Dokumentation zum Paket VolumeRender

1) Installation und Start des Programms

Das Programm braucht zum Laufen einen JDK1.3.1_01 und die package javax.vecmath, die nicht standardgemäß
installiert sind. Das Programm kann in ein beliebiges Verzeichnis entzipt werden, nur der Name VolumeRender
muss gleich bleichen, da es sich um eine Package handelt. Das Programm wird mit VolumeRender.Gui gestartet
aus dem Verzeichnis, in dem sich der Ordner VolumeRender befindet. Optional kann als Argument der Dateinamen
eines Datenfiles angegeben werden, wodurch gleich beim Startup ein Datensatz geladen wird.

Beispiel:

Das Verzeichnis VolumeRender befindet sich im Verzeichnis c:/jdk1.3.1_01/bin und das Datenfile namens skewed_head.dat im Verzeichnis VolumeRender/daten. Dann wechselt man ins c:/jdk1.3.1_01/bin-Verzeichnis und ruft auf:

java VolumeRender.Gui VolumeRender/daten/skewed_head.dat
 

2) Erklärung der Bedienelemente


a) Menü File

Es gibt darin die Punkte "load file", "load parameter", "save parameter". "load file" ladet ein Datenfile in den
Speicher. Mit "save parameter" koennen die Einstellungen des Menüs "rendering parameter" und des Menüs "color
mapper" auf Disk gespeichert und wieder geladen werden.


b) Menü Image

Der Punkt "render image" löst das Berechnen und Zeichnen des Datensatzes mit Volume Rendering aus. Achtung-
kann bei bestimmten Einstellungen lang dauern. Der Punkt "show slice" liefert einen Querschnitt des Datensatzes
mit der Nummer, die im erscheinenden Slider angegeben wird.


c) Menü Options


A) rendering parameter

Im Menü Options gibt es zuerst den Punkt "rendering parameter". Dieser öffnet einen Dialog, in dem man
für das Rendering wesentlichen Parameter einstellen kann.

Punkte im Menü "rendering parameter":

threshold: Schwellwert, Eingabe als Integer. Wert zum steuern, welche Bereiche mit bestimmten CT-Wert
Einfluss auf das finale Bild haben. Werte sind float-Zahlen.

thickness: Wert für Dicke des Bereichs, der gezeigt wird. wird z.B. bei einem CT-Datensatz eines menschlichen
Körpers Dicke 1 genommen und als Schwellwert der CT-Wert des Fleisches, dann wird nur die
Oberfläche des Fleisches gezeigt werden, während bei Dicke 5 auch Haut und Knochen zu sehen sein
werden.

sample rate: ein Wert für die Rate, wie oft ein Datenstatz pro Datensatzeinheit abgetastet werden soll. Je
kleiner desto länger dauert die Berechnung, aber desto akkurater wird das Ergebnis. Werte sind float.

parallel light x-dir: x-Koordinate des Richtungsvektors, der die Richtung des parallelen Lichts bestimmt.
parallel light y-dir: y-Koordinate
parallel light z-dir: z-Koordinate

specular exponent: Exponent für die spekulare Farbkomponente.

depth cuing coeff 1: 1 Konstante für das depth-cuing, also das Dunkler-werden nach hinten. Es ist der
Faktor, der die "Grunddunkelheit" bestimmt.
depth cuing coeff 2: 2 Konstante für das depth-cuing: Es ist der Faktor, der die Schnelligkeit des
Dunklerwerdens bestimmt.

rotation angle x: Bestimmt den Blickwinkel des Betrachters in der x-Richtung
rotation angle y: Bestimmt den Blickwinkel des Betrachters in der y-Richtung
rotation angle z: Bestimmt den Blickwinkel des Betrachters in der z-Richtung
Anm.: Die Rotationen werden in der Reihenfolge x-y-z ausgeführt

parallel light r-col: Die Rot-Komponente des parallelen Lichts
parallel light g-col: Die Grün-Komponente
parallel light b-col: Die Blau-Komponente


B) opacity operator

Man kann hier zwischen zwei Methoden der Threshold-Anwendung auswählen:

hard threshold method: Alle Datenpunkte, die einen CT-Wert über dem Threshold haben, bekommen Sichtbarkeit
1, alle anderen Sichtbarkeit 0.

gradient method: Diese Methode zieht den Gradienten zur Berechnung der Sichtbarkeit hinzu.
 

C) interpolation operator

Hier kann zwischen den Methoden "nearest neightbour" und "trilinear" gewählt werden. Bei "trilinear" wird
trilinear zwischen 3 Werten interpoliert, während bei "nearest neighbour" auf die Werte des nächsten
Datenpunktes gerundet wird.
 

D) color mapper

Der color mapper ist für das Zuweisen von "ambient", "diffuse" und "specular"-Werten zu bestimmten Regionen
zuständig. Die 2 "borders"-Felder geben die untere und obere Grenze des CT-Wertes an, für die diese Grenzen
gelten. Es können bis zu 5 Regionen bestimmt werden. Werden für eine Region keine Werte bestimmt, so wird
default Grau für alle 3 Farbkomponenten genommen.
 

E) projection type

Hier kann zwischen paralleler wird perspektivischer Projektion gewählt werden.
 

F) zoom function

Hier wird die Nähe des Betrachters zum Objekt angegeben. Das führt zu unterschiedlicher Darstellung mit
der Einstellung "perspektivische projektion".