웹 기반 볼륨 가시화를 위한 vtk.js의 셰이더 효과 연구
A study of shader effects in vtk.js for web-based volume visualization
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초록
의료영상 데이터를 이용하여 볼륨 가시화를 할 때, 대부분의 볼륨 가시화를 수행하는 응용프로그램들은 운영체제 및 특정 컴퓨터 장치에 제약을 받는다. 우리는 이러한 문제점을 해결하고자 운영체제와 특정 컴퓨터 장치로부터 상대적으로 자유로운 웹 환경에서 볼륨 가시화 응용프로그램을 웹 기반 그래픽 프레임워크인 vtk.js를 이용하여 구현하였다. vtk.js에서는 가장 핵심적인 기능인 볼륨 가시화를 구현할 때 셰이더 프로그램을 이용한다. 본 논문에서는 셰이더 프로그램을 수정해 기존에 없던 기능을 확장하여 더 많은 기능을 사용자에게 제공할 수 있음을 보인다. 그 예시로 인체조직의 표면만을 가시화할 때 발생하는 노이즈를 제거하는 기법인 전적분 (pre-integration) 기법과 인체조직의 표면을 복잡한 과정 없이 간단하게 볼륨 가시화할 수 있는 그래디언트를 이용한 투명도 조절 (gradient opacity) 기법을 구현하였다. 그리고 이 두 기법은 vtk.js에서 제공하는 기능인 블렌드 모드에 통합하는 데 성공하였다.
Abstract
When performing volume rendering using medical image data, most applications that perform volume rendering are limited by operating systems and specific computer devices. To solve this problem, we implemented a volume visualization application using vtk.js, a web-based graphic framework, in a web environment that is relatively free from the operating system and specific computer devices. In vtk.js, a shader program is used to implement the most core function volume rendering. In this paper, it is shown that more functions can be provided to users by modifying this shader program to extend functions that did not exist before. As an example, we implemented the pre-integration technique, which is a technique to remove noise generated when only the surface of human tissue is visualized, and the gradient opacity technique, which can simple volume rendering of the surface of human tissue without a complicated process. And these two techniques succeeded in integrating into the blend mode, a function provided by vtk.js.
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