다중 영역 통계량을 이용한 환경-광 가림 볼륨 가시화

Abstract

본 연구는 고화질 볼륨 가시화의 속도 개선 방법을 제안 한다. 기존 볼륨 가시화에 사용하는 전역 조명 기법 중 하나인 환경-광 가림(ambient occlusion) 연구를 개선하여 가시화 속도를 향상하고자 한다. 환경-광 가림은 샘플 주변 영역의 불투명한 정도를 반영하여 해당 샘플의 음영을 결정하는 방법으로 연산량이 많기 때문에 속도가 느린 단점이 있다. 본 연구는 가속화를 위해 단순화 된 통계량인 평균과 표준편차를 이용하여 환경-광 가림을 구현한다. 구체적으로, 볼륨 데이터 각 영역에 속한 밀도들의 평균과 표준편차를 이용하여 볼륨 데이터 각 복셀 주위의 불 투명도를 미리 구하고, 가시화 단계에서 해당 샘플의 음영을 결정 할 때 불 투명도를 참조하여 속도를 개선한다. 더 나아가, 이론적 모델을 일반화하고 출력 영상의 화질을 향상시키기 위해 다양한 형태의 불투명도 변환함수를 사용할 수 있는 계산 모델을 제안한다. 또한, 영역의 크기가 다양한 지역적 통계량을 생성하여 근처의 물체에 더 높은 가중치를 부여할 수 있도록 하였다. 최종적으로 환경-광 가림 효과와 지역 조명 효과를 혼합하여, 더 현실감 있는 화질의 볼륨 가시화 영상을 실시간으로 생성할 수 있다.