DOI QR코드

DOI QR Code

Isosurface Component Tracking and Visualization in Time-Varying Volumetric Data

시변 볼륨 데이터에서의 등위면 콤포넌트 추적 및 시각화

  • 손봉수 (중앙대학교 공과대학 컴퓨터공학부)
  • Published : 2009.10.31

Abstract

This paper describes a new algorithm to compute and track the deformation of an isosurface component defined in a time-varying volumetric data. Isosurface visualization is one of the most common method for effective visualization of volumetric data. However, most isosurface visualization algorithms have been developed for static volumetric data. As imaging and simulation techniques are developed, large time-varying volumetric data are increasingly generated. Hence, development of time-varying isosurface visualization that utilizes dynamic properties of time-varying data becomes necessary. First, we define temporal correspondence between isosurface components of two consecutive timesteps. Based on the definition, we perform an algorithm that tracks the deformation of an isosurface component that can be selected using the Contour Tree. By repeating this process for entire timesteps, we can effectively visualize the time-varying data by displaying the dynamic deformation of the selected isosurface component.

본 논문에서는 시간이 변하는 볼륨 데이터로부터 등위면 콤포넌트를 계산하고 그 움직임을 추적하는 새로운 시각화 알고리즘을 기술한다. 등위면 시각화는 볼륨 데이터를 효과적으로 보여주기 위한 가장 흔한 방법 중 하나이다. 그러나 대부분의 기존 등위면 시각화 알고리즘들은 시간이 정지되어 있는 정적 볼륨 데이터에 국한하여 적용되어왔다. 이미징 기술과 시뮬레이션 기술이 발전함에 따라 대용량의 시변 볼륨 데이터들이 생성되고 있어 이러한 시변볼륨 데이터의 동적인 특성을 이용할 수 있는 효과적인 시변 등위면 시각화 알고리즘이 필요하게 되었다. 우리는 우선 두 연속되는 시변 볼륨 데이터에서 정의되는 등위면 컴포넌트들간의 시간적 일치성을 정의한다. 이 정의에 기반하여 컨투어 트리를 이용하여 얻어진 등위면 컴포넌트로부터 그것과 일치되는 그 다음 시간단계에서의 컴포넌트들을 추적하는 알고리즘을 수행한다. 이러한 과정을 매 시간단계에서 반복하면, 선택된 등위면 컴포넌트의 동적인 변형 모습을 보여주어 효과적인 시각화를 이룰수 있다.

Keywords

References

  1. 손봉수, "정육면체형 셀의 분해를 이용한 삼중선형 등위면의 계산," 한국컴퓨터정보학회 논문지, 제 12권 제 2호. 83-91쪽, 2007년. 7월.
  2. 손봉수, "시변 볼륨 데이터의 압축과 가시화 기법." 한국컴퓨터정보학회 논문지 제 12권. 제 3호. 85-93쪽. 2007년 9월.
  3. G. Ji, H.-W. Shen, R. Wenger, "Volume tracking using higher dimensional isocontouring." In Proc. of IEEE Visualization Conference, pages 209-216, 2003.
  4. R. Samataney. D. Silver, N. Zabuskv, J. Cao, "Visualizing features and tracking their evolution," In proc. of IEEE Visualization, pages 159-166, 1998,
  5. W. E. Lorensen, H. E. Cline, "Marching Cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm," ACM SIGGRAPH, pages 163-169, 1987.
  6. C.L. Bajaj, V, Pascucci, D,R. Schikore, "Fast isocontouring for improved interactivity," Proc. of Symposium on Volume Visualization, pp. 39-46, 1996.
  7. C.L. Bajaj, V. Pascucci. D.H. Schikore. "The contour spectrum," In IEEE Visualization Conference, pp. 167-173, 1997.
  8. P.M, Sutton, C. D. Hansen, "Isosurface extraction in time-varying fields using a temporal branch-on-need tree (T-BON),N In Proc. of IEEE Visualization Conference, pages 147-154. 1999.
  9. L. Kettner, J. Rossignac, J. Snoeyink, "The Safari interface for visualizing time-dependent volume data using isosurfaces and contour spectra," Computational Geometry : Theory and Applications, 25(1-2) 97-116, 2003. https://doi.org/10.1016/S0925-7721(02)00132-3
  10. D. Silver, X. Wang, "Tracking and visualization of turbulent 3d features," IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 3(2) : 129-141, 1997. https://doi.org/10.1109/2945.597796
  11. H. Carr. J. Snoeyink, U. Axen, "Computing contour trees in all dimensions," Computational Geometry: Theory and Applications, 24(2), pp. 75-94, 2003. https://doi.org/10.1016/S0925-7721(02)00093-7
  12. V. Pascucci, K. Cole-Mcl.aughlin, "Efficient computation of the topology of level sets," In proc. of IEEE Visualization, pages 187-194, 2002.
  13. S, P. Tarasov. M. N. Vyalyi, "Construction of contour trees in 3d in O(nlogn) steps," In proc. of ACM Symposium on Computational Geometry, pages 212-220, 1997.
  14. M. J, van Kreveld, R. van Oestrum. C. L. Baiai, V. Pascucci, and D, Schikore, "Contour trees and small seed sets for isosurface traversal." In proc. of ACM Symposium on Computational Geometry, pages 212-220, 1997.
  15. H. Carr, J. Snoeyink. "Path seeds and flexible isosurfaces using topology for exploratory visualization," In Proc. of VisSym, pages 49-58, 2003.
  16. B.-S. Sohn. C. L. Bajaj, "Time-Varying Contour Topology," IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, pages 14-25, 2006.
  17. A. Mascarenhas. J. Snoeyink, "Isocontour based Visualization of Time-Varying Scalar Fields," Mathematics and Visualization, Mathematical Foundations of Scientific Visualization, Computer Graphics and Massive Data Exploration. pages 1612-3786, 2009.