Volumetric rendering techniques for scientific visualization

Doğrudan hacim boyama birçok uygulamada kullanılan bir yöntemdir. Biz bu problemi değişik boyutları ile inceledik. Öncelikle, yüksek işlemci gereksinimini resim kalitesini önemli ölçüde bozmadan azaltmak amacıyla, bir bakış açısına bağlı seçici sadeleştirme mekanizması önerdik. Daha sonra doğrudan hacim görüntüleme probleminin paralel uygulamalarını inceledik. Ve son olarak, doğrudan hacim görüntüleme tekniklerini kullanarak MaterialVis aracını geliştirdik. Hacim görüntüleme uygulamalarını interaktif seviyelere çıkarmak kolay bir iş değildir. Biz, hacim veri kümesini bakış açısına bağlı olarak dinamik bir şekilde seçici sadeleştiren bir mekanizma önerdik. Hacım kümesinin farklı kısımlarının önemleri otomatik olarak belirlenir ve buna göre detaylandırılır. Görüş bağımlı sadeleştirme mekanizmamızın düşük ek iş yükü sayesinde, yaygın veri kümelerinde yeterli çözünürlükler için interaktif seviyelere çıkmayı başardık. CUDA kullanarak grafik işlem ünitesi üzerinde çalışacak, hücre izdüşümü ve ışın fırlatım tabanlı bir hacim görüntüleme algoritması önerdik. Algoritmada, sonuç resim kalitesini işleme hızının önünde tuttuk. Algoritmalarımızın düşük hafıza kullanımları büyük veri kümelerini ciddi hız artışlarıyla işleyebilmemize olanak sağladı. Materyallerin görüntülenmesi analizlerinin önemli bir parçasını oluşturur. Bu amaçla, MaterialVis adında bir araç geliştirdik. MaterialVis, materyalleri düz atomik koordinatlara ek olarak hem hacim hem de yüzey manifoldu olarak tanımlar. Direk hacim görüntüleme teknikleri materyallerin hacimsel özelliklerini görüntülemek için idealdir. Kristal hataları, kristal özellikleri olarak tanımlanıp görüntülenebilir. MaterialVis aracı aynı zamanda yüzey görüntüleme tekniklerini de destekler. Kullanıcıların görüntülemeyi kontrol etmesini sağlayan zengin parametre ve seçenekler sayesinde, materyallerin çeşitli özellikleri etkili bir şekilde görüntülenebilir. Bu sayede, amorf ve kristal yapıları çeşitli işleme biçimlerinde interaktif olarak işleyip topoloji ve kristal hataları gibi önemli materyal özellikleri ortaya konulabilir.