Visualización multi-resolución de volúmenes utilizando atlas de textura

Abstract

Resumen La visualización de volúmenes es un área de suma importancia en la visualización científica.Con los avances tecnológicos, es cada vez más común ver volúmenes de mayor tamaño,los cuales muchas veces sobrepasan las capacidades de memoria de las tarjetas gráficas.Para solventar esto, se han desarrollado algoritmos de visualización multi-resolución que permiten visualizar diferentes áreas del volumen en distintas resoluciones. Actualmente una de las técnicas más utilizadas es la visualización con jerarquía de bloques y texturas atlas. Sin embargo, muchos de los cálculos asociados para este despliegue son altamente costosos, en donde cabe destacar, el manejo eficiente de la textura atlas. Uno de los problemas principales de la textura atlas es la dificultad de almacenar bloques de diferentes resoluciones y tamaños de manera compacta dentro de la misma, ya que al ir cambiando de resolución distintas áreas del volumen, se puede generar fragmentación. En este trabajo se realizó una comparación de un ray casting básico de volúmenes empleando fragment shader, compute shader, OpenCL y CUDA, para determinar que tecnología ofrece un mejor desempeño para este tipo de algoritmos. Además, se implementó un algoritmo de visualización de volúmenes multi-resolución utilizando jerarquía por bloques y la textura atlas. Esta implementación propone la optimización de diversas etapas necesarias para esta clase de algoritmos, utilizando cálculo paralelo con la GPGPU. Se propusieron optimizaciones para el proceso de carga y submuestreo del volumen, y para el cálculo de distorsión y otras métricas asociadas. También se elaboró un algoritmo de actualización de la textura atlas, evitando la fragmentación, y utilizando el direccionamiento obtenido por el uso del Morton order. Palabras Claves: despliegue de volúmenes, volumenes multi-resolución, compute shader,OpenCL, CUDA, textura atlas, Morton order