3D orvosi adatok térfogat-vizualizációja grafikus hardveren

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Csébfalvi Balázs
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Kivonat

A modern orvosi képalkotó eljárások (CT, MRI) alkalmazásával az emberi testet három dimenzióban (3D) lehet vizsgálni. A tomográfiás rekonstrukció során kapott adathalmaz egy 3D rács pontjaihoz rendel valamilyen anyagi minőségre jellemző értéket. Minél nagyobba a rekonstruált pontminták száma, annál nehezebben lehet a 3D adathalmazt valós időben megjeleníteni.

A korábbi CPU alapú vizualizációs algoritmusok nem alkalmasak a 3D adatok interaktív vizsgálatára, mivel a megjelenítés paramétereinek (nézőpont, átviteli függvény, megvilágítás, vágó síkok) módosítása után a kép újraszámolása percekbe telhet. Ugyanakkor a grafikus processzorok (GPU) fejlődésének köszönhetően ma már egy személyi számítógépen is valós időben lehet egy közepes felbontású (5123 voxel) 3D adathalmazt megjeleníteni. Jelen dolgozat célja, a széles körben elterjedt GPU alapú vizualizációs technikák ismertetése, összehasonlítása, és egy konkrét algoritmus implementálásának bemutatása a tervezési és megvalósítási lépéseken keresztül.

Az alkalmazás elkészítése során elemeztem, hogy melyek a grafikus csővezeték standard funkcionalitásának korlátai, azaz milyen megjelenítési módok érhetők el a GPU programozása nélkül. Ugyanakkor cél volt a GPU alapértelmezés szerinti működésének megváltoztatása, a pixel és vertex árnyaló egységek átprogramozása úgy, hogy az alkalmazás minél több vizualizációs modellt támogasson. Az elkészült implementációt valós orvosi adatokon teszteltem.

A platformfüggetlenség biztosítása végett, az alkalmazás fejlesztése C++ környezetben, az OpenGL grafikus könyvtár felhasználásával történt, a grafikus hardver elemeit pedig GLSL nyelven programoztam.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.