VTK.js의 확장을 통한 웹 기반 볼륨 가시화 연구

Abstract

의료영상 데이터를 이용하여 볼륨 가시화를 할 때, 대부분의 볼륨 가시화를 수행하는 응용프로그램들은 운영체제 및 특정 컴퓨터 장치에 제약을 받는다. 이러한 문제점을 해결하고자 운영체제와 특정 컴퓨터 장치로부터 상대적으로 자유로운 웹 환경에서 볼륨 가시화 응용프로그램을 웹 기반 그래픽 프레임워크인 VTK.js를 이용하여 구현하였다. VTK.js에서는 가장 핵심적인 기능인 볼륨 가시화를 구현할 때 셰이더 프로그램을 이용한다. 본 논문에서는 셰이더 프로그램을 수정해 기존에 없던 기능을 확장하여 더 많은 기능을 사용자에게 제공할 수 있음을 보인다. 그 예시로 날카로운 모양의 전이함수를 이용해 볼륨 표면을 가시화할 때 발생하는 노이즈를 제거하는 기법인 전-적분(pre-integration)전이함수 기법과 인체조직의 표면을 복잡한 과정 없이 간단하게 볼륨 가시화할 수 있는 기울기 추정을 통한 표면 투명화 기법을 구현하였다. 또한 고품질의 음영을 생성하는 환경광 폐색 기법을 증분 알고리즘과 Web Assembly를 이용하여 구현하였다. 이 세가지의 기법을 VTK.js에서 제공하는 기능인 셰이더 프로그램에 통합하는 데 성공하였다.