基底関数展開を用いたボリュームレンダリングの高速化手法の開発

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3次元空間に分布する物理量を可視化するために高速ボリュームレンダリング手法を開発した。この手法により、3次元空間に分布する各種物理量を疑似カラー表示する際、カラーマップをインタラクティブに変化させながら観察することが可能となった。本研究において開発を行った手法は次の手順により処理を行う。1.前処理として、与えられたボリュームデータに対して基底関数を物理量-色変換関数としてレイキャスティングを行い、物理量-色変換関数から独立した基底画像を作成する。2.指定されたカラーマップから物理量-色変換関数を構築し、その関数を指定した精度で表現するのに必要な基底関数を最小項数と、それらに対する重み係数を算出する。3.必要とする項数の基底画像に手順2で求めた重みを掛け、それらを加算することにより、指定されたカラーマップに対する画像を作成する。開発した手法は、レンダリングのための特殊なハードウエアを必要とせず、基底画像の重み付き加算のみで目的とする画像を作成することができるために、レンダリングのための特殊なハードウエアを必要とせず、極めて高速な表示を行うことができる。この手法をコンピュータ上にインプリメントし、内燃機関の燃料噴射シミュレーション結果から得られたデータを用いて、その有用性を検証した。その結果、開発した手法がインタラクティブな環境下で、実用的に使用可能であることが検証できた。