Isoflächen und Volumendaten: Codierung und Extraktion für Visualisierung

Bildgebende Verfahren und Simulationen produzieren immer häufiger sehr große Datensätze skalarer 3D-Volumendaten. Beispiele sind Magnetresonanztomographien und Ergebnisse meteorologischer Wettervorhersagemodelle. Bei der Visualisierung derartiger Volumendaten sind effiziente Verfahren zur Handhabung grosser Bilddaten und zur Extraktion der zur Visualisierung selektierten Information einzusetzen. Wir besprechen drei solche Verfahren, die wir in letzter Zeit in Leipzig entwickelt haben. 1. Schnelle lokale Kompressionsverfahren für Random Access: Bei der Visualisierung von Volumenschnitten, Isoflächen oder Teilvolumina von sehr großen Volumendaten ist Datenkompression erforderlich, wobei der schnelle Zugriff auf beliebige Teile des Volumens gewährleistet sein muß. Unser blockbasierter Waveletcoder liefert Ergebnisse, die im PSNR 6-12 dB über dem aktuellen State-of-the-Art liegen. 2. Optimale Extraktion von Isoflächen: Isoflächen werden mit naiver Enumeration des Volumens oder mit aufwendigen Hilfsdatenstrukturen erzeugt. Die erste Methode ist langsam, die zweite benötigt oft mehr Speicherplatz als vorhanden ist. Unser Hybridverfahren arbeitet genau mit dem vorgegebenem Speicherplatz und garantiert, dass dieser mathematisch optimal zur Beschleunigung des Extraktionsverfahren eingesetzt wird. 3. Effiziente Codierung polygonaler Isoflächen: Codierung polygonaler 3D-Modelle ist ein aktuelles Forschungsgebiet der Computergrafik. Die bekannten Methoden sind jedoch nicht effizient für den Fall von Isoflächen. Wir zeigen, daß man die spezielle Struktur von Isoflächen nutzen kann um die zehn- bis zwanzigfache Kompressionsleistung im Vergleich zum State-of-the-Art (MPEG-4) IBM-Coder zu erhalten.