Visualizace - cvičení (2014/2015)

Seznam úloh

025. Výpočet izočar ve 2D

Implementovat rastrový algoritmus na výpočet izočar z dané implicitní funkce. Kreslení mnoha izočar do jednoho obrázku.

026. Izoplochy z objemových dat/implicitní funkce

Generování isoploch ze skalárních objemových dat. Vybrat si metodu "Marching Cubes", "Marching Tetrahedra", apod. Vstupem je 3D pole dat nebo implicitní funkce, výstupem je síť trojúhelníků, která se následně zobrazuje na GPU

029. Visualizace vektorového pole ve 2D/3D

Implementace libovolné visualizační techniky pro vektorové pole v rovině nebo prostoru.

0NN. Zjednodušení 3D trojúhelníkové sítě

Implementace jednoho nebo více algoritmů na zjednodušení trojúhelníkové sítě (LoD bottom-up), jejich porovnání a měření efektivity / přesnosti.

030. DVR metodou "texture slicing"

GPU-based visualizace objemu pomocí texturovaných řezů.

031. DVR metodou ray-marching: MIP

Implementovat i přechodovou funkci.

032. DVR metodou ray-marching: paprskový shader

Barvení výsledku, přechodová funkce

Data-Driven Documents

Každý musí udělat jednu úlohu z DDD. Náměty:

Modul pro timeline graf - graf, kde se v časové ose zobrazuje několik sérií, vyřešit přehlednost legendy (barevné odlišení sérií), uživatelská interakce pro pohodlné odečítání hodnot v libovolném čase. Nastavitelný typ interpolace křivek..

Data-driven visualizace

Vzít si zajímavá data (meteorologie, CT skeny) s úkolem vyrobit co nejzajímavější visualizaci těchto dat.

Zdroje dat

Climate data (by ECA&D)
Satellite Weather Imagery Links by NASA
Meteosat archive by CEDA (Water Vapor full-disk images are nice!)
Meteosat 2nd generation images by CEDA
Zprůmerovaná meteorologická data z Amazonie za mnoho let by CEDA: 3D mřížka (29x39x8), pět různých veličin, 12 měsíčních průměrů pro každý z 38 roků (456 časových úseků)
Links to all BADC data (most of them require login)

Lokální kopie některých dat

Meteosat, 1st generation, full-disk, Water-Vapour, 2500x2500px GIFs, 30min period:
2004-01-01.tgz
2004-01-02.tgz
...
2004-02-02.tgz

Křivosti na povrchu 3D objektu

Známý "Standford bunny" opatřený spočítanými hlavními směry křivosti + amplitudou křivosti. Archiv obsahuje soubor definující geometrii (OBJ formát, prostá trojúhelníková síť) a CSV tabulku s křivostmi pro každý vrchol sítě. 3D model i směrové vektory používají stejnou souřadnou soustavu.

Tenzorová data

.head:
------

VHEADER\n
# 8 ASCII characters as file identifier

# dim .. dimension of the domain space (usually 3 or 4 /space-time/)
   .. 
# dim_0 has the fastest-changing index in a data array

  .. 
# voxel size (floating point numbers), first three dimensions use to be spatial (in mm), fourth one could be time (in sec)

  
# channels = 1 .. scalar field, etc.
# type = i (signed integer), u (unsigned integer), f (floating-point)
# bpch .. bits per channel
# example: "3 i 16" (three 16-bit signed integers per voxel)

.raw:
-----

Little-endian binary data array of the defined size

Následují odkazy na data v head+raw formátu:

Následující odkazy použijte pro stažení dat v DICOM formátu:

CT břišní dutiny (mnoho sérií, celkem 370MB)
CT hlavy (jedna série, celkem 100MB)
CT hlavy s různými překryvy řezů a rekonstrukčními jádry (několik sérií, celkem 350MB)
NMR hlavy (několik sérií, celkem 170MB)
NMR kolene (několik sérií, celkem 110MB)
CT lebky (jedna série - pouze kosti, celkem 9MB)

DICOM prohlížeč

DicomWorks býval pěkný prohlížeč, který umí též editovat DICOM tagy (např. se dá použít k anonymizaci). Databáze DICOM souborů, export do rastrových formátů, prohlížení po řezech, nastavování konstrastu.. Nyní autoři žádají o malý poplatek, aby mohli v projektu pokračovat..

Je to free-ware, ale pro odemčení všech vlastností je třeba se zadarmo zaregistrovat (nebo najít někde na WWW licenční soubor).

ImageJ obsahuje pluginy pro načítání DICOM souborů, lze je potom zkonvertovat do head+raw.

Podmínky získání zápočtu

Je potřeba si vybrat ze seznamu úloh dva projekty, z toho jeden z nich z webové visualizace a do konce semestru odevzdat jejich řešení.
Hodnocení předmětu (známka) se bude skládat z 50% praktické komponenty (dva projekty na zápočet) a 50% písemná zkouška.
První visualizační projekt bude tvořit 30% celkové známky, druhý (webový) 20%.

Shrnutí

Zkouška: Zk = 0 až 100% (0.0 až 1.0)
Zápočet:
- Visualizační úloha: Vis = 0 až 120% (0.0 až 1.2)
- DDD úloha: Ddd = 0 až 120% (0.0 až 1.2)

Celkový výsledek předmětu = Zk * 0.5 + Vis * 0.3 + Ddd * 0.2
Výborně: 0.8 a výš
Velmi dobře: 0.65 až 0.8
Dobře: 0.5 až 0.65

Soutěže

Některé úlohy obsahují kvantitativní hodnocení, podle kterého lze sestavit žebříček nejlepších odevzdaných řešení.
Takové úlohy jsou označeny "SOUTĚŽ" a pokud vyhovující řešení odevzdá alespoň 10 studentů/týmů, tři nejlepší obdrží prémii 10, 6, resp. 3 body (v případě týmu dostanou plnou prémii všichni jeho členové).
Do soutěže jsou zařazena pouze řešení odevzdaná včas!

Upozornění

Protože je vyhodnocování odevzdaných úloh velice časově náročné, je potřeba, abyste dodržovali následující pravidla:

komunikujte se mnou mailem z takového účtu (identity), kde máte ve své adrese uvedené vaše občanské jméno a příjmení (minimálně příjmení)
Pozn: vždycky lze vyrobit mailovou identitu podle vzoru "František Vopršálek" <rambo12@seznam.cz>
do subjectu zprávy vždy napište číslo příslušné úlohy (i v případě dotazu nebo reklamace)
nespoléhejte na to, že budu funkčnost vašeho kódu zkoušet jenom ve vzorovém nastavení/hlavním programu! Je potřeba reagovat na všechny rozumné varianty vstupu. To platí zejména, pokud si necháte kód generovat některým AI asistentem!

Odevzdání úlohy

Budeme používat vaše GIT kopie ... detaily jsou upřesněny ve veřejné GIT repository.

Pokuta za pozdě odevzdanou úlohu

Za úlohu neodevzdanou včas se strhává 1 bod za každý započatý den zpoždění.

Rozvrh cvičení

V rozvrhu (SIS) je termín cvičení, pokud by se nekonalo jednou za 14 dní, upozorním na to na přednášce. Termín:

Pondělí 14:00, SW2