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書籍詳細

  粒子ボリュームレンダリング
- 理論とプログラミング -

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小山田耕二 京大教授 博士(工学) 著

坂本尚久 京大特定助教 博士(工学) 著

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発行年月日:2010/10/15 , 判 型: A5,  ページ数:228頁   

ISBN:978-4-339-02449-4,  定 価:3,240円 (本体3,000円+税)

ジャンル:

可視化対象データを粒子で表現する画期的な計算モデルに基づき,表現能力,拡張性や対話性を向上させた新しい可視化手法を用い,本書では,理論を明解に解説しサンプルプログラムを利用してプログラミング法についても説明した。

【目次】

1. 可視化概要
1.1 可視化について  
1.2 ボリューム可視化  
1.3 ボリューム可視化の幕開け  
1.4 可視化研究コミュニティ  
1. 可視化概要
1.1 可視化について  
1.2 ボリューム可視化  
1.3 ボリューム可視化の幕開け  
1.4 可視化研究コミュニティ  
1.5 可視化の効能  
1.6 粒子ボリュームレンダリングのすすめ  

2. ボリュームデータ
2.1 数値データ  
2.1.1 スカラデータ  
2.1.2 ベクトルデータ  
2.1.3 テンソルデータ  
2.2 格子データ  
2.3 変換処理  
2.3.1 ハッシュテーブル  
2.3.2 隣接格子情報の作成  
2.3.3 格子形状の四面体分割  
2.3.4 格子中心データの節点データへの変換  
2.4 四面体格子データ  

3. データ処理
3.1 データ補間  
3.1.1 1次元格子  
3.1.2 2次元格子(三角形)  
3.1.3 3次元格子(四面体)  
3.1.4 2次元格子(四角形格子)  
3.1.5 3次元格子(六面体)  
3.1.6 その他の格子  
3.2. 格子における特徴探索  
3.2.1 極点の探索  
3.2.2 特異点の探索  
3.2.3 縮退点の探索  
3.3 格子探索技術  

4. ボリュームレンダリング
4.1 雲画像生成技術  
4.1.1 Blinnのモデル  
4.1.2 Kajiyaのモデル  
4.2 ボリュームレンダリング理論  
4.2.1 粒子発光モデル  
4.2.2 不透明度定義を使った粒子密度推定  
4.3 ボリュームレンダリングの実装  
4.3.1 レイキャスティング法  
4.3.2 スライスバイスライス法  
4.3.3 格子投影法  
4.3.4 事前積分法  

5. 粒子ボリュームレンダリング
5.1 ソート処理からの決別  
5.2 処理概要  
5.3 粒子密度推定  
5.3.1 不透明度を使った粒子生成  
5.3.2 不透明度定義を使った粒子密度推定  
5.4 粒子生成 
5.4.1 一様サンプリング法  
5.4.2 棄却サンプリング法  
5.4.3 メトロポリスサンプリング法  
5.5 区間ボリュームサンプリング法  
5.5.1 四面体格子向けサンプリング法  
5.5.2 事前粒子生成  
5.5.3 粒子生成  
5.6 粒子投影  

6. 3次元グラフィックスの基礎
6.1 幾何データ  
6.1.1 点データ  
6.1.2 線分データ  
6.1.3 面データ  
6.2 座標系  
6.2.1 オブジェクト座標系  
6.2.2 世界座標系  
6.2.3 カメラ座標系  
6.2.4 ウィンドウ座標系  
6.3 座標変換  
6.3.1 モデリング変換  
6.3.2 ビューイング変換  
6.3.3 投影変換  
6.3.4 モデルビュー行列と投影行列  
6.4 陰影処理  
6.4.1 照明モデル  
6.4.2 シェーディング  

7. 可視化プログラミングの基礎
7.1 可視化プログラミング  
7.1.1 ボリュームデータの構造  
7.1.2 可視化パイプライン  
7.2 フィルタリング・マッピング処理の要素技術  
7.2.1 データ補間  
7.2.2 伝達関数の操作  
7.3 レンダリング処理の要素技術  
7.3.1 レンダリングパイプライン  
7.3.2 シェーダプログラミング  
7.3.3 GPU向けデータ構造  
7.3.4 粒子ボリュームレンダリングへの適用  

8. 粒子ボリュームレンダリングソフトウェア
8.1 可視化パイプラインの構成  
8.2 粒子生成モジュールの実装  
8.2.1 粒子数の推定  
8.2.2 粒子の生成  
8.2.3 区間ボリュームサンプリング法による粒子の生成  
8.3 粒子投影モジュールの実装  
8.3.1 粒子データの転送  
8.3.2 粒子投影処理  
8.3.3 アンサンブル平均化処理  
8.3.4 詳細度の制御  
8.3.5 レンダリング処理モジュールの実装  
8.4 システムの構築  

9. タイルド表示装置による高解像度表示技法
9.1 分散粒子ボリュームレンダリングシステム  
9.1.1 分散レンダリング  
9.1.2 システムの実装  
9.1.3 適用事例  
9.2 タイルド表示装置を用いた高解像度表示システム  
9.2.1 SAGE  
9.2.2 構築例  

引用・参考文献
索引  

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