Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
360670		Volumetric rendering techniques for scientific visualization / Bilimsel görüntüleme için hacim boyama yöntemleri Yazar:ERHAN OKUYAN Danışman: PROF. DR. UĞUR GÜDÜKBAY Yer Bilgisi: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2014 135 s.
Doğrudan hacim boyama birçok uygulamada kullanılan bir yöntemdir. Biz bu problemi değişik boyutları ile inceledik. Öncelikle, yüksek işlemci gereksinimini resim kalitesini önemli ölçüde bozmadan azaltmak amacıyla, bir bakış açısına bağlı seçici sadeleştirme mekanizması önerdik. Daha sonra doğrudan hacim görüntüleme probleminin paralel uygulamalarını inceledik. Ve son olarak, doğrudan hacim görüntüleme tekniklerini kullanarak MaterialVis aracını geliştirdik. Hacim görüntüleme uygulamalarını interaktif seviyelere çıkarmak kolay bir iş değildir. Biz, hacim veri kümesini bakış açısına bağlı olarak dinamik bir şekilde seçici sadeleştiren bir mekanizma önerdik. Hacım kümesinin farklı kısımlarının önemleri otomatik olarak belirlenir ve buna göre detaylandırılır. Görüş bağımlı sadeleştirme mekanizmamızın düşük ek iş yükü sayesinde, yaygın veri kümelerinde yeterli çözünürlükler için interaktif seviyelere çıkmayı başardık. CUDA kullanarak grafik işlem ünitesi üzerinde çalışacak, hücre izdüşümü ve ışın fırlatım tabanlı bir hacim görüntüleme algoritması önerdik. Algoritmada, sonuç resim kalitesini işleme hızının önünde tuttuk. Algoritmalarımızın düşük hafıza kullanımları büyük veri kümelerini ciddi hız artışlarıyla işleyebilmemize olanak sağladı. Materyallerin görüntülenmesi analizlerinin önemli bir parçasını oluşturur. Bu amaçla, MaterialVis adında bir araç geliştirdik. MaterialVis, materyalleri düz atomik koordinatlara ek olarak hem hacim hem de yüzey manifoldu olarak tanımlar. Direk hacim görüntüleme teknikleri materyallerin hacimsel özelliklerini görüntülemek için idealdir. Kristal hataları, kristal özellikleri olarak tanımlanıp görüntülenebilir. MaterialVis aracı aynı zamanda yüzey görüntüleme tekniklerini de destekler. Kullanıcıların görüntülemeyi kontrol etmesini sağlayan zengin parametre ve seçenekler sayesinde, materyallerin çeşitli özellikleri etkili bir şekilde görüntülenebilir. Bu sayede, amorf ve kristal yapıları çeşitli işleme biçimlerinde interaktif olarak işleyip topoloji ve kristal hataları gibi önemli materyal özellikleri ortaya konulabilir.
Direct volume rendering is widely used in many applications. We explored several aspects of the problem. First, we proposed a view-dependent selective refinement scheme in order to reduce the high computational requirements without affecting the image quality significantly. Then, we explored the parallel implementations of direct volume rendering. Finally, we used direct volume rendering approaches to create a material visualization tool. Achieving interactive rates in volume-rendering applications is a real challenge. We present a selective refinement scheme that dynamically defines the mesh according to the camera parameters. The importance of different parts of the mesh is automatically determined and the mesh is refined accordingly. Thanks to low overhead dynamic view-dependent refinement, we achieve interactive frame rates for rendering common datasets at decent image resolutions. Using CUDA, we propose a GPU-based volume rendering algorithm that is based on a cell projection-based ray-casting algorithm. We favor image quality over rendering speed. Our algorithm has a low memory footprint, allowing us to render large datasets with significant speed-ups. Visualization of materials is an indispensable part of their structural analysis. We developed a visualization tool called MaterialVis. Unlike existing tools, MaterialVis represents materials as a volume and a surface manifold, in addition to plain atomic coordinates. MaterialVis provides a wide range of functionality to visualize topological structures and crystal defects interactively. Direct volume rendering techniques are used to visualize crystal defects. In addition, the tool provides surface visualization to extract hidden topological features within the material.