Propuesta para Trabajo de Grado

IV - RESULTADOS Y REFLEXIÓN SOBRE LOS MISMOS

1. Cumplimiento de objetivos

   1. Objetivo general

El objetivo general del desarrollo del proyecto es el siguiente:

“Implementar una capa de comunicación entre la arquitectura usada para la visualización de imágenes médicas y la de un motor interactivo 3D (motor de juegos) con el fin de aprovechar las ventajas que brindan ambas a la visualización e interacción con datos clínicos.”

El objetivo fue cumplido ya que se generó un modelo que permite integrar la arquitectura de visualización de imágenes médicas con el motor de juegos (motor interactivo) elegido, OGRE 3D. La implementación de este modelo actuará como la capa de comunicación entre las arquitecturas mencionadas y permitirá aprovechar los beneficios que se mencionan en la sección Beneficios y pérdidas del uso del modelo.

2. Objetivos específicos

La siguiente tabla muestra el cumplimiento de los objetivos específicos planteados en la planeación del proyecto. [6]

Objetivos	Estado	Comentarios
Caracterizar una arquitectura típica de un motor de juegos	Cumplido	Se generó un documento que describe la arquitectura del motor de juegos escogido.
Describir la arquitectura de visualización médica	Cumplido	Se generó un documento que describe la arquitectura de VTK e ITK.
Diseñar un modelo de integración entre la arquitectura de juegos y la de visualización científica	Cumplido	Se generó un modelo que permite usar ITK para cargar imágenes y mallas que pueden ser visualizadas en OGRE 3D.
Implementar un prototipo que integre la arquitectura de juegos con la de visualización científica usando éste modelo	Cumplido	Cuatro prototipos fueron implementados para validar el modelo de integración propuesto.
Validar el modelo de integración propuesto con el prototipo implementado	Cumplido	Los prototipos implementados permitieron validar el modelo de integración propuesto.
Diseñar un caso de prueba	Cumplido	Debido a restricciones de memoria, se pudieron concluir las limitaciones impuestas por el motor de juegos. Sin embargo, la funcionalidad de los prototipos implementados pudo ser comparada únicamente de manera visual con la funcionalidad de la herramienta Paraview para determinar las cualidades visuales y de interacción que brinda hacer uso del modelo planteado.

Tabla : Cumplimiento objetivos específicos

2. Pruebas

Con el fin de probar la utilidad de usar el modelo propuesto se comparó la visualización de imágenes y mallas en los prototipos generados y en la herramienta de visualización Paraview.

Las imágenes de prueba fueron tres imágenes 3D de formato .Raw y la malla de prueba era una malla de formato .vtk generada y reducida con el filtro descrito en la sección Refinación del modelo.

En la siguiente sección se encuentran las conclusiones obtenidas al realizar una comparación visual del funcionamiento de ambas herramientas con las mismas imágenes de entrada.

No fue posible comparar con mediciones numéricas debido a que las restricciones de memoria no permitían variar significativamente el tamaño de las imágenes y mallas. Además los resultados esperados eran visuales (de fluidez al navegar el modelo, de resolución y detalle), por lo tanto era posible hacer una comparación visual para determinar las diferencias entre la visualización brindada por el prototipo y por la herramienta Paraview.

3. Beneficios y pérdidas del uso del modelo

Los beneficios y pérdidas de usar el modelo de integración se describen en la siguiente tabla.

Aspecto	Beneficios	Pérdidas	Comentarios
Facilidad de uso		No es fácil de usar debido a que la herramienta OGRE 3D impone restricciones en el uso de la memoria de la máquina. Existen tamaños límite que deben ser conocidos antes de intentar cargar cualquier imagen o malla médica.	Es necesario conocer los límites que impone OGRE 3D.
Resolución	La resolución de imagen es la que da la imagen misma, ya que genera el número de pixeles que la imagen trae. Además se probó que es posible implementar algoritmos de multiresolución con facilidad para que sean integrados al modelo de integración propuesto.		Si existe interacción como la hay en los prototipos implementados en donde se puede navegar a través del modelo, puede que al acercarse mucho la cámara a la imagen se vea pixelada debido a que se notarán con facilidad los billboards que componen el sistema de partículas. Sin embargo tiene la resolución de la imagen original.
Color	Puede ser ajustado para que tome pixeles en RGB o escalas de grises.		Es necesario tener cuidado con las características del material utilizado para los BillboardSets. Lo ideal es que sea blanco.
Velocidad de carga			La velocidad de carga depende del tamaño de la imagen como en cualquier herramienta de visualización.
Interacción	Dado que OGRE es un motor orientado a la interacción existe mucha facilidad de añadir variadas opciones para interactuar con las imágenes y mallas que se encuentran en escena. La herramienta de visualización utilizada para la comparación permite mover y rotar la imagen o malla que se visualiza pero no es algo que no sea posible implementar con OGRE 3D.		En los prototipos implementados se utilizó la librería OIS para añadir interacción a la escena, sin embargo, sólo tiene la funcionalidad de navegación.
Fluidez	Dependiendo del tamaño de la imagen o malla cargada en la escena, la navegación por el modelo será rápida o lenta. Sin embargo, la herramienta de visualización contra la que se pretendía comparar no brinda la opción de navegar el modelo para hacer una comparación de fluidez.		Es posible cargar varios objetos en la escena al mismo tiempo, sin embargo deben ser de diferente tipo, por ejemplo: Una malla y una imagen. Esto se debe a los límites de memoria impuestos por OGRE 3D para crear cada uno de estos objetos.
Capacidad		La herramienta usada Paraview permitió cargar mallas con un mayor número de caras y pintarlas con mayor exactitud.	Para que la malla se vea mejor sería necesario que tuviera colores definidos, sin embargo al cargarla con ITK esta información se pierde y al asignar el mismo color a todos los vértices la iluminación no es muy exacta aunque permite reconocer la figura de la malla.
Adición de funcionalidades	El bajo nivel que ofrece OGRE 3D brinda facilidad para implementar algoritmos que mejoren la visualización de imágenes médicas y el modelo propuesto.

Tabla : Beneficios y pérdidas del uso del modelo