Amira (yazılım)

Amira (telaffuz: Ah-meer-ah), 3B ve 4B veri görselleştirme, işleme ve analiz için bir yazılım platformudur. Thermo Fisher Scientific tarafından Zuse Institute Berlin (ZIB) ile işbirliği içinde aktif olarak geliştirilmekte ve Thermo Fisher Scientific tarafından ticari olarak dağıtılmaktadır.
Genel bakış
Amira, bilimsel görselleştirme, veri analizi ve 3B ve 4B verilerin sunumu için genişletilebilir bir yazılım sistemidir. Dünya çapında akademi ve endüstride binlerce araştırmacı ve mühendis tarafından kullanılmaktadır. Esnek kullanıcı arayüzü ve modüler mimarisi, onu çeşitli modalitelerden gelen verilerin işlenmesi ve analizi için evrensel bir araç haline getirmiştir. Mikro-CT, PET, Ultrason kullanım alanlarına örnek verilmektedir. Sürekli genişleyen işlevselliği, onu biyoloji ve malzeme biliminde mikroskopi, moleküler biyoloji, kuantum fiziği, astrofizik, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD), sonlu gibi birçok alanda uygulanabilir ve kullanılan çok yönlü bir veri analizi ve görselleştirme çözümü haline getirmiştir. Eleman modelleme (FEM), tahribatsız test (NDT) ve çok daha fazlası mevcuttur. Veri görselleştirmenin yanı sıra kilit özelliklerden biri de Amira'nın görüntü bölütleme ve geometri yeniden yapılandırma araçları setidir. Bu, kullanıcının otomatik, yarı otomatik ve manuel araçları kullanarak 3B görüntü hacimlerindeki yapıları ve ilgi alanlarını işaretlemesine (veya segmentlere ayırmasına) olanak tanımaktadır. Segmentasyon daha sonra hacimsel analiz, yoğunluk analizi, şekil analizi veya görselleştirme, sayısal simülasyonlar veya hızlı prototipleme veya 3B baskı için 3B bilgisayar modellerinin oluşturulması gibi çeşitli sonraki görevler için kullanılabilmektedir. Diğer önemli Amira özellikleri, çok düzlemli ve hacim görselleştirme, görüntü kaydı, filament izleme, hücre ayırma ve analizi, tetrahedral ağ oluşturma, difüzyon tensör görüntüleme (DTI) verilerinden fiber izleme, iskeletleştirme, uzaysal grafik analizi ve 3D'nin stereoskopik görüntülenmesidir. CAVE'ler dahil olmak üzere birden fazla ekran ve sürükleyici sanal gerçeklik ortamları üzerinden veri işlenebilmektedir. Ticari bir ürün olarak Amira, bir lisans veya akademik abonelik satın alınmasını gerektirmektedir. Zaman sınırlı, ancak tam özellikli bir değerlendirme sürümü ücretsiz olarak indirilebilmektedir
Tarihçesi
19931998: Yazılımı araştırma
Amira'nın kökleri 1993'e ve Berlin Zuse Enstitüsü'ndeki (ZIB) Hans-Christian Hege başkanlığındaki Bilimsel Görselleştirme Departmanına kadar uzanmaktadır. ZIB, matematik ve bilişim için bir araştırma enstitüsüdür. Bilimsel Görselleştirme bölümünün misyonu, tıp, biyoloji, mühendislik ve malzeme biliminde hesaplama ve bilimsel olarak zorlu görevlerin çözülmesine yardımcı olmaktır. Bu amaçla 2D, 3D ve 4D veri görselleştirme ve görsel destekli keşif ve analiz için algoritmalar ve yazılımlar geliştirmektedir. O zaman, ZIB'deki genç görselleştirme grubu, genişletilebilir, veri akışı odaklı görselleştirme ortamları apE, IRIS Explorer ve Advanced Visualization Studio (AVS) ile deneyime sahiptir. Ancak bu ürünlerin etkileşimi, esnekliği ve kolaylığından bilgisayar dışı bilim adamları için kullanımda memnun kalınmamıştır
Bu nedenle, tıbbi yönelimli, çok disiplinli işbirlikçi bir araştırma merkezindeki bir araştırma projesinde yeni bir yazılım sisteminin geliştirilmesine başlanmıştır. Tobias Höllerer'in 1993 sonlarında yeni grafik kitaplığı IRIS Inventor ile edindiği deneyimlere dayanarak, bu kitaplığın kullanılmasına karar verilmiştir. Tıbbi planlama sisteminin geliştirilmesi, daha sonra Amira'nın baş yazılım mimarı olacak olan Detlev Stalling tarafından gerçekleştirilmiştir. Yeni yazılıma "HyperPlan" adı verildi ve başlangıçtaki hedef uygulaması olan hipertermi kanseri tedavisi için bir planlama sistemi vurgulanmıştır. Sistem, o zamanlar üst düzey grafik hesaplama için kullanılan standart iş istasyonları olan Silicon Graphics (SGI) bilgisayarlarında geliştirilmiştir. Yazılım, OpenGL (başlangıçta IRIS GL), Open Inventor (başlangıçta IRIS Inventor) ve grafik kullanıcı arabirimi kitaplıkları X11, Motif (yazılım) ve ViewKit gibi kitaplıklara dayanıyordu. 1998'de X11/Motif/Viewkit, Qt araç seti ile değiştirilmiştir.
HyperPlan çerçevesi, ZIB'de giderek daha fazla projenin temeli olarak hizmet etmiştir. İşbirliği yapan kurumlarda giderek artan sayıda araştırmacı tarafından kullanılmıştır. Projeler tıbbi görüntü hesaplama, tıbbi görselleştirme, nörobiyoloji, konfokal mikroskopi, akış görselleştirme, moleküler analitik ve hesaplamalı astrofizik uygulamalarını içermektedir.
1998-günümüz: Ticari olarak desteklenen ürün
ZIB'nin birincil görevi algoritmik araştırma olduğundan, sistemin artan kullanıcı sayısı, ZIB'nin yazılım dağıtımı ve desteği için ayırabileceği kapasiteleri aşmaya başlamıştır. Bu nedenle, bir yan şirket olan Indeed Visual Concepts GmbH, yazılımın kapsamlı yeteneklerini dünya çapındaki endüstri ve akademi araştırmacılarının kullanımına sunma ve ürünü sağlama vizyonuyla Hans-Christian Hege, Detlev Stalling ve Malte Westerhoff tarafından kurulmultur. Günümüzün hızlı ve rekabetçi dünyasında ihtiyaç duyulan destek ve sağlamlık getirilmiştir.
Şubat 1998'de HyperPlan yazılımına yeni, uygulamadan bağımsız Amira adı verilmiştir. Bu isim bir kısaltma olmayıp, farklı dillerde telaffuz edilebildiği ve uygun bir çağrışım sağladığı için seçilmiştir.
Detlev Stalling ve Malte Westerhoff, yazılımı ticari olarak desteklenebilir bir ürün haline getirmek ve SGI olmayan bilgisayarlarda da kullanılabilir hale getirmek için yazılımın büyük bir yeniden tasarımını üstlenmiştir. Mart 1999'da ticari Amira'nın ilk versiyonu Almanya'nın Hannover kentindeki CeBIT fuarında SGI IRIX ve Hewlett-Packard UniX (HP-UX) stantlarında sergilenmiştir. Bunu takip eden on iki ay içinde Linux ve Microsoft Windows sürümleri izlemiştir. Daha sonra Mac OS X desteği eklenmiştir. Gerçekten Visual Concepts GmbH, Amira'nın dünya çapındaki distribütörü olarak Bordeaux, Fransa ve San Diego, Amerika Birleşik Devletleri merkezli TGS, Inc.'i seçilmiştir. Sonraki dört yıl içinde beş ana yayın (versiyon 3.1'e kadar) tamamlanmıştır.
2003 yılında hem Indeed Visual Concepts GmbH hem de TGS, Inc. Massachusetts merkezli Mercury Computer Systems, Inc. (NASDAQ:MRCY) tarafından satın alınmıştır. Mercury'nin daha sonra Visage Imaging olarak adlandırılan yeni kurulan yaşam bilimleri iş biriminin bir parçası olmuştur. 2009 yılında, Mercury Computer Systems, Inc., Visage Imaging'i yeniden üretti ve radyoloji bilgi sistemleri ve tıbbi BT çözümlerinin önde gelen sağlayıcısı olan Melbourne, Avustralya merkezli Promedicus Ltd'ye (ASX:PME) satmıştır. Bu süre boyunca, Amira Berlin, Almanya'da ve hala Amira'nın orijinal yaratıcıları tarafından yönetilen ZIB ile yakın işbirliği içinde geliştirilmeye devam etmiştir. Fransa, Bordeaux'da bulunan TGS, Mercury Computer Systems tarafından bir Fransız yatırımcıya satılmıştır. Ayrıca adı Visualization Sciences Group (VSG) olarak değiştirilmiştir. VSG, aynı kaynak koduna dayanan ancak malzeme bilimleri için özelleştirilmiş Avizo adlı tamamlayıcı bir ürün üzerinde çalışmaya devam etmiştir.
Ağustos 2012'de, o tarihe kadar Amira'nın en büyük OEM satıcısı olan FEI, VSG'yi ve Amira işini Promedicus'tan satın almıştır. Bu, iki yazılım kardeş Amira ve Avizo'yu tekrar bir araya getirmiştir. Ağustos 2013'te Görselleştirme Bilimleri Grubu (VSG), FEI'nin bir iş birimi haline gelmiştir. 2016 yılında FEI, Thermo Fisher Scientific tarafından satın almıştır. Ayırca, 2017 başlarında Malzeme ve Yapısal Analiz bölümünün bir parçası olmuştur.
Amira ve Avizo halen iki farklı ürün olarak pazarlanmaktadır. Yaşam bilimleri için Amira ve malzeme bilimi için Avizo kullanılmaktadır. Ancak geliştirme çabaları şimdi bir kez daha birleştirilmiştir. Bu arada Amira/Avizo yazılımını kullanan bilimsel makale sayısı 10 bin mertebesindedir. Başlangıçta olduğu gibi, Amira yol haritası, dünyanın dört bir yanındaki Amira kullanıcılarının, genellikle alanlarında öncü olan, yanıtlamaya çalıştıkları zorlu bilimsel sorular tarafından yönlendirilmeye devam etmektedir.
Amira seçenekleri
Amira seçenekleri
Mikroskopi verileri için özel okuyucular
Görüntü ters evrişim
Hemen hemen her mikroskoptan elde edilen 3D görüntülerin keşfi
Mikroskopi görüntülerinden filament ağlarının çıkarılması ve düzenlenmesi
DICOM okuyucu
Klinik ve klinik öncesi verilerin DICOM formatında içe aktarılması
Kafes seçeneği
Parçalı görüntü verilerinden 3B sonlu eleman (FE) ağlarının oluşturulması
Birçok son teknoloji FE çözücü formatı desteği
Skaler, vektör ve tensör alanı görüntüleme modüllerini kullanarak simülasyon ağı tabanlı sonuçların yüksek kaliteli görselleştirilmesi
İskeletleştirme seçeneği
Sinir ve damar ağlarının yeniden yapılandırılması ve analizi
İskeletleştirilmiş ağların görselleştirilmesi
Ağ bölümlerinin uzunluk ve çap ölçümü
Bir ağaç grafiğinde bölümlerin sıralanması
Bir ağaç grafiğinde bölümlerin sıralanması
Moleküler seçenekler
Molekül modellerinin görselleştirilmesi için gelişmiş araçlar
Donanım hızlandırmalı hacim oluşturma
Güçlü molekül düzenleyici
Karmaşık moleküler görselleştirme için özel araçlar
Geliştirici seçenekleri
Görselleştirme veya veri işleme için yeni özel bileşenlerin oluşturulması
Yeni dosya okuyucularının veya yazarlarının uygulanması
C++ programlama dili
Hızlı bir başlangıç için geliştirme sihirbazı
Nöro seçeneği
DTI ve beyin perfüzyonu için tıbbi görüntü analizi
Birkaç akış hattı tabanlı algoritmayı destekleyen fiber izleme
Kullanıcı tanımlı kaynak ve hedef bölgelere göre fiber demetlerine fiber ayırma
Tensör alanlarının hesaplanması, difüzyon ağırlıklı haritalar
Tensör alanlarının özdeğer ayrıştırması
Ortalama geçiş süresi, beyin kan akımı ve beyin kan hacminin hesaplanması
VR seçenekleri
Büyük döşemeli ekranlarda veya sürükleyici Sanal Gerçeklik (VR) ortamlarında verilerin görselleştirilmesi
3D navigasyon cihazlarının desteği
Hızlı çok iş parçacıklı ve dağıtılmış işleme
Çok büyük veri seçeneği
Verimli çekirdek dışı veri yönetimi kullanarak mevcut ana belleği aşan görüntü verilerinin görselleştirilmesi için destek
Çekirdek dışı veriler üzerinde çalışmak için ortogonal ve eğik dilimleme, hacim oluşturma ve eş yüzey oluşturma gibi birçok standart modülün uzantıları
Uygulama alanları
Anatomi
Biyokimya
Biyofizik
Hücresel mikrobiyoloji
Hesaplamalı akışkanlar dinamiği
Kriyo-elektron tomografisi
Difüzyon MRG
Embriyoloji
Endokrinoloji
Sonlu Eleman Modelleme
Histoloji
malzeme bilimi
Tıbbi Görüntüleme
Yaşam ve malzeme bilimlerinde mikroskopi
Moleküler biyoloji
Sinirbilim
Ortopedi
kulak burun boğaz
Klinik öncesi görüntüleme
Üroloji