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Accélération du Rendu Volumique basée sur la Quantification des Voxels
Nicolas CORTEZ
Carine MODOLO
Les points abordés:Qu’est-ce que le rendu volumique?L’existant et ses lacunes…Une solution pour l’accélération du
rendu volumique: la quantification des voxels.
Comparaison avec les autres techniques.
Le rendu volumique (1/2)Assez récentBut: visualiser des objets 3D volumiquesHardware / SoftwareAlgorithmes basés image / objet
Le rendu volumique (2/2)Algorithmes basés image :
Algorithmes basés objets :
+ accès simple et rapide aux données
un même voxel peut être parcouru aucune ou plusieurs fois
+ les voxels sont parcourus une et une seule fois
fort coût de calcul lors du processus de projection
L’existant et ses lacunes…
" shear-warp " " splatting " …
Spécificités matérielles Saturation de la bande passante de la
mémoire Coût de l’étape de projection des voxels
Quantification des voxels (1/2)
Utilisation de tables de données prétraitées
Que signifie « quantifier un voxel »?L’étape de projection…
Principe de base:
Quantification des voxels (2/2)
Restriction à une projection orthographique
Regroupement des voxels en classes avec un minimum d’erreurs
Pré-traitement possible des voxels quantifiés
Accélération de l’étape de projection:
Projection des voxels (1/4)
projection d’un voxel
=
copie translatée d’une forme hexagonale
Projection des voxels (2/4)
La projection du centre du voxel donne des informations sur les translations nécessaires
Création d’une liste de pixels Le centre C ne tombe pas forcément sur un
pixel
Mise en œuvre de l’algorithme (1/2):
Projection des voxels (3/4)
Pré-calcul d’un tableau pour chaque case de la grille
Pré-calcul de la projection des vecteurs unitaires de déplacement
Mise en œuvre de l’algorithme (2/2):
Projection des voxels (4/4)
Optimisations pour l’implémentation :
But: temps réelDiminuer la taille des tables pour
les faire rentrer dans le cacheOptimiser l’adressage mémoire
Application au Splatting
Adaptation du principe de l’algorithme précédent à la technique du « splatting »
Amélioration des temps d’exécution rendu interactif
Accélération du rendu volumique avec des voxels quantifiés
Comparaison avec le splatting:
quantification des voxels avant la
phase de projection
(0.95 sec)
splatting
(3.6 sec)
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (1/5)
Continuité C1 au niveau des surfacesMeilleure qualité de renduConservation d’un rendu interactif
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (2/5)
Une idée du principe en 1D:
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (3/5)
Définition d’une fonction paramétrique pour chaque voxel que l’on souhaite traiter: « cube paramétrique »
Application de cette fonction sur les pixels de l’image 2D
Le principe:
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (4/5)
Recherche accélérée d’isosurfaces Chaque case de l’octree contient une
valeur min et une valeur max pour la zone de voxels qu’elle contient
Utilisation d’un Min-Max Octree:
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (5/5)
Quelques résultats expérimentaux (1/3):
idéal cubes paramétriques lancé de rayons
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (5/5)Quelques résultats expérimentaux (2/3):
cubes paramétriques lancé de rayons
Visualisation d’Isosurfaces avec des Cubes Paramétriques (5/5)Quelques résultats expérimentaux (3/3):
cubes paramétriques lancé de rayons
ConclusionEffectuer une quantification avant
l’étape de projection permet un gain de temps de rendu non négligeable.
L’utilisation de cubes paramétriques permet en plus d’améliorer la qualité des images générées.
BibliographieAccelerating Volume Rendering With
Quantized Voxels (2000)Visualization of Isosurfaces with
Parametric Cubes (2001)
(B. Mora, J.P. Jessel, R. Caubet,
Institut de Recherche en Informatique de Toulouse IRIT)