Volume Visualization of Human Skulls

Abstract

Zobrazovanie objemových dát je doležitý nástroj pre skúmanie a pochopenie trojrozmerných vedeckých dát, ako napríklad tých, ktoré sú získané pomocou CT skenovania. Nedávne pokroky v oblastiach hardvéru a softvéru obnovili záujem o interaktívne a vysokokvalitné zobrazovanie objemových dát, pretože sa momentálne stávajú dostupnými dokonca aj na domácich počíčačoch. V tejto práci prezentujeme novú aplikáciu určenú k vizualizácii CT snímkov ludských lebiek. Zameriavame sa hlavne na kvalitu zobrazenia, pričom pridávame možnosti pre porovnávanie lebiek a vizualizaciu ich rozdielov. Naše riešenie je postavné na .NET aplikácii, ktorá sprostretkúva uživatelské rozhranie a externej dynamickej knižnici obsahujúcej samotný renderer. K implementácii vykosokvalitného zobrazovania izoploch sme použili algoritmy založené na metódach interaktívneho vrhania lúčov a dalej v nej obsiahli možnost presvitnosti izoploch a vrhania ich tieňov. Taktiež sme pridali podporu pre zobrazovanie viacerých objemovych dát a dalej predstavujeme nové zobrazovacie módy pre vizualizáciu ich rozdielov. Náš systém používa technológiu NVidia CUDA, čím ukazuje ako je možné využit urýchlenie pomocou moderných graffických procesorov. Naše výsledky ukazujú, že sme schopní predložit nástroj určeny na interaktívnu vizualizáciu, ktorý do značnej miery...

Volume visualization is an important tool for exploration and understanding of complex 3D scientiffic data, as those acquired for example by CT scanning. Recent advancements in hardware and software renewal interest in interactive, high-quality volume rendering as it now becomes feasible even on desktop computers. In this work we present new application designed for visualization of CT scans of human skulls. We focus on image quality and add new features for skull comparison and di®erence visualization. Our solution is based on .NET application, which provides user interface(GUI) and external volume renderer as dynamic link library. We have implemented complex renderer for high-quality isosurfaces using algorithms based on interactive ray-marching methods including self shadowing and transparency. We also add support for multiple volumes and introduce new rendering modes for difference visualization. In addition our system uses NVidia CUDA technology, showing how to harness the power of modern GPUs for accelerating this complex task. Our results show that we are able to deliver interactive visualization tool, which can greatly help in areas like anthropological research.