Typy prostorových dat a možnosti záznamu Digitální modely - formáty 3D dat Bi:3307 Záznam a analýza digitálních dat v antropologii Úvod do 3D dat Mikoláš Jurda Povrchové skenování Kontaktní metody Záznam vnější podob/ na principu přímého dotyku nebo zpracování 5včtla odraženého od povrchu Bezkontaktní metody | [Jilľ^.itt-íiy i-i ^^^i Mé ,57 B ea , i ů Objemové skenování Záznam "radiologickými" zobrazovacími prii přístroji vivr'íi i-j.i-_c.-l nihfdnl-h*ii Bi:3307 Záznam a analýza digitálních dat v antropologii Úvod do 3D dat Mikoláš Jurda Bi:3307 Záznam a analýza digitálních dat v antropologii Úvod do3Ddat Mikoláš Jurda Vdřkost ma-rlflu rgřlišrni ■ i-ŕlitost |í pcítl .TinnlL nebo lacct i.ne 'j^d/program udáud srcjnyp3c«!.!l sc trnuta'cirLipoircrrip^liů modelu wir-ústa vclilinir pocitacn'jrhĽ- wjfao'u - r^zkáni^FOČEt ^rnolĹ narrá.-iCL ledrotku, vy s ä'raihieni jLlomatvhy nrzn^rpEnd dítoi ini! Uvod do 3 Mikoláš J Typy prostorových dat a možnosti záznamu Digitální modely - formáty 3D dat ■tetou rfl B0*jupý mriili IpoirrttloiilJI v -iif .imMíi lum hul. tatJ r» "i U f h*i n r m «i« twr» l^ UlIlkAEt I.UJLIU luji.jc-l. ^.HlVl4l««l|IUÍIIlWl4lbWl.lMIU Birt-i'nJ li JotrTiiU polygůi- ilio sít* - liŕtur* - J[í ľdlJile'iJn^ilíhtibírŕ^i) l nř. i.i,-fi llr.f.1 j Povrchové skenování Kontaktní metody ' dotykové di-n'c'v - rychlá .: při ■■ ■ i ■ ■ . :-1 ■ pru^ä^num ■ 11~-1 h : I dat (budú, křiuchj-u rtšlnŕjm r^ostorij Záznam vnější podoby na principu přímého dotyku nebo zpracováni světla odraženého od povrchu Bezkontaktní metody TrlanguLatnl ikenery ■■ ■ ~cf a jdkh"í- skenery jiiMliij. 17. Fotogrammetrie Objemové skenování Záznam "radiologickými" zobrazovacími přístrojí ■■ift44iiji iřw iwrtp.^tťryH; rfo imHpwLtUrLiiirrrrnXK ■ i#iIM|I|™HIji*i v* dat a možnosti záznamu Digitální modely - formáty 3D dat Bodový mrak (pointcloud} ■ vnejjednodušsíformé body charakterizované x, y, z prostorovými souřadnicemi ■ body tvořící mrak "nejsou" v souhrou systematicky uspořádány * bodům mohou být přirazeny další vlastnosti, například rgb barevná informace nebo normála * bodový mrak se dá zobrazit a mohou být měřeny vzdálenosti mezi jednotlivými body Polygonálni síť {polygon mesh) ■ soustava vrcholu, hran a jimi vymezených plošek - ftrtet (rgzdíl mezi wire-írame a mesh j"e často j"en ve zobrazení) ♦ mnohostěn, uzavřený objem - mohou být vytvářeny rezy. měřen objem modelu, plocha síteatd. Drátěný model {wireframe) - soustava vrcholů y>z) a hran tedges)j které vytvářeji mnohostěn * hrany mohou vytvářet trojúhelníky a více úhelníky ■ tuori Souřadnice vrcholu a Seznam dvojic vrcholů vrcholů ' vrcholům může být přirazena barevná informace atd. Barevná informace polygo nální sítě - textura * obrázek nesoucí barevnou informaci - zpravidla detailnejší než barevná informace přiřazená jednotlivým vrcholům * kvalita nezávisí na rozlišení modelu - více samostatných souborů (např. jpeg), nutnost držet soubory u sebe Velikost modelu - rozlišeni * velikost je počet vrcholů nebofacet (ne každý program u divá stejný početlli) - se vzrůstajícím počtem prvku modelu vzrůstá velikost počítačového souboru • rozlišeni je počet vrholů na reálnou jednotku, vyšší rozlišeni automaticky neznamená větší detailnost Formáty 3 D modelů .stl - vyladuJe-UJa Vrtné modtty. ' nc-ob&shujc ?ÍrJrrf)u informaci o bsnrč - sni bjrvLJ prvinj^ni tCiTurn ■ formáty Asr.Ha Bl nary í program pri exportu dovolí upřesnit formát) - Ascii niouipuioddiiejsi daLa, ale jr (l^rnfflfpi -piy ' schopen nést infarmsci o b-nrvč vrcholu 9 po.vgonú ■ imuíě býr propojen SteOítufůU - jrdiný brmnt pru Landmark .obj ■ schopen nést inFarinaci a barvi vrcholů a po.ygcinú muÍĽ hiyt propojen i [ritu roU .vrml am vnější podoby na principu přímého dotyku zpracování světla odraženého od povrchu izkontaktnímetody Objemové skenování Záznam Záznamové objemových dat Qbjemí uigiLdini riiuueiy Bodový mrak (pointcloud) • v nejednodušší formě body charakterizované x, y, z prostorovými souřadnicemi • body tvořící mrak "nejsou" v soubrou systematicky uspořádány • bodům mohou být přiřazeny další vlastnosti, například rgb barevná informace nebo normála • bodový mrak se dá zobrazit a mohou být měřeny vzdálenosti mezi jednotlivými body Polygonálni sít [polygon mesh) >U Udl Drátěný model (wireframe) soustava vrcholů (x, y, z) a hran (edges), které vytvářejí mnohostěn hrany mohou vytvářet trojúhelníky a víceúhelníky tvoří souřadnice vrcholů a seznam dvojic vrcholů vrcholů vrcholům může být přiřazena barevná informace atd. ««111«... Barevná informace polygonálni sítě - textura Drátěný model (wireframe) soustava vrcholů (x, y, z) a hran (edges), které vytvářejí mnohostěn hrany mohou vytvářet trojúhelníky a víceúhelníky tvoří souřadnice vrcholů a seznam dvojic vrcholů vrcholů vrcholům může být přiřazena barevná informace atd. «r ... Barevná informace polygonálni sítě - textura mohou být měřeny vzdálenosti mezi jednotlivými body Polygonálni síť (polygon mesh) • soustava vrcholů, hran a jimi vymezených plošek - facet (rozdíl mezi wireframe a mesh je často jen ve zobrazení) • mnohostěn, uzavřený objem - mohou být vytvářeny řezy, měřen objem modelu, plocha sítě atd. 4-- D°* Barevná informace polygonálni sítě - textura • obrázek nesoucí barevnou informaci • zpravidla detailnější než barevná informace přiřazená jednotlivým vrcholům • kvalita nezávisí na rozlišení modelu více samostatných souborů (např, jpeg), nutnost držet soubory u sebe 500k vrcholů „c scu i lusidu iy^i i 5uuuui u \i mpi. jpcg;, tnost držet soubory u sebe Barevná informace polygonálni sítě - textura • obrázek nesoucí barevnou informaci • zpravidla detailnější než barevná informace přiřazená jednotlivým vrcholům • kvalita nezávisí na rozlišení modelu více samostatných souborů (např, jpeg), nutnost držet soubory u sebe 500k vrcholů Barevná informace polygonálni sítě - textura • obrázek nesoucí barevnou informaci • zpravidla detailnější než barevná informace přiřazená jednotlivým vrcholům • kvalita nezávisí na rozlišení modelu více samostatných souborů (např, jpeg), nutnost držet soubory u sebe 500k vrcholů Velikost modelu - rozlišení • velikost je počet vrcholů nebo facet (ne každý program udává stejný počet!!!) - se vzrůstajícím počtem prvků modelu vzrůstá velikost počítačového souboru - , rozlišení je počet vrholů na reálnou jednotku, vyšší rozlišení automaticky neznamená větší detailnost ♦ stl ascii ■ stl binary piy 5 970 tis. polygonů obj 1000 2000 3000 4000 Závislost velikosti souboru (osa y) na počtu polygonů modelu (v tisících, osa x) ^ 750 tis. polygonů Formáty 3D modelů .stl • vyžaduje uzavřené modely • neobsahuje žádnou informaci o barvě - ani barvu prvků, ani texturu • formáty Ascii a Binary (program při exportu dovolí upřesnit formát) - Ascii má uspořádanější data, aleje náročnější • schopen nést informaci o barvě vrcholů a polygonů • může být propojen s texturou • jediný formát pro Landmark .obj • schopen nést informaci o barvě vrcholů a polygonů • může být propojen s texturou .vrml Uvod do 3 Mikoláš J Typy prostorových dat a možnosti záznamu Digitální modely - formáty 3D dat ■tetou rfl B0*jupý mriili IpoirrttloiilJI v -iif .imMíi lum hul. Povrchové skenování Kontaktní metody ' dotykové di*iti!e-v - rychlá .: |- ■■ ■ i ■ ■ . :-1 ■ pro^num ■ 11~-1 h : I d3t (bodů, křiiích)u ríšlnrjm pastoru Záznam vnější podoby na principu přímého dotyku nebo zpracováni světla odraženého od povrchu Bezkontaktní metody TrlanguLatnl ikenery ■ ■ ~CF a jdkh"í- skenery jiiMliij. 17. i Fotogrammetrie Objemové skenování Záznam "radiologickými" zobrazovacími přístrojí Ĺ. 1 —ř" I [1 ^'■.:t.>/í mu Objemnídi |m«F«L»1irLll>mtlH4X ■ WLM| linut jŕ*— > ■ j i 4X> Povrchové skenování Záznam vnější podoby na principu přímého dotyku nebo zpracování světla odraženého od povrchu Kontaktní metody dotykové digitizéry rychlá a přená metoda pro záznam diskrétních dat (bodů, křivek) v reálném prostoru -iiuln^plikwiu lip piyi.ir.ni.1 jiprúhI a"rii vb.i hr* ■ problerryí pavrt-iy Lvwrny-ni drobný-ni osjftv. k' jiov pod IMliaWl K*iup**nl skener j Bezkontaktní metody TOF a fázové skenery ■ -tfri ■scénu ryl -iluUy Mu kv^riji-íhi.- p.ipi^Hij - mimi rychlý záznam ch kli (z± ]CMDtodD/sJ Fáze tvorby modelu optickými skenery Triangulační skenery ' rijiri j pii.jhů zdroje signálu i pJ\yn*ie ■ oř. Tlomků mm rig r_F 3 metrů - rozlišeni dána paméfem vet kosti uracov-iihc pf>kä B : ■■ J . : ■ ■ i ■ - .......- i - pdŕe-bi trÍjn£ulovar. povrch SmihtJitríunijítírlg Laserové skenery rAJiMi-rtvfAlli. Wkuflfl A) minul IfWvhňllŕiŕ fH-ň skuaan ilvych hd.j néklerí-rrjrBnjilvrínri-nnr. iklnv nnl rnhkuji luWr&.-ýrJ(irMfc Skenery se strukturovaným siyětLem Optická ikc-nery ' pfum'tijikumsklhlijlir»;^ ■ ryclilfiJSI jMirniin.i v lädu ilüTikJ-vr+üiW - ihenerys mtďyp- wěrlcm poevtujinejlef rjjiieiii lU.yjŕňŕifl - [ii*iE-'lu|l trcpjiormťľ" íl' W.i^C iiie ry« Ľhljcí d - Kontaktní metody dotykové digitizéry rychiá a přená metoda pro záznam diskrétních dat (bodů, křivek) v reálném prostoru ■ realistický záznam vnějšího povrchu objek ■ rozlišeni až v řádu setin milimetru • není možná aplikace na průsvitné a príihl - problémy s povrchy tvořenými drobnými jsou pod rozlišovací schopnost skenerů TOF a fázové skenery ■ měří scénu na základě doby letu laserového pa nebo změny jeho fáze ■ velmi rychlý záznam větších scén (až 10 OM b( • pro realistický záznam kosterních pozůstatků nedostatečná přesnost Fáze tvorby modelu optickými sk . íp'jullŕ ŕifni hvjíníi-iwjhiiliutfílŕ!>■)■■■■(" »ÍÍC ■ j i 4X> Povrchové skenování Záznam vnější podoby na principu přímého dotyku nebo zpracování světla odraženého od povrchu Kontaktní metody dotykové digitizéry rychlá a přená metoda pro záznam diskrétních dat (bodů, křivek) v reálném prostoru ■ problerryí pavrt-iy tvwrny-ni drobný-ni osjftv. k jiov pod IMliaWl si.hup"jji. skener j Bezkontaktní metody TOF a fázové skenery ■ -niri■scénunj ;pll-íig rjF 3 metrů - rozlišeni dána poměřeni vet kosti uracov-iihc Ůůle B : ■■ .1. : ■ ■ i ■ - .......■■■ i - pDlrehi trijn^ulovat povrch SrnikrjrrjíBnij^tírlg Laserové skenery rAJiMiYivfAlli. Wkuflfl A) minul ;nevhňl1rtrrnň skuaan zívych hd.j néklerérrjtenjilv(niri-nnr. ikluv nnl snhlcvji luWr&.-ýr*rMfc Skenery se strukturovaným siyětLem Optická ikc-nery ' pgin^rJikumsk^hloürjLivt ■ rvctilfiJSI jiinnn^l v lädu ilüTikJ-vr+uiW - ihenerys mtďyp- šuplero pDcytujinejlec rjjiieiii liJ.yjrnrtfl - [ri^iE-'lull [lOJioJinýl ir W.i^C iiie rv« Ľhljcí dJ«P3 Ir I Optické • trianguli základě současn • velmi ryi • potřebu i Vectr Microsoft Kinect Atos Scanner Skenery se strukturovaným světlem • promítají komplexní obrazec • rychlejší záznam, i v řádu zlomků sekund • skenery s modrým světlem poskytují nejlepší rozlišení (0,01mm) Promítaná mřížka i J >J«P3 Ir I Optické • trianguli základě současn • velmi ryi • potřebu i Vectr Microsoft Kinect Atos Scanner Optické skenery W triangulují trojrozměrné souřadnice na základě dvou a více snímků, pořízených současně z různých pohiedů velmi rychlé, srovnatelné s fotografií potřebují rozpoznatelné prvky i Vectra RealSense Bezkontaktní metody ■ realistický záznam vnějšího povrchu obj ektú ' rozlišení až v rádu setin milimetru ■ neni možná aplikace na prúsvitné-a průhledné objekty • problémy s povrchy tvorenými drobnými objekty, které jsou pod rozlišovací schopnost skenerů travé TO F a fázové skenery ■ mérí scénu na základě doby letu laserového paprsku nebo zmeny jeho fáze ■ velmi rýchly záznam vetslch scén [ai 10 DDD bodň/s) ■ pro realistický záznam kostem ich pozůstatků nedostatečná přesnost Fáze tvorby modelu optickými skenery - Hprnu iHrL.niirr-jrMrHuiiinulcdvnnLTih i^i.Hiinu Slo u cen i sití (Fusing} ) Triangulační skenery - různá poloha zdroje signálu a prijímače ■ od zlomků mm do ca 3 metrů - rozlišení dáno poměrem velikosti pracovního pole a pixelů záznamové kamery/kamer ■ potřeba trfangulovat povrch Laserové skenery ■ emitují laserový paprsek ■ rozlišeni v řádu desetin milimetru ■ záznam v řádu sekund ažrninul (nevhodné pro skenováni živých lidí} ■ některé materiály ímramor, sklovina) pohLcují [aserový paprsek Fotogrammetrie ■ rekonstrukce trojrozmerných dat ze série fotografií, zobrazujících digitalizovaný objekt z různých smértj Stru ktu rova né svět lo Fotografie Skenery se strukturovaným světlem - promítají kornpLexni obrazec ■ rychlejší záznam, i v řádu zlomků sekund ♦ skenery s modrým světlem poskytují nejlepší rozlišení [0,011tirn) Optické skenery ■ triangulují trojrozmérnésouřadnice na základě dvou a vice snímků, pořízených současně z různých pohledů ■ velmi rychlé, srovnatelné s fotografii * potřebuji rozpoznatelnéprvky ReaLSense t % V 9% st- ■ haváriím i ra flexibility * záznam pouze fotoaparátem ' pokud jde objekt dobr? nafotit, jde i modelovat * pouze na stabilníobjektyspovrchovou texturou Centimetry Milimetry Fáze tvorby modelu optickými skenery Snímání zpravila není možné nasnímat celý povrch najednou pro vytvoření uzavřeného modeluje potřeba nasnímat nejdříve více dílčích skenů z různých stran Orezávam odstranění nežádoucích částí původních skenů Sloučení sítí (Fusing) vygenerování nové sítě, nepřekrývající se, jednotlité Zarovnaní zarovnání důlcích skenů vůči sobě Povrch modelu bez sloučení Povrch modelu po sloučení 0 Snímání zpravila není možné nasnímat celý povrch najednou pro vytvoření uzavřeného modelu je potřeba nasnímat nejdříve více dílčích skenů z různých stran Fáze tvorby modelu optickými skenery Snímání zpravila není možné nasnímat celý povrch najednou pro vytvoření uzavřeného modeluje potřeba nasnímat nejdříve více dílčích skenů z různých stran Orezávam odstranění nežádoucích částí původních skenů Sloučení sítí (Fusing) vygenerování nové sítě, nepřekrývající se, jednotlité Zarovnaní zarovnání důlcích skenů vůči sobě Povrch modelu bez sloučení Povrch modelu po sloučení 0 Bezkontaktní metody ■ realistický záznam vnějšího povrch j objektů ' rozlišení až v rádu sctfn milimetru ■ neni možná aplikace na prúsvitnéa průhledné objekty • problémy s povrchy tvorenými drobnými objekty, které jsou pod rozlišovací schopnost skenerů travé TO F a fázové skenery ■ mérí scénu na základe doby letu laserového paprsku nebo zmeny jeho fáze ■ velmi rychlý záznam vétslch scén [ai 10 ODO bodu/s) ■ pro realistický záznam kostem ich pozůstatků nedostatečná přesnost Fáze tvorby modelu optickými skenery - Hprnu iHrL.niirr-jrMrHuiiinulcdvnnLTih i^i.Hiinu Slo u cen i sití (Fusing} ) Triangulační skenery - různá poloha zdroje signálu a prijímače ■ od zlomků mm do ca 3 metrů - rozlišení dáno poměrem velikosti pracovního pole a pixelů záznamové kamery/kamer ■ potřeba trfangulovat povrch Laserové skenery ■ emitují laserový paprsek ■ rozlišeni v řádu desetin mil i metru ■ záznam v řádu sekund až minut (nevhodné pro skenováni živých lidí} ■ některé materiály ímramor, sklovina) pohLcují [aserový paprsek Fotogrammetrie ■ rekonstrukce trojrozmerných dat ze série fotografií, zobrazujících digitalizovaný objekt z různých směnil Stru ktu rova né svět lo Fotografie Skenery se strukturovaným světlem - promítají kornpLexni obrazec ■ rychlejší záznam, i v řádu zlomků sekund ♦ skenery s modrým světlem poskytují nejjlepší rozlišení [0,011tirn) Optické skenery ■ trianguluji trojrozmérnésouřadnice na základě dvou a více snímků, pořízených současně z různých pohledů ■ velmi rychlé, srovnatelné s fotografii * potřebuji rozpoznatelnéprvky ReaLSense t % V 9% st- ■ nejvát^mirafl&hlNIlty * záznam pouze fotoaparátem ' pokud jde objekt dobr? nafotit, jde i modelovat * pouze na stabilní objektyspovrchovou texturou Centimetry Milimetry Fotogrammetrie • rekonstrukce trojrozměrných dat ze série fotografií, zobrazujících digitalizovaný objekt z různých směrů 3D OBJECT •........ Image 1 CAMERA MOVEMENT -► 1 L t Superior side - 35 images Image 3 největší míra flexibi záznam pouze foto; pokud jde objekt dc pouze na stabilní ol DV 15 • největší míra flexibility • záznam pouze fotoaparátem • pokud jde objekt dobře nafotit, jde i modelovat I SOOk vrcholu aok vrcho lú ■ jedjný famnát pro Landmarií .obj ' srhnpwi np\l inlnrrnjiri ti bn ruř- vrcholů » pnlyj>nni ■ rmlěetrýt prflPOJEn stexturou rvrml Objemové skenování Záznam "radiologickými" zobrazovacími přístroji Záznamové objemových dat Vypoíetni tomografie CT ■ "i- IjjijL-^iipj RIC-iíJIí'i'ii ■ cřrnp-dHm cnhry Inipt-Ht p-g biti i ííÍ.<-fMťilŕťnŕn:ŕ._'fiK-f«lriŕ'llHla S.Ľ. mm. uC" »t 13 15 IÍU U-. n>m i . i. . .■■ lí^vi^s.|^£■^^:m^|ítHlmL1t^jl,*llHll HLmnilinp^iiliúiujidnnlLymml] Jit ■ ^.í-ľíili ultMdpjdti vodím na cfc^Thmn-P-h. In J i>...,l|.HH|:-l rftHtmymitnttrrJ ntfhfdí hourán woUlk-r ubwfiLiki rů, pcwliIvnrtY nliiln. u-nm.|f-.ipnlj pnjtíe^y >")jc wjutový |[n;i|-J - iktiIfíW.IH miiridřj.iP-«l»lřb Povrchová data - metody často poskytují konečný mod-el j polypa nálnísiť vzniká polyponizaci, další □ pravý jsou norma Lni editaci modelu) - požadavky na povrchová charakteristiky ■ primárni data jsou budovy mrak - metody často poskytuji konečný mod-el j polypa nálnl síť vzniká polyponizaci, další □ pravý jso u norma Lni editací modelu] - schopně zaznamenat barvu ■ jednodušší technologie, menši objem datj 'bjemová data ■ primární jednotkou jsa u vox*lyN nejmenši č šit i objemu v pravidelní mřiíce, nesoucí hodnotu (odstín iedí - 256 nebo 4096) charakterimjicí materiál v objemu voxelu ■ obvykle ve formě série digitálních 2D snímků ■ velikost voxelu je dánavitahem mezi rozlišením snímku a velikostí skenovaného objemu a rozestupem mezi snímky ■ objemová data mohou být viiualizována jako taková (volume rendering) ■ trojrozmerné modely, polygonálni sítě, se vytvářejí tzv, segmentaci, rekonstrukcí "'kontinuálního'' tvaru z diskrétních dat snímků Objemová data • využívají pronikajícího vinš ní, CT j p zdrojem potenciálně nebezpečného záření < požadavky na materiální vlastnosti ■ primární data jsou vaxely ■ modeL vzniká segmentací- potenciální zdroj ne-přesmosti < nezaznamenavši barvu ■ zpravidla vázáno na špatné tra ns porto vatelné vybavení Pokud nejde c-vnitřní strukturu jsou povrchové metody volbou číslo jedna Záznamové objemových dat Výpočetní tomografie - CT ■ měří pracovní pole pomoci RTG paprsků • obcně velmi dobrý konstrast pro kosti ■ běžné celotělové přístroje rozlišení od ca 0,35 mm, uCT pak ca 10-100 [jm, nano i desetiny Mm ■ se zvětšujícím se rozlišením klesá velikost pracovního pole (až na jednotky mm) a roste objem dat ■ používá ionizující, potenciálně nebezpečné záření ■ špatný kontrast pro některé typy měkkých tkání a pro kostí obklopené zásypem • kov může být zdrojem artefaktů Výpočetní tomografie - CT Harvigetal. 1ÖL2 celotělové dentální Magnetická rezonance - MRI • měří distribuci jadervodíku na bázi změn magnetických momentů • běžné rozlišení okolo 1 mm, hrMRI pak desetiny milimetru ■ nejlepší kontrast pro látky obsahující různé podíl vody a tuku, umožňuje například rozlišit poranění měkké tkáně - problémy můře způsobovat jen silný magnet • malý signál pro suché kosti, dehydratované tkáněatd, (echo tíme MRI) Řezy (výbrusy) zkoumaným objektem " Visibte h u man project" • počátek 90. let, mužské a ženské tělo • následováno dalšími projekty-The Chinese Visible Human ■ kryosekce ■ odbrušování po 0.174 mm a fotografování (1528/1056 pixelů) ■ možnost zaznamenat barvu 0 (§ H "-'úmrtie -íck-ľtíí irax • technické Povrchová data metody často poskytují konečný model Záznamové objemových dat Výpočetní tomografie - CT měří pracovní pole pomocí RTG paprsků obcně velmi dobrý konstrast pro kosti běžné celotělové přístroje rozlišení od ca 0,35 mm, pCT pak ca 10-100 pm, nano i desetiny pm se zvětšujícím se rozlišením klesá velikost pracovního pole (až na jednotky mm) a roste objem dat používá ionizující, potenciálně nebezpečné záření špatný kontrast pro některé typy měkkých tkání a pro kosti obklopené zásypem kov může být zdrojem artefaktů 1. imaglng radŕographsat mcrpmpnt aĚ projpct ion angl www.cmu.edu Harvigetal.2012 Výpočetní tomografie - CT celotělové www.cmu.edu Záznamové objemových dat Výpočetní tomografie - CT měří pracovní pole pomocí RTG paprsků obcně velmi dobrý konstrast pro kosti běžné celotělové přístroje rozlišení od ca 0,35 mm, pCT pak ca 10-100 |jm, nano i desetiny pm se zvětšujícím se rozlišením klesá velikost pracovního pole (až na jednotky mm) a roste objem dat používá ionizující, potenciálně nebezpečné záření špatný kontrast pro některé typy měkkých tkání a pro kosti obklopené zásypem kov může být zdrojem artefaktů 1. imaglng radlographsat ircrempnt aĚ projpct ion angl www.cmu.edu Harvigetal.2012 Výpočetní tomografie - CT celotělové Záznamové objemových dat Výpočetní tomografie - CT měří pracovní pole pomocí RTG paprsků obcně velmi dobrý konstrast pro kosti běžné celotělové přístroje rozlišení od ca 0,35 mm, pCT pak ca 10-100 pm, nano i desetiny pm se zvětšujícím se rozlišením klesá velikost pracovního pole (až na jednotky mm) a roste objem dat používá ionizující, potenciálně nebezpečné záření špatný kontrast pro některé typy měkkých tkání a pro kosti obklopené zásypem kov může být zdrojem artefaktů 1. imaglng radkographsat mcrpmpnt aĚ projpct ion angl www.cmu.edu Harvigetal.2012 Výpočetní tomografie - CT celotělové tkání a pro kosti obklopené zásypem kov může být zdrojem artefaktů HarvigetaL2012 Výpočetní tomografie - CT celotělové dentální technické Magnetická rezonance - MRI měří distribuci jader vodíku na bázi změn magnetických momentů běžné rozlišení okolo 1 mm, hrMRI pak desetiny milimetru nejlepší kontrast pro látky obsahující různé podíl vody a tuku, umožňuje například rozlišit poranění měkké tkáně problémy může způsobovat jen silný magnet malý signál pro suché kosti, dehydratované tkáně atd. (echo time MRI) Řezy (výbrusy) zkoumaným objektem 70» W 1001 45 OTOV 21 0 Magnetická rezonance - MRI měří distribuci jader vodíku na bázi změn magnetických momentů běžné rozlišení okolo 1 mm, hrMRI pak desetiny milimetru nejlepší kontrast pro látky obsahující různé podíl vody a tuku, umožňuje například rozlišit poranění měkké tkáně problémy může způsobovat jen silný magnet malý signál pro suché kosti, dehydratované tkáně atd. (echo time MRI) Řezy (výbrusy) zkoumaným objektem tkáně atd. (echo time MRI) 7\ -*v Řezy (výbrusy) zkoumaným objektem The Visible Human Project ii Visible human project" • počátek 90. let, mužské a ženské tělo • následováno dalšími projekty -The Chinese Visible Human • kryosekce - odbrušování po 0.174 mm a fotografování (1528/1056 pixelů) • možnost zaznamenat barvu T\JLj Objemová data • primární jednotkou jsou voxely, nejmenší části objemu v pravidelní mřížce, nesoucí hodnotu (odstín šedi - 256 nebo 4096) charakterizující materiál v objemu voxelu • obvykle ve formě série digitálních 2D snímků • velikost voxelu je dána vztahem mezi rozlišením snímku a velikostí skenovaného objemu a rozestupem mezi snímky objemová data mohou být vizualizována jako taková (volume rendering) trojrozměrné modely, polygonální sítě, se vytvářejí tzv. segmentací, rekonstrukcí "kontinuálního" tvaru z diskrétních dat snímků Volume ray casting IX jemová data nikajícího vlnění, CT je zdrojem Objemová data • primární jednotkou jsou voxely, nejmenší části objemu v pravidelní mřížce, nesoucí hodnotu (odstín šedi - 256 nebo 4096) charakterizující materiál v objemu voxelu • obvykle ve formě série digitálních 2D snímků • velikost voxelu je dána vztahem mezi rozlišením snímku a velikostí skenovaného objemu a rozestupem mezi snímky objemová data mohou být vizualizována jako taková (volume rendering) trojrozměrné modely, polygonální sítě, se vytvářejí tzv. segmentací, rekonstrukcí "kontinuálního" tvaru z diskrétních dat snímků Volume ray casting IX jemová data pikajícího vlnění, CT je zdrojem Objemová data • primární jednotkou jsou voxely, nejmenší části objemu v pravidelní mřížce, nesoucí hodnotu (odstín šedi - 256 nebo 4096) charakterizující materiál v objemu voxelu • obvykle ve formě série digitálních 2D snímků • velikost voxelu je dána vztahem mezi rozlišením snímku a velikostí skenovaného objemu a rozestupem mezi snímky objemová data mohou být vizualizována jako taková (volume rendering) trojrozměrné modely, polygonální sítě, se vytvářejí tzv. segmentací, rekonstrukcí "kontinuálního" tvaru z diskrétních dat snímků Volume ray casting IX jemová data pikajícího vlnění, CT je zdrojem Povrchová data metody často poskytují konečný model (polygonálni síť vzniká polygonizací, další úpravy jsou normální editací modelu) požadavky na povrchové charakteristiky primární data jsou bodový mrak metody často poskytují konečný model (polygonálni síť vzniká polygonizací, další úpravy jsou normální editací modelu) schopné zaznamenat barvu Objemová data • využívají pronikajícího vlnění, CT je zdrojem potenciálně nebezpečného záření • požadavky na materiální vlastnosti • primární data jsou voxely • model vzniká segmentací - potenciální zdroj nepřesností • nezaznamenávaj! barvu jednodušší technologie, menší objem dat, * zpravidla vázáno na špatně transportovatelné vybavení Pokud nejde o vnitřní strukturu jsou povrchové metody volbou číslo jedna