Volume Rendering

La tecnica di Rendering "Volume Rendering" consente, a partire da un data set 3D discreto (elementi numerabili), costituito da immagini 2D (es.: immagini proveninenti da risonanze magnetiche, sezioni, progetti in CAD presi a quote differenti, ...), di visualizzare una proiezione bidimensionale dell'insieme stesso.

La tecnica è utilizzata soprattutto per la visualizzazione di dati medici, in quanto la natura del data set richiesto corrisponde a quella dei dati in arrivo da una risonanza magnetica o da una tomografia computerizzata, ma questo non è l'unico campo applicativo.

Dal data set di immagini viene ricavato un insieme di voxel (i "pixel" del 3D), che identificano regioni di spazio 3D; colore e opacità di ciascun voxel vengono calcolati a partire dai valori di colore RGB e opacità dei pixel che lo circondano.

A questo punto, definita la posizione della telecamera virtuale nello spazio 3D, si procede al rendering degli elementi. Il rendering del volume "in quanto tale" è un'operazione complessa e molto costosa in termini di tempo e risorse computazionali, per cui in genere si utilizzano algoritmi, come Marching Cubes, che consentono di ricavare delle superfici (da renderizzare quindi con tecniche "tradizionali") da dati volumetrici (insiemi di voxels).

Per il rendering volumetrico vero e proprio (basato su funzioni di calcolo del valore RGBA per ogni voxel, utilizzo di Octree e BSP per suddividere gli spazi, ecc...), comunque, esistono diverse tecniche, come ad esempio:

• Volume Ray Casting, probabilmente la tecnica che -ad oggi- dà i risultati migliori, anche se a discapito del tempo di rendering, un pò elevato;

• Splatting, veloce ma di qualità modesta;

• Shear Warp, veloce ma non di ottima qualità (risultati migliori che con Splatting, ma non ancora al livello di Ray Casting);

• Texture Mapping, tecnica in ascesa per via della gestione delle texture da parte delle schede video, con molta memoria a disposizione e GPU sempre più veloci. Dà ottimi risultati, anche in tempo reale, se utilizzata su workstation grafiche.