Propuesta para Trabajo de Grado
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- III – DESARROLLO DEL TRABAJO
- Herramienta de visualización científica
- Idea inicial del modelo
- Descripción del modelo de integración
Marco InstitucionalTeniendo en cuenta la Misión de la Pontificia Universidad Javeriana: [6] “En el inmediato futuro, la Universidad Javeriana impulsará prioritariamente la investiga-ción y la formación integral centrada en los currículos; fortalecerá su condición de universi-dad interdisciplinaria; y vigorizará su presencia en el país, contribuyendo especialmente a la solución de las problemáticas siguientes: [5]
El trabajo de grado busca apoyar la investigación y el uso de tecnologías distintas para resolver problemáticas que ya han sido atacadas pero que podrían atacarse de una mejor manera respecto a ciertos aspectos de la misma. Se pretende atacar principalmente los siguientes puntos de la misión:
Haciendo un aporte a la sociedad en el desarrollo científico y tecnológico de la universidad y del país.
La investigación del uso de diversas tecnologías siempre será un punto de partida para mejorar el uso de los recursos tecnológicos, llevando a utilizar mejor los recursos naturales.
En cuanto a la concentración del poder económico en ciertos países, la investigación en el ámbito científico y tecnológico que se realice genera desarrollo y permite al país tomar una mejor posición a nivel internacional como proveedor de tecnología y ciencia. III – DESARROLLO DEL TRABAJO
El primer paso en el desarrollo del proyecto fue seleccionar las herramientas que se iban a usar e investigar sobre su arquitectura y conceptos básicos.
El motor de juegos elegido fue OGRE 3D ya que muchos juegos son desarrollados con esta herramienta, es de un nivel lo suficientemente bajo para manipular sus características a favor de los objetivos del proyecto y el estudiante tenía algo de experiencia con el uso de la misma. Otros motores de juegos, a pesar de ofrecer herramientas que facilitan mucho el desarrollo, son de muy alto nivel y no permiten acceder a todas sus opciones con facilidad. Por ser tan de alto nivel se dificulta integrar un motor de estos con la herramienta de visualización científica. La descripción de la arquitectura de OGRE 3D y sus conceptos básicos se encuentra en la sección Descripción general de la arquitectura de OGRE.
La herramienta seleccionada fue VTK ya que otras arquitecturas de visualización científica funcionan haciendo uso de esta. La descripción de la arquitectura de VTK y sus conceptos básicos se encuentra en la sección Descripción general de la arquitectura de VTK [3]. ITK se seleccionó como la herramienta que haría el manejo de imágenes (lectura) para a partir de estas crear los modos de visualización en OGRE 3D, tanto en mallas como en sistemas de partículas. La descripción de la arquitectura de ITK y sus conceptos básicos se encuentra en la sección Descripción general de la arquitectura de ITK.
La primera parte de la investigación se realizó las primeras semanas del desarrollo del proyecto, luego de haber elegido las herramientas que se iban a usar. La investigación se enmarcó en la arquitectura y conceptos básicos de cada una de las herramientas seleccionadas. Para cada una se generaron documentos que resumieran lo encontrado y que permitieran determinar de qué manera podría realizarse la integración de arquitecturas de visualización científica con la del motor de juegos. En las secciones Descripción general de la arquitectura de VTK [3], Descripción general de la arquitectura de OGRE y Descripción general de la arquitectura de ITK, se encuentra la información resumida resultante de ésta etapa de investigación.
A partir de lo encontrado en la fase de investigación mencionada en la sección anterior, se pudo observar cuál era la forma en la que podrían integrarse las arquitecturas. La primera idea surgió de que OGRE 3D tiene una arquitectura de Plug-in, entonces existía la posibilidad de extender la arquitectura y generar un Plug-in nuevo de comunicación entre OGRE 3D y la arquitectura de visualización. Luego surgió la idea de investigar sobre los sistemas de partículas en OGRE 3D (la definición de un sistema de partículas puede verse en la sección Sistema de partículas [13] y las características de un sistema de partículas de OGRE 3D puede verse en la sección Sistema de partículas de OGRE). La idea inicial era determinar si era posible utilizar el sistema de partículas de OGRE 3D para visualizar una imagen médica. Al utilizar OGRE 3D para visualizar imágenes médicas ya se estaría integrando la arquitectura de visualización científica con la de OGRE 3D dado que la idea era que las imágenes visualizadas provenían de imágenes cargadas con ITK (Ver sección Manejo de lectura y escritura de imágenes [17]).
Ilustración : Primera parte del modelo de integración
Este modelo de integración para mostrar imágenes tiene tres componentes importantes que serán descritos a continuación:
Este primer componente se refiere a un archivo de imagen médica que será leído con ITK y visualizado con un sistema de partículas de OGRE 3D implementado con BillboardSets.
El segundo componente es ITK_Image, que se refiere a la clase Image de ITK, ya que las imágenes médicas son leídas con el manejo de lectura y escritura de ITK (Ver sección Manejo de lectura y escritura de imágenes [17] para que la imagen sea convertida a una instancia de la clase Image de ITK anteriormente mencionada. Este tipo de instancia puede ser iterada y consultada con diversos métodos ofrecidos por ITK, que permiten obtener la información necesaria de píxeles para mas tarde crear las partículas que representarán esta imagen en OGRE 3D.
El tercer componente importante es el módulo que permite crear un sistema de partículas de OGRE 3D a partir de la imagen de ITK. Este componente debe acceder a la información de cada pixel de la imagen y crear una partícula en el sistema de partículas de OGRE 3D que tenga las características de tamaño, ubicación en el espacio y color del pixel correspondiente en la imagen de ITK. Para fines de mostrar el modelo, este componente ha tomado en el diagrama el nombre que tiene en su implementación en el prototipo final.
Este último componente corresponde a la representación gráfica en OGRE 3D de la imagen de ITK. Toma el nombre de Ogre_BillboardSet debido a que el componente utilizado para crear el sistema de partículas en OGRE 3D fue un BillboardSet o un conjunto de billboards (Ver sección Sistema de partículas de OGRE) y la razón por la cual se utilizó un BillboardSet y no un sistema de partículas directamente se explica en la sección siguiente: Primer prototipo.
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