Izovirsma

Izovirsma () ir 3D virsmas attēlojums punktiem ar vienādām vērtībām, kā arī 3D analogs izolīnijai. Izovirsma var tikt izmantota, lai pārstāvētu, piemēram, visus VoXels attēlā ar konkrētā CoLocalization līmeni. Šie punkti savienojoties veido 3D virsmu. Var gadīties, ka virsma ir sadalīta dažādās, slēgtās, nesaistītās daļās: tie kļūst par objektiem, kurus nevar analizēt atsevišķi.
thumb

 Pielietojumi 

Izovirsmu parasti attēlo, izmantojot datorgrafiku, un to izmanto kā datu vizualizācijas metodi skaitļojošā modelēšanā (computational fluid dynamics(CFD)), kas ļauj inženieriem pētīt šķidruma plūsmas iezīmes ap objektiem, piemēram, lidmašīnu spārniem. Izovirsma var attēlot triecienvilni ultraskaņas lidojumā. Var arī uzģenerēt vairākas izovirsmas, lai parādītu spiediena vērtību sekvences plūstošajam gaisam ap spārnu. Izovirsmas mēdz būt populārs veids, kā vizualizēt apjoma datu kopu, jo tās var attēlot ar vienkāršu poligonu modeli, kuru var ļoti ātri uzzīmēt uz ekrāna.

 Medicīnā izovirsmas var izmantot, lai attēlotu specifiskus blīvuma reģionus konkrēta trīsdimensionālā CT skenēšanā, vizualizējot iekšējos orgānus, kaulus, vai citas struktūras.

Arī citās disciplīnas, kuras ir ieinteresētas trīsdimensiju datu attēlošanā, bieži izmanto izovirsmas, lai iegūtu informāciju par farmakoloģiju, ķīmiju, ģeofiziku un meteoroloģiju.

 Implementācijas algoritmi 

 Maršēšanas kubi 
Maršēšanas kubu algoritms pirmo reizi tika publicēts 1987. gadā, tas rada virsmu ar krusteniskām malām, kas izveido datu apjoma režģi ar dziļuma kontūru. Ja virsma šķērso malu, algoritms rada virsotni. Šim algoritmam ir risinājumi īstenošanai gan uz CPU un uz GPU.

 Asimptotiskā izvēle 
Asimptotiskās izvēles algoritms tika izstrādāts kā paplašinājums maršēšanas kubam, lai atrisinātu iespēju neskaidrību tajā.

 Maršēšanas tetraedrs 
Maršēšanas tetraedra algoritms tika izstrādāts kā paplašinājumu maršēšanas kubam, lai atrisinātu neskaidrības šajā algoritmā un radītu augstākas kvalitātes produkcijas virsmas.

 Virsmas tīkls 
Virsmas tīkla algoritms ievieto šķērsojošu virsotni vidū tilpuma voxelim, nevis pie malām, kā rezultātā izveidojas vienmērīgāka izejas virsma.

 Duālā kontūrēšana 
Duālās kontūrēšanas algoritms pirmo reizi tika publicēts 2002. gadā, izstrādāts kā paplašinājums gan virsmas tīklam, gan maršēšanas kubam. Tā saglabā virsotni pie centrā voxeļa. Tā pievieno virsmas paaudzi, kas piesaista octreesi, lai pievienotu atbalstu ģeometrijai, kas pielāgo trijstūru skaitu.

 Atsauces 
 Isosurface
  William E. Lorensen, Harvey E. Cline: Marching Cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm. In: Computer Graphics, Vol. 21, Nr. 4, July 1987
  Tao Ju, Frank Losasso, Scott Schaefer, Joe Warren: Dual Contouring of Hermite Data. In: ACM Transactions on Graphics, Volume 21 Issue 3, July 2002



Kategorija:3D grafika
Kategorija:Medicīniskā attēlošana
Kategorija:Virsmas