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Visualization Toolkit - VTK SEL 710 – Arquiteturas especiais para proces- samento e visualização de imagens digitais SEMINÁRIO ALUNOS: Edilson Carlos Caritá.

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1 Visualization Toolkit - VTK SEL 710 – Arquiteturas especiais para proces- samento e visualização de imagens digitais SEMINÁRIO ALUNOS: Edilson Carlos Caritá Luciene Cavalcanti Rodrigues

2 Caracterizando Visualização de Dados Para criar modelos de dados úteis e pode- rosos sistemas de visualização é preciso conhecer algo sobre a natureza dos dados. Outra característica é se a estrutura é regu- lar ou irregular (estruturada ou não). Dimensão topológica – várias: 0D (pontos), 1D (curvas), 2D (superfícies), 3D (volumes) e até grandes regiões dimensionais.

3 A escolha da representação é importante porque ela afeta a habilidade da interface para dados externos e completa a atuação do sistema de visualização. Existem alguns critérios: compacto eficiente Critério de visualização mapeável cobertura mínima

4 Visualization Toolkit (VTK) O VTK é um software de código aberto, ori- entado a objeto para desenvolvimento de sistemas gráficos. Possui dois subsistemas básicos: biblioteca da classe do compilador C ++ interpretador (classes Java, TCL e Python)

5 Visualization Toolkit (VTK) A vantagem da arquitetura é poder construir algoritmos eficientes na linguagem do compilador C++ e reter características de desenvolvimento de código rápido de lin- guagens interpretadas.

6 Visualization Toolkit (VTK) Módulo Gráfico Módulo gráfico do VTK (objetos mais comuns): vtkActor, vtkActor2D, vtkVolume; vtkLight; vtkCamera vtkProperty, vtkProperty2D vtkMapper, Mapper2D

7 Visualization Toolkit (VTK) Módulo Gráfico Módulo gráfico do VTK (objetos mais comuns): vtkTransform vtkLookupTable, vtkColorTransferFunction vtkRenderer vtkRenderWindow vtkRenderWindowInteractor

8 Visualization Toolkit (VTK) Módulo Gráfico vtkLight vtkLight (luzes) – controla a manipulação da iluminação de uma cena 3D. vtkCamera vtkCamera (câmera) – controla como a geometria 3D é projetada na imagem 2D durante o processo de renderização. vtkMapper vtkMapper (mapeador) – em conjunto com a lookup table (vtkLookupTable) é usado para transformar e renderizar geometrias.

9 Visualization Toolkit (VTK) Módulo Gráfico vtkRender vtkRenderWindows vtkRender (renderizadores) e vtkRenderWindows (janelas de renderização) – administram a interface gráfica entre a máquina e o sistema de janelamento do computador. vtkRenderWindowInteractorvtkRenderWindowInteractor – permitir a manipulação da cena.

10 A regra do pipeline de visualização é transformar informação em dados gráficos. O VTK utiliza aproximação do fluxo de dados para transformar informação em dados gráficos: Visualization Toolkit (VTK) Modelo Gráfico vtkTensors vtkFieldData vtkDataArray vtkDataObject vtkProcessObject vtkScalars vtkVectors vtkNormals

11 Visualization Toolkit (VTK) DATASET São os objetos de dados na visualização. O dataset é uma forma abstrata. dataset O dataset consiste de duas partes: estrutura organizacional e atributos estrutura A estrutura tem duas partes: topologia e geometria.

12 Visualization Toolkit (VTK) DATASET Topologia Topologia é o conjunto de propriedades, cons- tante inferior e certas transformações geomé- tricas. Geometria Geometria é o instanciamento da topologia, a especificação de posicionamento no espaço 3D. Atributos Dataset Atributos Dataset são informações complementares associadas com geometria ou topologia.

13 Visualization Toolkit (VTK) DATASET estruturaA estrutura consiste de: células e pontos. célulaspontos As células especificam a topologia e os pontos especificam a geometria. Atributos Atributos podem ser: escalares, vetores, normais, coordenadas de textura, tensors e até mesmo dados definidos pelo usuário. A definição da estrutura de um dataset é coleção de células e pontos.

14 Visualization Toolkit (VTK) Tipos de Células Células Células são os blocos fundamentais para a construção de sistemas de visualização. Definidas para especificar um tipo em combinação com um lista ordenada de pontos. Células Células podem variar em dimensão topológica. Vértices, linhas, triângulos e tetraedros são exemplos de 0, 1, 2 e 3 dimensões. Células Células podem ser primárias ou compostas.

15 Visualization Toolkit (VTK) Tipos de Células Os tipos de células do VTK são: vertex polyvertex line polyline triangule triangule strip quatrilateral pixel polygon tetrahedron hexahedron voxel

16 Visualization Toolkit (VTK) Tipos de Células

17 Visualization Toolkit (VTK) Outros tipos de Células Existem outros tipos que podem ser adiciona- dos através de bibliotecas, mas uma alternativa é decompor os tipos de células entre combina- ções com os tipos existem. Pirâmide – decomposição de dois tetraedros; Wedge – decomposição entre três tetraedros. Quadratic quadrilateral - 4 quadriláteros com um vértice no centro.

18 Visualization Toolkit (VTK) Outros tipos de Células

19 Visualization Toolkit (VTK) Atributos de Dados Atributo Atributo de dados é a informação associada com a estrutura do dataset. Inclui geometria e topologia Atributos Atributos de dados são muitas vezes associa- dos com pontos e células, mas podem ser com- ponentes de células tais como arestas ou faces. atributos Os atributos de dados podem ser tratados como n-dimensões.

20 Visualization Toolkit (VTK) Atributos de Dados Scalars Scalars – é a formas mais simples e comum de visualização de dados. Vectors Vectors – possui magnitude e direção. Normals Normals – são vetores de direção. Vetores de magnitude. Texture coordinates Texture coordinates – são usadas para mapear um ponto no espaço cartesiano entre um espaço de textura em 1, 2 ou 3 dimensões.

21 Visualization Toolkit (VTK) Atributos de Dados Tensors Tensors – são generalizações matemáticas complexas de vetores e matrizes. user-defined user-defined – outros dados que podem ser mapeados entre os atributos de dados.

22 Visualization Toolkit (VTK) Tipos de DATASET Os tipos de dataset são: unstructured points; polygonal data; unstructured grid. structured points; rectilinear grid; structured grid; Dataset Dataset consiste de uma estrutura organizacional mais atributos de dados associados a esta estrutura.

23 Visualization Toolkit (VTK) Representação DATASET datasets Cinco datasets são implementados no VTK: vtkPolyData; vtkStructuredPoints; vtkStructuredGrid; vtkRectilinearGrid; vtkUnstructuredGrid.

24 Visualization Toolkit (VTK) Representação DATASET Dataset vtkPolyData vtkUnstructuredGrid Dataset de pontos não estruturados não é implementado, mas pode ser representados usando vtkPolyData ou vtkUnstructuredGrid

25 Visualization Toolkit (VTK) Bibliografia Schroeder, Will; Martin, Kenneth; Lorensen, William. The Visualization Toolkit. 2.ed. New Jersey: Prentice Hall PRT, Schroeder, William J. et al. The VTK Users Guide. Kitware,


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