Volviser - Volume Visualisation Elemental Renderer

Überblick

Volviser ist im Wintersemester 2005 im Zuge der LVA Visualisierung an der Technischen Universität Wien entstanden.
Volviser ist ein Volumsvisualisierungstool. Man kann damit einen Volumsdatensatz im .dat Format laden und diesen anzeigen und mit diversen Funktionen bearbeiten bzw. inspizieren.

GUI

Das GUI von Volviser ist einfach und übersichtlich gestaltet. Es teilt sich in 3 große Hauptbereiche.
Denn größten Teil der Fläche nimmt die Renderanzeige ein (links). Hier werden die Volumsdaten je nach gewählter Einstellung angezeigt (entweder als Slices oder als Volumerendering). Unter der Renderanzeige findet sich der Bereich zum Einstellen der Transferfunktion. Einstellungen werden hier mit der Maus vorgenommen. Rechts befinden sich schließlich die Einstellungsmöglichkeiten, welche sich direkt auf die Renderanzeige auswirken.

Um einen Volumnsdatensatz in Volviser anzeigen zu können müssen Sie den Datensatz laden. Dazu klicken Sie im Menü links auf Datei und Öffnen. Nun wählen Sie einen Datensatz aus und bestätigen.

Funktionen - Slices

Im Slice Modus (selektieren Sie die Slice Group in den Einstellungen - auch beim Start des Programmes aktiv) können Sie die 3 Hauptrichtungen des Volumsdatensatzen erforschen. Dazu wählen Sie eine Richtung mittels einer Combo und verschieben den zugehörigen Slider. Sofort wird der aktuelle Slice in der Renderanzeige dargestellt.

Funktionen - Rendering

Im Rendering Modus (selektieren Sie die Rendering Group) können Sie den Volumsdatensatz dreidimensional erforschen. Um eine gute Interaktivität zu gewährleisten wird der Datensatz defaultmässig in geringer Auflösung gerendert. Sie können mit der Maus in der Renderinganzeige seine Orientierung ändern. Dazu klicken Sie in der Renderanzeige mit der linken Maustaste und halten diese, nun ziehen Sie die Maus in die gewünschte Richtung. Der Volumnsdatensatz wird seine Ausrichtung anpassen.

Sind sie mit der Ausrichtung des Datensatzes zufrieden können sie für die aktuelle Einstellung ein hochauflösendes Bild erzeugen. Dazu drücken Sie den Button "High Quality". Das berechnen der hochauflösenden Version kann einige Zeit in Anspruch nehmen. Dies hängt auch stark von den gewählten Einstellungen ab.

Einstellungen - Rendering

Für das Rendering gibt es eine Reihe von Einstellungen die jeweils die Anzeige des Volumsdatensatzes in der Renderanzeige beeinflussen.

Hitvalue
Gilt nur wenn "First Hit" als Renderingmethode gewählt ist. Legt fest bei welchem Dichtewert das Rendering unterbrochen wird.

Step Size
Legt die Schrittweite beim Rendern auf den Strahlen die durch das Volumen geschossen werden fest. Je kleiner die Step Size um so länger dauert das Berechnen der hochauflösenden Renderings.

Img Size
Legt die interne Größe des Bildes fest das zum Rendern benützt wird (die Firing Plane). Ja größer das Bild um so detailreicher die Darstellung. Jedoch erhöht sich damit auch die Rechenzeit.

First Hit

Ein Renderingverfahren bei dem beim ersten Auftreffen auf einen bestimmten Dichtewert das Rendern für diesen Strahl unterbrochen wird. Geht relativ flott und liefert gute Ergebnisse. Jedoch immer nur für einen speziellen Dichtewert, der Rest an Information geht verloren.

Max Intensity
Ein Renderinverfahren das röntgenbildähnliche Renderings erzeugt. Dabei wird immer der größte Dichtewert auf den Strahlen die durch das Volumen laufen gesucht und dieser für die Anzeige verwendet.

Composite
Ein Renderingverfahren bei dem Transparenzen erzeugt werden. Dies führt zu Bildern die Überlagerungen von diversen Schichten darstellen können. Hier werden die Farben und Alphawerte entlang der Strahlen durch das Volumen aufgerechnet (eben composited).

Trilinear Filter
Normalerweise wird in Volviser mit Nearest Neighbor Interpolation gearbeitet um die Verarbeitung zu beschleunigen. Man kann aber hier auf Trilinear Filtering umstellen. Dies führt zu wesentlich schöneren Bildern. Verlangsamt die Renderingzeit jedoch auch deutlich.

Use Light
Verwendet zusätzlich zur normalen ambienten Beleuchtung auch ein weißes Highlight. Dies führt wiederum zu schöneren Renderings. Es wird das Phong Beleuchtungsmodell verwendet.

Transferfunktion

Die Transferfunktion hat die wichtige Aufgabe Dichtewerten Farben und Transparenzen zuzuordnen.

Die Transferfunktion kann sowohl im Rendering als auch im Slice Modus benützt werden.

Im Transferfunktionsfenster sieht man das Histogramm der Dichtedaten im aktuellen Volumsdatensatz. Nun kann man mit einem Linksklick einen farbigen Punkt definieren. Der Punkt lässt sich mit der Maus verschieben (Linksklick halten). Sowie löschen und seine Farbe ändern. Dazu muss ein Rechtsklick auf den Punkt erfolgen und der passende Menüpunkt aus dem Kontextmenü gewählt werden.

Weiters ist es möglich das Histogramm (und somit die Transferfunktion) zu zoomen. Dazu klickt man mit STRG+Linke Maustaste auf die Transferfunktionsanzeige und zieht mit der Maus (Tasten halten) ein Rechteck auf. Auszoomen und Reset des Zooms ist mittels Rechtsklick und Auswahl aus dem Kontextmenü möglich.

In Volviser erfolgt die Zuordnung Dichtewerte zu Farbe und Alpha nach folgendem Schema:
Die Farbe wird durch die Punktfarbe definiert. Die Dichtewerte sind von links nach rechts aufsteigend angeordnet. Das bedeutet die Dichtewerte laufen von links nach rechts von 0 bis 4095. Horizontal wird der Alphawert aufgetragen. Je höher ein Punkt desto höher sein Alphawert. Alphawerte laufen von 0.0 bis 1.0.

Ein Linksklick auf einen existierenden Punkt zeigt dessen Daten rechts in der Statusanzeige an.

Dokumentation

Hier findet sich eine Dokumentation des Source-Codes im html-Format: Klick mich

Download

Hier können Sie Volviser als Executable für Windows downloaden. Bitte beachten Sie das Sie das Programm auf eigenes Risiko benützen und die Autoren keinerlei Haftung für etwaige Schäden die durch die Benützung von Volviser an Ihrem System entstehen übernehmen. Das gesagt, ist Volviser ein zuverlässliches Programm.

Hier gehts zum Download: Klick mich