1.2 Tái dựng hình ảnh 3D
1.2.4.4 Các phương pháp tạo bố cục ảnh (image composition)
Trong quá trình tia chiếu đi qua khối dữ liệu thì tia chiếu sẽ ghi lại những thông tin từ các voxel. Tuy nhiên tùy theo mục đích ta sẽ có các cách tổng
hợp khác nhau từ các dữ liệu trên mỗi tia chiếu. Kết quả tổng hợp này sẽ quyết định những gì được thể hiện trên ảnh. Các phương pháp tạo bố cục cho ảnh thường được sử dụng là X-ray, MIP (maximum intensity projection), MinIP (minimum intensity projection), alpha compositing và NPVR (non- photorealistic volume rendering)…
- X-ray: Phương pháp này tính tổng các giá trị ghi nhận được trên tia chiếu để tạo nên giá trị điểm ảnh.
- Phương pháp MIP: Sử dụng giá trị lớn nhất của các biến trong khối dọc theo một tia vuông góc với mặt phẳng nhìn (view plane) để tạo giá trị của mỗi điểm ảnh. Phương pháp này ban đầu có nhiều bất tiện vì phải truy cập rất nhiều voxel. Tuy nhiên hiện nay đã có rất nhiều cải tiến.
- Phương pháp MinIP: trái ngược với phương pháp MIP khi sử dụng giá trị nhỏ nhất dọc theo tia để tạo điểm ảnh.
- Phương pháp Alpha composting: (còn gọi là Translucency/ opacity) thường được sử dụng phổ biến nhất. Trong phương pháp này các gia số (density value) được đưa vào dọc theo tia để tạo ra màu sắc và độ trong suốt cho ảnh. Giá trị của tia chiếu tại mỗi voxel có thể tính theo công thức
o Dạng tia đi từ sau ra trước
V(i) = V(i-1).(1-a(i)) + c(i).a(i) o Dạng tia đi từ trước ra sau
V(i) = V(i-1) + c(i).a(i).(1-a(i))
Trong đó:
V(i): giá trị của tia chiếu đi ra khỏi voxel thứ i
a: giá trị được chọn để điều khiển độ chắn sáng.
c: giá trị được chọn để điêu khiển độ chói Volume render là một kỹ thuật khó vì những lý do:
Thứ nhất: ở bước shading (tính toán màu sắc) và classification (tính toán độ chắn sáng) ta phải xác định màu sắc và độ chắn sáng cho toàn bộ khối.
Thứ hai: là khâu tia chiếu, ta phải xét sự tương tác của ánh sáng khuyếch tán bên trong vật thể, phải tạo ra vật thể có dạng bán trong suốt.
Thứ ba: là hiệu quả, dữ liệu khối rất lớn và có tính tương tác cao nên đòi hỏi phải tính toán nhiều, dữ liệu phát sinh trong quá trình tính toán rất lớn.
Để tăng tốc tính toán trong phương pháp này, ta thường tìm cách sắp xếp lại dữ liệu để đạt hiệu quả tính toán cao. Ví dụ sắp xếp dữ liệu dưới dạng cây bằng phương pháp Hierarchical volume rendering,…