Visualisation réaliste

Opération 10 : Visualisation réaliste (LSIIT, IRCAD)

Visualisation volumique directe de données médicales avec deux modes de rendu différents : iso-surface (gauche), semi-transparence (droite).

Les algorithmes de visualisation d'entités géométriques que nous cherchons à mettre en œuvre visent d'une part à améliorer la qualité visuelle des rendus en images de synthèse, notamment par textures mesurées et d'autre part à améliorer l'exploration et la manipulation visuelle de données scientifiques issues d'instruments de mesure, comme l'IRM ou de simulations numériques. Ces deux aspects semblent thématiquement éloignés, mais sont en fait très liés, de par les concepts fondamentaux mis en œuvre : gestion de volumes de données importants, passage à l’échelle en matière d’interactivité et utilisation de la GPU (Graphics Processing Unit).

Visualisation scientifique de données volumiques médicales :

Notre objectif est d'augmenter l’interactivité et l’expressivité de la visualisation de données 3D par rendu volumique direct en utilisant les fonctionnalités des GPU comme par exemple leurs capacités à traiter directement des textures 3D. Les données sont issues d'IRM médicales. L'objectif est de concevoir et de réaliser une plate-forme permettant la visualisation interactive de données IRM avec différents modes de rendu que nous développons, allant de l’iso-surface à un rendu semi-transparent avec éclairage complexe.

Visualisation réaliste de surfaces reconstruites: Notre objectif est d'augmenter la qualité visuelle des surfaces reconstruites à partir d’IRM notamment en apposant des textures issues de photographies et en intégrant des éléments d’éclairage et de réflectance complexe en utilisant les fonctionnalités des GPU comme par exemple leur programmabilité.

Perspectives en terme d'applications médicales de la visualisation réaliste et scientifique : Concernant la simulation et la visualisation de données scientifiques, nous souhaitons élargir notre activité aux simulations médicales, notamment concernant la modélisation de l'ablation des tumeurs par radiofréquence (Caroline Villard). Nous souhaitons mettre à profit une collaboration avec l'équipe Equations aux Dérivées Partielles et Théorie du Contrôle (EDPTC) de l'IRMA, pour modéliser des échanges de chaleur dans les tissus de façon précise et rapide, avec un objectif à moyen terme de processus en temps interactif. Par ailleurs, nous souhaitons profiter de l'intégration dans IGG de Murièle Torregrossa (MCF associée) et de ses compétences en physique optique et photonique pour développer la simulation de la propagation d'un rayonnement électromagnétique dans un tissu biologique comme par exemple le cerveau humain. L'objectif principal sera de réaliser un simulateur de propagation de la lumière en 3 dimensions, pour les milieux respectant l'équation de diffusion, c'est à dire, les milieux diffusants. L’ensemble de ces codes de simulation doit ensuite être couplés à des outils performants de visualisation.