Einführung in das Visualization ToolKit. Institut für Simulation und Graphik, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg

Transkript

1 Einführung in das Visualization ToolKit

2 VTK Einführung: Gliederung Was ist VTK? VTK-Konzept Vorstellung MeVisLab VTK Beispiel in MeVisLab 2/26

3 Was ist VTK? Freie Software-Bibliothek für 3D Graphik und Visualisierung Verarbeitung von verschiedenen Datenarten» Skalaren Daten, Vektoren und Tensoren (SciVis)» Statistische Daten, Graphen, Baumstrukturen (InfoVis) Bestehend aus einer Vielzahl von Algorithmen:» Isolinien/-flächengenerierung und Volumen Rendering» Verarbeitung von (un)strukturierten Gittern» Vektor/Tensor/Multiparameter Visualisierungstechniken» Objektorientiertes Design Flexible Interaktions- und Erweiterungsmöglichkeiten 3/26

4 Was ist VTK? Beispiel: Iso-Oberflächen Darstellung eines Froschdatensatzes (CT) 4/26

5 Was ist VTK? Beispiel: Volume Rendering Volume Rendering eines Fußdatensatzes (CT) Kombination von Iso-Oberflächendarstellung und Volumen Rendering für ein Strömungsdatensatz 5/26

6 Was ist VTK? Beispiel: Mesh Processing Glättung eines Dreiecksnetzes 6/26

7 Was ist VTK? Beispiel: Vektorvisualisierung Strömung in einer Küche 7/26

8 Was ist VTK? Beispiel: Multiparameter Börsendaten von Computerherstellern 8/26

9 Was ist VTK? Beispiel: Effekte / Post-Processing Tiefenunschärfe Motion Blur Texturierung 9/26

10 Was ist VTK? Beispiel: Interaktion 2D Slider Line-Widget Sphere-Widget Image Plane-Widget Distance-Widget 10/26

11 Was ist VTK? Beispiel: Bildverarbeitung Gauß Rauschunterdrückung Median 11/26

12 Was ist VTK? Beispiel: Medizin DTI - Visualisierung Volume Rendering 12/26

13 Was ist VTK? Fragen? 13/26

14 VTK - Konzept 14/26

15 VTK-Konzept Objektorientiertes Design / Veerbung CG-Primitiv rotate() translate() (Superklasse) 15/26

16 VTK-Konzept Objektorientiertes Design / Veerbung CG-Primitiv (Superklasse) (abgeleitete Klassen) rotate() translate() Kreis center radius Dreieck P1,P2,P3 Viereck P1,P2 Hoehe Breite 16/26

17 VTK-Konzept Objektorientiertes Design / Veerbung CG-Primitiv (Superklasse) (abgeleitete Klassen) rotate() translate() Kreis Kreis gefüllt center radius Füllmuster Dreieck P1,P2,P3 Viereck P1,P2 Hoehe Breite 17/26

18 VTK-Konzept Objektorientiertes Design / Veerbung CG-Primitiv (Superklasse) (abgeleitete Klassen) rotate() translate() Kreis Kreis gefüllt center radius Füllmuster (Instanzen) Dreieck P1,P2,P3 Viereck P1,P2 Hoehe Breite 18/26

19 VTK-Konzept VTK besteht aus einem Visualisierungsmodell + Grafikmodell Visualisierungsmodell:» Datenfluss/verarbeitung durch Visualisierungspipeline» Ausführung und Update der Pipeline ist demand driven» Netzwerk besteht aus process und data objects Datenfluss Update() Process objects: Source (z.b. Kugel) Filter (z.b. Glättung) Mapper (z.b. Polygon) A B C Data objects: Dataset A Dataset B 19/26

20 VTK-Konzept Grafikmodell:» Dient zur Erzeugung, Verwaltung, Rendering einer Szene» Mapper: Abbildung eines 3D-Objektes auf zeichenbare Geometrie» Actor, transform, property: Ausrichtung, Eigenschaften eines 3D- Objektes (z.b. Farbe, Opazität)» Camera, light und renderer: Beleuchtung, Darstellung der Szene» Render master und window: Verwaltung der Fenster 20/26

21 VTK - Konzept Putting it all together : Visualisierungspipeline (siehe Vorlesung) Daten Filterung Interpolation, Glättung, Fehlerkorrektur, Daten- Reduktion, Gefilterte Daten Mapping Geometrieauswahl, - platzierung, -skalierung, - parametrisierung, Graphische Primitive Rendering Bild Kameraeinstellungen, Beleuchtung, Renderingstil, Abbildung der Pipeline in VTK filter,... source mapper actor renderer 21/26

22 VTK - Konzept Informationen zu VTK VTK-Dokumentation ( Help Buch: The Visualization Toolkit (Bibliothek) Google (VTK-Forum, Vorträge, Beispielcode, ) 22/26

23 MeVisLab Umsetzung der Übungsaufgaben in MeVisLab Bildverarbeitungs- und Visualisierungsplattform Zumeist graphische Programmierung Komfortabler Umgang mit großen Daten Unterstützung für GUI und Applikationserstellung Integration von OpenInventor, VTK und ITK Hausaufgabe zur nächsten Übung: Installation von MeVisLab ( Auf richtige Version achten, entsprechend IDE und OS Nachvollziehen der heutigen Übung und Weiteres ausprobieren 23/26

24 MeVisLab MeVisLab Beispiel ( Fraunhofer MEVIS, Bremen) 24/26

25 Fragen??? 25/26

26 Einfaches VTK-Beispiel in MeVisLab 26/26