Hauptseminar Interaktive Visualisierungstechniken

Hardwareunterstützte Volumenvisualisierung

Es sind verschiedene Ansätze für eine derartige Hardware möglich. Meist werden dabei mehrere Stahlen durch das Volumen gleichzeitig verfolgt um eine optimale Auslastung der Ressourcen zu erreichen. Im Vortrag werden drei konkrete Implementierungen vorgestellt:

• VIZARD:
  eine Hardwarelösung, die ein Ray-Casting Verfahren einsetzt um ein Volumen zu visualisieren. Entworfen wurde dieses Design an der Universität Tübingen.
  
• PAVLOV:
  hier wird ein SIMD-Netz (SIMD=Single Instruction Multiple Data) eingesetzt um große Teile des Volumens gleichzeitig zu verarbeiten. Zusätzlich ist dieses Design frei Programmierbar und kann somit für beliebige Algorithmen eingesetzt werden.
  
• CUBE-5 (4):
  CUBE-5 ist eine Erweiterung der CUBE-4 Hardware die es ermöglicht transparente und opake Polygone mir dem Volumen zu schneiden.

Ein großer Vorteil der programmierbaren Hardwaredesigns ist die extrem flexible Einsetzbarkeit. So kann zum Beispiel die POVLOV Hardware zur Volumensegmentierung verwendet werden. Die Berechnung ist dabei um ein vielfaches schneller als bei einem Softwareansatz.

Bilder

VolumePro (entspricht CUBE-4 Design) Kommerzielle Volumenvisualisierungshardware von Mitsubishi.		Polygonales Heli-Modell mit Volumenwolken.

Literatur

• Günter Knittel, Wolfgang Straßer: "VIZARD - Visualization Accelerator for Realtime Dislplay". SIGGRAPH / Eurographics Workshop 1997 (Paper für den Test) [ps] [pdf]
• Kevin Kreeger, Arie Kaufman: "PAVLOV: A Programmable Architecture for Volume Processing". Workshop on Graphics Hardware 1999. [ps] [pdf]
• Kevin Kreeger, Arie Kaufman: "Hybrid Volume and Polxygon Rendering with Cube Hardware". Eurographics 1999.[ps] [pdf]