esplicita zf(x,y) si rappresenta con linee
  di livello contour lines, valori di zcost
  (isolinee), oppure mesh
• Forma tabellare array 2d di valori contour
  lines o mesh

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Mesh

• Le mesh si tracciano sia come quadrilateri piani
  di colore uniforme (grigio o bianco) sia con il
  contorno
• Problemi di precisione contorno e quadrilatero
  sono coplanari
• offset om.factor r.units dove
• m inclinazione massima del poligono rispetto a z
  (la calcola OGL)
• r costante che garantisce una differenza
  sufficiente rispetto alla risoluzione sul piano
  immagine
• factor e units sono gli argomenti della funzione
  OGL

gl_Enable(GL_POLYGON_OFFSET) glPolygonOffset(1.0,
0.5)
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Contour lines

• Immaginare linsieme composto da una griglia
• Dove la line di contorno interseca i bordi di
  ogni maglia?
• Metodo dei marching square

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Scegliere la configurazione più
semplice Interpolare linearmente i valori lungo
i bordi della cella
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Casi possibili
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Casi ambigui
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(No Transcript)
17
(No Transcript)
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Voxel - dati scalari 3D regolari

• Voxel
• Classificazione dei voxel
• Rendering
• Ray tracing
• Marching cubes (iso superfici)

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Struttura
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Campionamento

• Se le celle non sono cubiche occorre ricampionare
  3D
• Nel caso medico (TAC, NMR) i dati provengono
  dalla ricostruzione delle proiezioni (trasformata
  di Radon)

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Classificazione dei voxel

• Assegnare a ogni voxel un tipo di materiale
• Partial Volume Effect

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Rendering di Voxel

• Ray tracing
• Determinazione di iso superfici marching cubes
• La superficie è campionata con valori discreti
• Si approssima con le differenze finite
• Si stima la normale
• Si applica un modello di illuminazione

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Ray tracing
3DDA - rasterizzazione 3D
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(No Transcript)
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Marching cubes
Cella - voxel
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Casi possibili
14 su 256 (28) (sfruttare le simmetrie)
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(No Transcript)
28
(No Transcript)
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Modello di illuminazione

• Ray tracing retroproiezione adattiva densità
  media dei voxel incontrati dal raggio durante
  l'attraversamento
• Iso-superfici
• Soglia
• Miscela
• Ii1 Ci Ti Ii
• Ti1 (1-ai) Ti
• T trasparenza totale del raggio, T0 1
• I intensità del pixel, I0 0
• C livello di grigio (nel caso del colore è
  espresso nelle tre componenti RGB)
• ai opacità dell'i-esimo voxel incontrato.