MVE (Modular Vizualisation Environment) je modulßrnφ nßstroj pro manipulaci s rozsßhl²mi daty, urΦen² p°edevÜφm pro zpracovßnφ vizußlnφ informace. SystΘm MVE byl vyvinut na zßklad∞ zkuÜenostφ s touto problematikou v Centru poΦφtaΦovΘ grafiky a vizualizace dat na ZßpadoΦeskΘ univerzit∞ v Plzni. Je urΦen pro platformu MS Windows NT/2000.
V modulßrn∞ vizualizaΦnφch systΘmech jsou ·lohy vizualizace rozd∞leny do logick²ch Φßstφ. JednotlivΘ pod·lohy jsou °eÜeny odd∞len∞ a tφm tedy modulßrn∞ vizualizaΦnφ systΘmy zjednoduÜujφ proces implementace dalÜφch funkcφ i samotnΘ vizualizace. Nap°φklad existuje-li ji₧ modul pro zobrazenφ troj·helnφkovΘ sφt∞, modul pro naΦφtßnφ troj·helnφkovΘ sφt∞ ze souboru (obvykle formßtu STL, co₧ je standardnφ formßt pro takovßto data) a pot°ebujeme provΘst redukci poΦtu troj·helnφk∙ pro rychlejÜφ zobrazenφ, pak je nutnΘ implementovat pouze tuto funkci jako modul a nenφ nutnΘ se zab²vat problΘmem naΦφtßnφ troj·helnφkov²ch dat a jejich zobrazenφm.
SystΘm MVE na ZßpadoΦeskΘ univerzit∞ p∙vodn∞ vznikal jako cφlovß platforma pro studentskΘ prßce v oboru PoΦφtaΦovß grafika a vizualizace dat, v souΦasnΘ dob∞ se vÜak pou₧φvß i pro v∞decko-v²zkumnou prßci. SystΘm sestßvß z editoru a jednotliv²ch modul∙. Editor, aplikace MS Windows, slou₧φ k vytvß°enφ a spouÜt∞nφ schΘmat, kterß popisujφ tok dat mezi moduly. Moduly jsou DLL knihovny postavenΘ na systΘmu MVE. U₧ivatelΘ se mohou dφky MVE pln∞ zam∞°it na svoji ·lohu a nemusejφ se v∞novat problΘm∙m, kterΘ s jejich ·lohou p°φmo nesouvisejφ.
Editor
Editor (obr. 1) poskytuje u₧ivatelskΘ prost°edφ pro nßvrh v²poΦetnφho schΘmatu definujφcφho zp∙sob p°edßvßnφ dat mezi moduly a spouÜt∞nφ modul∙. Hlavnφm prvkem editoru je pracovnφ plocha, na nφ₧ se vytvß°φ schΘma v²poΦtu. Moduly jsou na ploÜe schΘmatu zobrazeny jako v∞tÜφ ikony, obsahujφcφ nßzev modulu, tlaΦφtko Setup a vstupy/v²stupy se jmΘny typu. Sm∞r Üipek oznaΦuje, zda jde o vstup Φi v²stup.
Editor dßle obsahuje seznam modul∙, z n∞ho₧ lze moduly myÜφ p°etahovat na pracovnφ plochu schΘmatu - stejn²m zp∙sobem se takΘ propojujφ vstupy a v²stupy modul∙. Samoz°ejm∞ lze spojit pouze vstupy a v²stupy stejnΘho typu, p°iΦem₧ jeden v²stup m∙₧e b²t napojen na vφce vstup∙. Vytvo°enΘ schΘma urΦuje, kterΘ moduly a v jakΘm po°adφ budou spuÜt∞ny.
SchΘma m∙₧e b²t vykonßvßno sΘriov∞ Φi paraleln∞, v zßvislosti na nastavenφ. Pr∙b∞h v²poΦtu je vid∞t na stavovΘm °ßdku editoru, kde se zobrazuje informace o prßv∞ b∞₧φcφm modulu. SchΘma lze ulo₧it na disk pro op∞tovnΘ pou₧itφ.
Bli₧Üφ informace k pou₧itφ modul∙ a editoru jsou v U₧ivatelskΘ dokumentaci, kterß je dostupnß na Chip CD Φi na webov²ch strßnkßch. Dokument je v angliΦtin∞.
P°φklad pou₧itφ a v²stupu
SystΘm MVE je zam∞°en na vizualizaci dat p°edevÜφm z oblasti pr∙myslu a lΘka°stvφ, tedy zejmΘna zpracovßnφ a vizualizaci troj·helnφkov²ch sφtφ a volumetrick²ch dat. P°itom se nejvφce vyu₧φvß t∞chto operacφ: triangularizace, redukce troj·helnφkovΘ sφt∞, ·prava dat ve frekvenΦnφ oblasti, rekonstrukce povrch∙ z °ez∙ a naopak, rekonstrukce povrch∙ z implicitnφch funkcφ.
Ve v∞tÜin∞ p°φpad∙ je nutnΘ data v n∞jakΘ form∞ znßzornit na obrazovce - vizualizovat. Jednφm z modul∙, kter² je vhodn² pro vizualizaci troj·helnφkovΘ sφt∞, je modul Renderer. Tento modul umo₧≥uje p°epφnat mezi projekcemi, zobrazovat body, hrany Φi celΘ troj·helnφky, provßd∞t doΦasnou redukci troj·helnφk∙ (pro rychlejÜφ vykreslovßnφ p°i zm∞n∞ polohy dat) a uklßdat animaci pohybu dat na disk ve form∞ soubor∙ BMP.
Na obr. 2 je typickΘ pou₧itφ modulu Renderer pro vizualizaci lidskΘ lebky. DalÜφ mo₧nostφ je pou₧itφ modulu VolumeSlicer, kter² vizualizuje volumetrickß data °ezßnφm dat rovinou.
Moduly a jak to funguje
Cel² systΘm je postaven na pou₧φvßnφ definovan²ch datov²ch struktur a poskytovßnφ p°edepsan²ch funkcφ v rßmci modul∙ a editoru. Jeliko₧ jsou tyto struktury a p°edepsanΘ funkce dostupnΘ v jazyce C i v jazyce Pascal, je mo₧nΘ k v²voji modul∙ pou₧φt nap°φklad jeden z nßsledujφcφch prost°edk∙: MS Visual C++, Borland C++ Builder Φi Borland Delphi.
Moduly mohou b²t trojφho typu: vstupnφ, v²poΦetnφ a v²stupnφ. Vstupnφm modulem m∙₧e b²t nap°φklad generßtor bod∙ Φi modul na naΦφtßnφ troj·helnφkov²ch sφtφ ze souboru, v²poΦetnφm modulem m∙₧e b²t t°eba modul provßd∞jφcφ diskrΘtnφ transformaci. V²stupnφmi moduly mohou b²t moduly pro ulo₧enφ dat na disk Φi zobrazovacφ moduly. Modul se sklßdß z n∞kolika funkcφ, kterΘ provßd∞jφ spouÜt∞nφ v²poΦtu, nastavenφ jeho parametr∙ a uvol≥ovßnφ pam∞ti v rßmci modulu. Moduly jsou umφst∞ny v DLL knihovn∞.
P°i spuÜt∞nφ editoru jsou nejprve vÜechny funkce registrovßny tak, ₧e ze standardnφho adresß°e (Modules) jsou ode vÜech DLL knihoven vy₧ßdßny seznamy funkcφ, kterΘ poskytujφ, z Φeho₧ editor usoudφ, jakΘ moduly knihovna obsahuje. JednotlivΘ moduly dostupnΘ z t∞chto knihoven jsou pak zobrazeny v seznamu modul∙. Potom jsou moduly umis¥ovßny na plochu schΘmatu, p°iΦem₧ editor pouze dohlφ₧φ nad dodr₧ovßnφm typ∙ spojovan²ch vstup∙ a v²stup∙ a umo₧≥uje nastavenφ modul∙.
Po spuÜt∞nφ schΘmatu se editor starß o spouÜt∞nφ jednotliv²ch modul∙ i o p°edßvßnφ dat mezi nimi. Moduly jsou spouÜt∞ny sΘriov∞ Φi paraleln∞ (pokud je to mo₧nΘ). Data jsou z pam∞ti uvol≥ovßna, pokud nejsou pot°ebnß, nebo jsou ponechßna v pam∞ti do p°φÜtφho spuÜt∞nφ schΘmatu (to zßvisφ na nastavenφ).
Bli₧Üφ informace o implementaci modul∙ a MVE jsou popsßny v ProgramßtorskΘ dokumentaci, kterß je dostupnß na Chip CD Φi na domßcφch strßnkßch. Dokument je op∞t v angliΦtin∞.
Zßv∞r
SystΘm byl navr₧en tak, aby byl snadno rozÜi°iteln². Oproti ostatnφm modulßrn∞ vizualizaΦnφm prost°edφm je rozhranφ modulu velmi jednoduchΘ. Zßjemci o tvorbu nov²ch modul∙ jsou vφtßni. Budeme rßdi, pokud nßs o svΘm zßjmu o MVE informujete.
Jan Hrßdek | cse@kiv.zcu.cz
Poznßmka k instalaci
Instalaci provedete spuÜt∞nφm souboru install.exe bu∩to ze strßnek na CD, nebo p°φmo z podadresß°e install na CD. Tato instalace je ochuzena o n∞kterß ukßzkovß data, jeliko₧ pro kompletnφ instalaci nebyl na CD dostatek prostoru. Po instalaci zabere MVE cca 40 MB. Pro sta₧enφ ostatnφch ukßzkov²ch dat Φi poslednφch verzφ MVE a modul∙ navÜtivte "download" strßnku MVE nebo vßm m∙₧e b²t zaslßn CD-ROM za manipulaΦnφ poplatek 100 KΦ.
Ukßzkovß data pochßzejφ z t∞chto zdroj∙ (viz U₧ivatelskß dokumentace):
