Applicazioni 3D avanzate

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1 Azienda Ospedaliera Card. G. Panico Applicazioni 3D avanzate VR e segmentazione delle articolazioni: campi applicativi

2 Indice Applicazioni 3D avanzate Articolazioni e grandi macchine 1. Definizioni 2. Algoritmi 3. Applicazioni 4. Scenari possibili 5. Conclusioni

3 Introduzione Volume rendering è una tecnica usata per mostrare una proiezione 2D di un insieme di dati discreto 3D. Per renderizzare una proiezione 2D di un dataset 3D, è necessario definire una telecamera nello spazio relativo al necessario definire l'opacità e il colore di ogni voxel. Questo di solito viene definito usando un algoritmo che definisce il valore di colore Un tipico insieme di dati (data set) 3D è un gruppo di immagini 2D a fette ottenute da una TC o da una risonanza magnetica. Di solito queste vengono volume. acquisite con Inoltre un taglio èuniforme (es. una fetta ogni millimetro) e di solito hanno un omogeneo numero di pixel. Questo è un esempio di una griglia volumetrica regolare, con ciascun elemento di volume, o voxel, rappresentato da un singolo valore per che ogni è ottenuto possibile campionando valore l'area di voxel. nelle vicinanze del voxel.

4 Dataset

5 Volume Rendering Applicazioni 3D avanzate Articolazioni e grandi macchine Il Phong shading è un metodo di interpolazione di computer grafica 3D, che utilizza l'interpolazione delle normali nella rasterizzazione dei poligoni, per ottenere migliori risultati delle riflessioni speculari Il Gouraud shading, che tipo prende quelle il nome generate da Henri dal Modello Gouraud, di è un riflessione metodo di usato in computer grafica Phong. per simulare i diversi effetti di luce e colore su un oggetto. In pratica, Dal serve momento per ottenere che le un pubblicazioni graduato cambio dell'inventore di colore del su superfici La radiosity a basso numero èmetodo un algoritmo di combinò poligoni di (low-polygon) le illuminazione tecniche d'interpolazione senza globale dover usato con il ricorrere durante alla pesantezza il rendering proprio computazionale modello in di computer del riflessione, calcolo pixel grafica il termine per pixel. 3D. Phong È Gouraud un'applicazione pubblicò questa shading ricerca del èmetodo per diventato la prima degli d'uso volta elementi comune nel per finiti indicare per risolvere l'equazione anche il modello di rendering di riflessione di scene o la combinazione composte di di modello di riflessione e modello d'interpolazione. Algoritmi: Phong e Gouraud Radiosity Segmentazione superfici perfettamente diffusive. La radiosità tiene conto solo di fasci luminosi che partono da una sorgente e vengono riflessi diffusivamente un certo numero di volte (anche zero) prima di colpire l'occhio.

6 Segmentazione La segmentazione è di solito utilizzata per localizzare La segmentazione oggetti di e un'immagine bordi (linee, nell'elaborazione curve, ecc.). Piùdigitale precisamente, delle immaginila è il segmentazione processo di partizionare è il processo un'immagine con in il regioni quale significative. si classificano Viene utilizzata i pixel dell'immagine per ottenere una che rappresentazione hanno caratteristiche più compatta, comuni, estrarre pertanto degli oggetti ciascun o comunque pixel in come una regione strumento è simile agli altri della stessa regione per una per l'analisi delle immagini e permette di qualche proprietà o caratteristica (colore, partizionare Manuale le immagini digitali in Automatica intensità o texture). Regioni insiemi adiacenti pixel. sono significativamente Lo scopo della segmentazione differenti rispetto è semplificare e/o Meno accurata ad almeno una cambiare di Precisa queste la rappresentazione caratteristiche. delle Il risultato immagini di in un'immagine qualcosa che segmentata è più significativo è Pressocchè un e insieme facile da di Costosa in istantanea segmenti analizzare. termini che, di tempocollettivamente, coprono l'intera immagine.

7 Mesh Poligonale Una mesh poligonale è una collezione di vertici, spigoli e facce che definiscono la forma di un oggetto poliedrico nella computer grafica 3D e nella modellazione solida. Le facce consistono solitamente di triangoli o quadrilateri, dal momento che ciò semplifica il rendering. Le mesh sono primitive grafiche che consentono la visualizzazione delle forme modellate: sono strisce di triangoli o maglie di quadrilateri con cui rappresentiamo un poliedro qualsiasi o con cui approssimiamo superfici curve. L'unità base di una mesh è il voxel, ovvero pixel di volume.

8 Segmentazione Marching cubes è un algoritmo di computer grafica, utilizzato per estrarre una mesh poligonale di una isosuperficie da un campo scalare 3D (talvolta chiamati voxel). Le applicazioni di questo algoritmo sono principalmente nel campo della visualizzazione medica come la scansione di dati di immagini CT e MRI, ed effetti speciali per modellazione 3-D

9 Applicazioni della segmentazione Fusione di immagini Prototipazione Augmented reality Autopsia virtuale

10 Segmentazione

11 Prototipazione rapida

12 Augmented reality

13 Autopsie virtuali

14 Nuovi scenari lavorativi Sala operatoria Formazione Appl. Forensi Telemedicina

15 Flussi di lavoro in sala operatoria

16 Casistica

17 Pianificazione chirurgica ortopedica

18 Pianificazione chirurgica ortopedica

19 Telemedicina e robot chirurghi Add Your Text Add Your Text Add Your Text Title Add Your Text Add Your Text Add Your Text

20 Elenco software ricostruzioni 3D 3d Slicer Osirix e-film Amide VTK

21 Casistica

22 Casistica

23

24 In conclusione: Nuove competenze per il TSRM D Arte Diploma ausiliaria Laurea Primo Livello universitario Formaz Post-laurea

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