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논문KCI 등재

포인트기반 볼륨데이터를 이용한 대화식 4차원렌더링 기술

Interactive 4D rendering using time-varing point-based volume data

김재하
한국차세대컴퓨팅학회 (KINGComputing)|2017.08|한국차세대컴퓨팅학회 논문지 (The Journal of Korean Institute of Next Generation Computing)|제13권 제4호|pp. 19-28

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병렬 처리의료 영상Volume rendering볼륨 렌더링광선 투사법4차원 볼륨medical imageparallel processing4D volumeray-casting
주제분류컴퓨터학

초록

심장 또는 폐와 같은 장기의 움직임을 실시간 시각화하는 것은 최소 침습적 영상유도 수술등 분야에서 중요하다. 하지만, 많은 연산량으로 인해 실시간 가시화가 어려우며, 화질이 낮아서 실제 중요 장기의 영상을 제대로 보여주지못한다. 최근 GPU성능의 크게 향상되었지만, 아직까지 4D 볼륨데이터의 실시간 가시화는 어렵다. 일반적으로 고화질 영상을 제공하는 광선투사법을 이용할 경우 매번 갱신되는 볼륨 데이터 전체를 반복적으로 렌더링해야 하기 때문에 실시간 처리가 어렵다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 점 단위의 갱신이 가능한 포인트 프리미티브기반의볼륨 렌더링 기법을 제안한다. 이것은 볼륨 데이터의 복셀을 포인트로 매핑하고, 매 프레임에서 갱신되는 포인트만을 분류한 후 다음 프레임에서는 변경된 부분만 업데이트하는 방법이다. 이것은 그래픽스 파이프라인에 최적화된 프로젝션 방법을 사용하기 때문에 빠른 속도의 렌더링이 가능하다..

Abstract

Real-time visualization of organs such as the heart or lungs is important in areas such as minimally invasive imaging procedures. However, due to the large amount of computation, real-time visualization is difficult, and the image quality is low, so that the images of the important organ can not be displayed properly. Although GPU performance has improved significantly in recent years, real-time visualization of 4D volume data is still difficult. Generally, when using a ray casting method that provides a high-quality image, it is difficult to perform real-time processing because the entire volume data to be updated must be repeatedly rendered. In this paper, we propose a point primitive - based volume rendering method that can update point - by - point to solve this problem. This is a method of mapping a voxel of volume data to a point, classifying only the points updated in each frame, and updating only the changed part in the next frame. It uses a projection method that is optimized for the graphics pipeline, allowing for high-speed rendering.

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