기본 개념

글꼴 그리기

자연 환경과 계산 모델에서 많은 대상과 현상은 3차원체 데이터장으로만 표시할 수 있다. 전통적인 컴퓨터 도형학에 비해 대상체는 기하학적 곡면이나 곡선으로 표시된 3차원 실체가 아니라 체소(voxel)를 기본적인 조형 단원으로 한다. 각 일체소에 대해 표면뿐만 아니라 그 내부에도 대상 정보를 포함한다.이것은 곡선이나 곡면 같은 기하학적 조형 방법만으로는 표현할 수 없는 것이다.체화법의 목적은 체소를 바탕으로 하는 제도 기술을 제공하는 데 있다. 이것은 전통적인 체면을 바탕으로 하는 제도와 달리 대상체의 풍부한 내부 디테일을 나타낼 수 있다.체화법의 한 특징은 전통적인 도형학에서 체유면 구조라는 제약을 포기하고 체화광조모델을 이용하여 3차원 데이터장에서 각종 물리량의 분포 상황을 직접 그려내는 것이다.체화법은 빛이 체 데이터장을 통과할 때 체소와의 상호 관계를 직접 연구하기 때문에 중간면을 구성할 필요가 없고 체소 중의 많은 세부 정보를 보존할 수 있기 때문에 결과의 보진성이 크게 향상되었다.결과 이미지의 질적으로 볼 때 체화는 면화보다 우수하다. 그러나 상호작용 성능과 알고리즘 효율에서 볼 때 적어도 현재의 하드웨어 플랫폼에서 면화는 체화보다 우수하다.

체광조 모형

체광조 모형은 체화체를 그리는 기초이다. 빛이 체소를 통과하고 빛과 한 곡면을 만날 때 서로 다른 광학 현상이 발생한다. 전자는 빛이 구름층을 통과하면 흡수, 산란 등의 현상이 발생하고, 후자는 빛이 탁자 위에 비치면 만사, 반사, 투사 등의 현상이 발생한다. 서로 다른 물리적 배경이 체광조 강도의 계산과 면광조 강도의 계산은 서로 다른 모형과 방법을 결정한다.체광조 모형은 빛이 체소를 통과할 때의 빛의 강도 변화를 연구하고 빛이 체소를 통과할 때의 물리적 현상을 수학 모형으로 묘사하는 것이다. 현재의 체화에서는 비교적 많은 유원-감소 모형, 변밀도 발사 모형과 재료 분류 및 조합 모형을 사용한다.

소스-감쇠 모델 소스-감쇠 모델은 체 데이터 필드의 모든 원소에 하나의 원소 강도와 감쇠 계수를 분배하고 모든 원소는 하나의 질점 광원으로 발사된 빛이 데이터 필드에서 거리를 따라 감쇠한 후에 시평면에 투영되어 결과 이미지를 형성한다.

변밀도 발사 모델 변밀도 발사 모델은 모든 대상이 질점 광원 시스템이라고 생각한다.전체 대상 공간에 입자 구름이 가득 차서 모든 입자가 빛을 발할 수 있다. 모델은 거시적인 질점 밀도를 처리하는 것이지 질점 입자 자체가 아니다. 이 모델은 질점이 충분하게 작아서 질점이 연속적으로 분포된다고 볼 수 있다.

재료 분류 및 혼합 모델 재료 분류 및 혼합 모델은 각 일체소는 여러 가지 재료로 조합된 것으로 본다. 예를 들어 CT 이미지에서 각 일체소는 뼈, 연조직, 지방과 공기 등으로 구성되고 그 중에서 각 재료의 구성은 이 재료가 체소에서 차지하는 비율로 묘사된다.모든 일체소 중 각 재료의 백분율의 확정은 확률 분류를 채택하는 것이지 2치 분류를 채택하는 것이 아니다.서로 다른 재료에 대해 밀도 분포와 빛의 강도와 불투명도를 각각 계산하고 분류를 토대로 조합 공식을 통해 각종 재료의 빛의 강도와 불투명도를 차지하는 백분율로 이 체소의 밝기와 불투명도를 혼합한다.앞의 두 모델에 비해 가장 근본적인 차이점은 재료 분류와 혼합 모델은 분할을 바탕으로 하는 빛의 강도 조합 계산 방법으로 분할에 착안하는 것이지 토론체 데이터 중의 각종 물리적 현상이 아니다.

글꼴 그리기

체광조 모델은 체 데이터 중의 각 데이터 점의 광조 강도를 계산하는 방법을 제공했고 체광조 방법은 2차원 결과 이미지의 생성 방법을 제공했다.먼저 데이터 포인트 값에 따라 각 노드에 불투명도 값과 색 값을 부여한다.다시 각 데이터 점의 사다리와 조명 모델에 따라 각 데이터 점의 조명 강도를 계산한 다음에 이미지 평면에 투사된 동일한 화소점의 각 데이터 점의 반투명도와 색 값을 종합하여 최종 결과 이미지를 형성한다.현재 글꼴 그리기는 그리기 순서에 따라 크게 두 가지 유형으로 나뉜다.

이미지 공간을 순서로 하는 체화 알고리즘

대상 공간을 순서로 하는 체 그리기 방법

이미지 공간을 순서로 하는 체 그리기 알고리즘 - 광선 추적이 이미지 공간을 순서로 하는 그리기 알고리즘은 화면의 모든 화소점에서 출발하여 설정된 시점 방향에 따라 방사선을 발사한다. 이 방사선은 3차원 데이터장의 체소 행렬을 통과하고 이 방사선을 따라 K개의 등거리 샘플을 선택하고 특정한 샘플에서 가장 가까운 8개의 색소와 불투명도 값을 3차원 선형 삽입값으로 한다.이 샘플의 불투명도 값과 색 값을 구하십시오.이 방사선의 모든 샘플링 점의 색상 값과 불투명도 값을 구한 후, 화면에서 이 화소 점의 색상 값과 불투명도를 뒤에서 앞으로 또는 앞에서 뒤로 두 가지 다른 방법으로 조합하여 계산할 수 있다.

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For   Do
    For   Do
           

대상 공간을 순서로 하는 체화 알고리즘 - 단원 투영법 같은 알고리즘은 먼저 각 데이터 점의 함수 값에 따라 이 점의 불투명도와 색 값을 계산한 다음에 주어진 시평면과 관찰 방향에 따라 각 데이터 점의 좌표를 대상 공간에서 이미지 공간으로 바꾼다.다시 선정된 광조 모델에 따라 각 데이터 점의 광조 강도를 계산한다. 그리고 선정된 재구성 핵 함수에 따라 3차원 데이터 점의 광조 강도에서 2차원 이미지 공간까지의 반사 관계를 계산하여 각 데이터 점이 영향을 주는 2차원 화소의 범위와 그 중의 각 화소점의 광조 강도에 대한 기여를 계산한다. 마지막으로 서로 다른 데이터 점이 같은 화소점에 대한 기여를 합성한다.

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For   Do
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