Computer generated hologram with geometric occlusion using GPU-accelerated depth buffer rasterization for three-dimensional display

We present a method of rapidly producing computer-generated holograms that exhibit geometric occlusion in the reconstructed image. Conceptually, a bundle of rays is shot from every hologram sample into the object volume.We use z buffering to find the nearest intersecting object point for every ray and add its complex field contribution to the corresponding hologram sample. Each hologram sample belongs to an independent operation, allowing us to exploit the parallel computing capability of modern programmable graphics processing units (GPUs). Unlike algorithms that use points or planar segments as the basis for constructing the hologram, our algorithm's complexity is dependent on fixed system parameters, such as the number of ray-casting operations, and can therefore handle complicated models more efficiently. The finite number of hologram pixels is, in effect, a windowing function, and from analyzing the Wigner distribution function of windowed free-space transfer function we find an upper limit on the cone angle of the ray bundle. Experimentally, we found that an angular sampling distance of 0:01' for a 2:66' cone angle produces acceptable reconstruction quality. © 2009 Optical Society of America.

Tm3+/Er3+/Yb3+-codoped oxyhalide tellurite glasses as materials for three-dimensional display

Blue, green and red emissions through frequency upconversion and energy transfer processes in Tm3+/Er3+/Yb3+-codoped oxyhalide tellurite glass under 980 nm excitation are investigated. The intense blue (476 nm), green (530 and 545 nm) and red (656 nm) emissions are simultaneously observed at room temperature. The blue (476 nm) emission was originated from the (1)G(4)->H-3(6) transition of Tm3+. The green (530 and 545 nm), and red (656 nm) upconversion luminescences were identified from the H-2(11/2)->I-4(15/2), S-4(3/2)->I-4(15/2), and F-4(9/2)->I-4(15/2) transitions of Er3+, respectively. The energy transfer processes and possible upconversion mechanisms are evaluated. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Recapitulating tumour microenvironment in chitosan-gelatin three-dimensional scaffolds: an improved in vitro tumour model

Owing to the reduced co-relationship between conventional flat Petri dish culture (two-dimensional) and the tumour microenvironment, there has been a shift towards three-dimensional culture systems that show an improved analogy to the same. In this work, an extracellular matrix (ECM)-mimicking three-dimensional scaffold based on chitosan and gelatin was fabricated and explored for its potential as a tumour model for lung cancer. It was demonstrated that the chitosan-gelatin (CG) scaffolds supported the formation of tumoroids that were similar to tumours grown in vivo for factors involved in tumour-cell-ECM interaction, invasion and metastasis, and response to anti-cancer drugs. On the other hand, the two-dimensional Petri dish surfaces did not demonstrate gene-expression profiles similar to tumours grown in vivo. Further, the three-dimensional CG scaffolds supported the formation of tumoroids, using other types of cancer cells such as breast, cervix and bone, indicating a possible wider potential for in vitro tumoroid generation. Overall, the results demonstrated that CG scaffolds can be an improved in vitro tool to study cancer progression and drug screening for solid tumours.

Three-dimensional pattern formation, multiple homogeneous soft modes, and nonlinear dielectric electroconvection

Patterns forming spontaneously in extended, three-dimensional, dissipative systems are likely to excite several homogeneous soft modes (approximate to hydrodynamic modes) of the underlying physical system, much more than quasi-one- (1D) and two-dimensional (2D) patterns are. The reason is the lack of damping boundaries. This paper compares two analytic techniques to derive the pattern dynamics from hydrodynamics, which are usually equivalent but lead to different results when applied to multiple homogeneous soft modes. Dielectric electroconvection in nematic liquid crystals is introduced as a model for 3D pattern formation. The 3D pattern dynamics including soft modes are derived. For slabs of large but finite thickness the description is reduced further to a 2D one. It is argued that the range of validity of 2D descriptions is limited to a very small region above threshold. The transition from 2D to 3D pattern dynamics is discussed. Experimentally testable predictions for the stable range of ideal patterns and the electric Nusselt numbers are made. For most results analytic approximations in terms of material parameters are given. [S1063-651X(00)09512-X].

Entorn de treball per a visualitzar escenes tridimensionals

Creació d'un entorn de treball per tal de visualitzar models tridimensionals en temps real amb dos objectius: proporcionar una interfície gràfica per poder visualitzar interactivament una escena, modificant-ne els seus elements i aconseguir un disseny que faci el projecte altament revisable i reutilitzable en el futur, i serveixi per tant de plataforma per provar altres projectes

Modelatge procedural d’edificis

L’objectiu d’aquest PFC és el desenvolupament d’una eina pel modelatge procedural d’edificis i altres estructures arquitectòniques. El modelatge d’edificis és, per si sol, un bon tema on aplicar‐hi la programació procedural. Un edifici normal compte sempre amb elements que es repeteixen en altura i amplada. El fet de “repetir” una tasca suggereix sempre l’aplicació d’algun tipus de procediment per tal de simplificar i reduir la feina de l’usuari a l’hora de desenvolupar aquesta feina

Estudi i implementació d’un mètode de reconstrucció 3D basat en SfM i registre de vistes 3D parcials

Aquest projecte es basarà en reconstruir una imatge 3D gran a partir d’una seqüència d’imatges 2D capturades per una càmera. Ens centrem en l’estudi de les bases matemàtiques de la visió per computador així com en diferents mètodes emprats en la reconstrucció 3D d’imatges. Per portar a terme aquest estudi s’utilitza la plataforma de desenvolupament MatLab ja que permet tractar operacions matemàtiques, imatges i matrius de gran tamany amb molta senzillesa, rapidesa i eficiència, per aquesta raó s’usa en moltes recerques sobre aquest tema. El projecte aprofundeix en el tema descrit anteriorment estudiant i implementant un mètode que consisteix en aplicar Structure From Motion (SFM) a pocs frames seguits obtinguts d’una seqüència d’imatges 2D per crear una reconstrucció 3D. Quan s’han creat dues reconstruccions 3D consecutives i fent servir un frame com a mínim en comú entre elles, s’aplica un mètode de registre d’estructures 3D, l’Iterative Closest Point (ICP), per crear una reconstrucció 3D més gran a través d’unir les diferents reconstruccions obtingudes a partir de SfM. El mètode consisteix en anar repetint aquestes operacions fins al final dels frames per poder aconseguir una reconstrucció 3D més gran que les petites imatges que s’aconsegueixen a través de SfM. A la Figura 1 es pot veure un esquema del procés que es segueix. Per avaluar el comportament del mètode, utilitzem un conjunt de seqüències sintètiques i un conjunt de seqüències reals obtingudes a partir d’una càmera. L’objectiu final d’aquest projecte és construir una nova toolbox de MatLab amb tots els mètodes per crear reconstruccions 3D grans per tal que sigui possible tractar amb facilitat aquest problema i seguir-lo desenvolupant en un futur

Ampliación de las capacidades de visualización de un SIG libre mediante la comunicación con un navegador 3D

Las capacidades para la gestión, procesado y análisis de datos geoespaciales que ofrecen los Sistemas de Información Geográfica unidas a las prestaciones de visualización de los navegadores 3D sobre el terreno, abre una cantidad ilimitada de posibilidades en el área de la cartografía digital y su explotación en diferentes ámbitos técnicos y sociales. (...)

Mòdul de visualització 3D d’ ajuda al diagnòstic de les neoplàsies rectals

El diagnòstic mitjançant la imatge mèdica s’ha convertit en una eina fonamental en la pràctica clínica, permet entre altres coses, reconstruir a partir d’un conjunt d’imatges 2D, obtingudes a partir d’aparells de captació, qualsevol part de l’organisme d’un pacient i representar-lo en un model 3D. Sobre aquest model 3D poden realitzar-se diferents operacions que faciliten el diagnòstic i la presa de decisions als especialistes. El projecte que es presenta forma part del desenvolupament de la plataforma informàtica de visualització i tractament de dades mèdiques, anomenada Starviewer, que desenvolupen conjuntament el laboratori de Gràfics i Imatge (GiLab) de la Universitat de Girona i l’ Institut de Diagnòstic per la Imatge (IDI) de l’Hospital Josep Trueta de Girona. En particular, en aquest projecte es centra en el diagnòstic del càncer colorectal i el desenvolupament de mètodes i tècniques de suport al seu diagnòstic. Els dos punts claus en el tractament d’aqueta patologia són: la detecció de les lesions I l’estudi de l’evolució d’aquestes lesions, una vegada s’ha iniciat el tractament tumoral. L’objectiu principal d’aquest projecte és implementar i integrar en la plataforma Starviewer les tècniques de visualització i processament de dades necessàries per donar suport als especialistes en el diagnòstic de les lesions del colon. Donada la dificultat en el processament de les dades reals del budell ens proposem: dissenyar i implementar un sistema per crear models sintètics del budell; estudiar, implementar i avaluar les tècniques de processament d’imatge que calen per segmentar lesions de budell; dissenyar i implementar un sistema d’exploració del budell iintegrar de tots els mòduls implementats en la plataforma starviewer

Visualización geográfica 3D. Estándares y aplicaciones

Desde la aparición de Google Earth se ha desencadenado una proliferación de aplicaciones de “visores 3D” o globos virtuales facilitando a los usuarios la navegación y exploración de cualquier localización de la Tierra en formato 3D. A estas alturas, nadie puede negar la repercusión mediática de este tipo de aplicaciones y, sobretodo, el impacto diseminador de conceptos geográficos (capas, mapas, etc.) que ha tenido sobre la gran mayoría de usuarios, normalmente no especializados en el dominio geográfico. En el ámbito del software libre, a los originales World Wind (.NET) y Ossimplanet se han venido uniendo iniciativas en otras plataformas como Marble KDE, nuevas versiones de WordWind (Java SDK), a las que últimamente se están añadiendo iniciativas españolas dignas de consideración, como el Capaware canario y el módulo 3D de gvSIG. En este artículo se analiza el estado del desarrollo de estos proyectos, así como los estándares y formatos específicos que se están elaborando en el OGC para el ámbito específico de la información geográfica tridimensional (modelado de escenarios, objetos, terreno o cachés)

Segmentació de punts 3D rígids i no rígids obtinguts a partir d’un sistema estèreo

L’estudi consta de dues grans parts que serien la part de dissenyar, desenvolupar i implementar els mètodes de segmentació que ens serviran per separar els punts rígids dels punts no rígids/deformables. I l’altra part seria la d’obtenir reconstruccions 3D a partir d’un sistema estèreo, passant per la calibració de les càmeres del sistema, la realització de captures d’experiments reals, la generació de reconstruccions 3D per finalment posar a prova els mètodes desenvolupats en la part anterior