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1 Visualizzazione scientifica Daniele Marini
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2 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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7 strutture dati
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8 Attributi delle celle
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9 Data set strutturati
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10 Height Fields - campi di quota - DEM o DTM Forma esplicita z=f(x,y) si rappresenta con linee di livello contour lines, valori di z=cost (isolinee), oppure mesh Forma tabellare: array 2d di valori: contour lines o mesh
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11 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 o=m.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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12 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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13 Scegliere la configurazione più semplice Interpolare linearmente i valori lungo i bordi della cella
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14 Casi possibili
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15 Casi ambigui
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18 Voxel - dati scalari 3D regolari Voxel Classificazione dei voxel Rendering: Ray tracing Marching cubes (iso superfici)
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19 Struttura
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20 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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21 Classificazione dei voxel Assegnare a ogni voxel un tipo di materiale Partial Volume Effect
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22 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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23 Ray tracing 3DDA - rasterizzazione 3D
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25 Marching cubes Cella - voxel
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26 Casi possibili 14 su 256 (2 8 ) (sfruttare le simmetrie)
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29 Modello di illuminazione Ray tracing: retroproiezione adattiva: densità media dei voxel incontrati dal raggio durante l'attraversamento; Iso-superfici –Soglia –Miscela: I i+1 = C i * T i + I i T i+1 = (1-a i ) * T i T trasparenza totale del raggio, T 0 = 1; I intensità del pixel, I 0 =0 C livello di grigio (nel caso del colore è espresso nelle tre componenti RGB); a i opacità dell'i-esimo voxel incontrato.
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