Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Számítógépes vizualizáció
3D képalkotó eszközök (CT, MRI, PET) áttekintése. Mintavételezési elmélet, Fourier analízis. Approximációs elmélet: rekonstrukciós szűrők tervezése, approximáció, interpoláció, kvázi-interpoláció. Radon-transzformáció, tomográfiás rekonstrukciós módszerek: algebrai rekonstrukció, szûrt visszavetítés, statisztikus módszerek. 3D képfeldolgozás: szûrés, szegmentálás, tömörítés. Indirekt vizualizáció: Fourier térfogat-vizualizáció, masírozó kockák (marching cubes), Monte Carlo térfogat-vizualizáció. Direkt vizualizáció: sugárkövetés (ray casting), pacázás (splatting), nyírás/torzítás (shear/warp) transzformáció. Térfogat-vizualizáció GPU támogatással. Virtuális endoszkópia: szegmentálás, középvonal keresése, navigáció.
Háromdimenziós rekonstrukció videófelvételekből
Bevezetés, áttekintés. Optimalizálási alapok. Lagrange-multiplikátoros optimalizálás. Lineáris egyenletrendszerek legkisebb négyzetes megoldása korlátozás nélkül és korlátozással, szinguláris érték felbontás (SVD), főkomponens analízis. Nemlineáris optimalizálás: Gradiens módszer, konjugált gradiens módszer, Gauss-Newton módszer, Levenberg-Marquardt módszer Optikai alapismeretek. Optikai alapok: az optika tárgya, felosztása. Geometriai optika: fénysugár, Fermat-elv, visszaverődés és törés. Visszaverődésen és törésen alapuló optikai elemek. Ideális leképzés. Valódi leképzés, aberrációk. Fizikai optika: hullám leírása, fényelhajlás jelensége. Geometriai alapok.Térbeli geometria, homogén koordináták, vetítések (perspektív, gyengén perspektív paraperspektív, merőleg), epipoláris geometria, kvaterniók. Háromdimenziós illesztési módszerek. Háromdimenziós megjelenítő nyelvek (X3D, POVRay). Jellegzetes pontok előállítása és követése. Sarokdetektálás: KLT algoritmus. Jellegzetes pontok követése: különbség és korreláció alapú módszerek, Affin és perspektív torzítások figyelembe vétele. Jellegzetes vonalak illesztése: alapvető vonalkeresési algoritmusok, megfeleltetés textúrainformáció alapján. Fotogrammetrikus kamerakalibrálás Belső és külső paraméterek definíciója. Kalibráció referencia-objektum alapján. Háromdimenziós pontok és kameramozgás számítása. Mélységszámítás merőleges vetítés, gyenge perspektíva, valódi perspektíva esetén. Kamerakalibráció. Fundamentális mátrix (sztereó látás), trifokális tenzor bevezetése. Megfeleltetett pontok és egyenesek felhasználása az illesztési feladatra. Kalibrált kamera esetén az ún. visual hull algoritmus alkalmazása. Szegmentálás, pontok szűrése. Fundamentális mátrix alapú módszerek, K-means, LMedS, LTS, RANSAC-algoritmusok. Altér alapú szegmentálás, régió terjesztéses algoritmus. Szegmentálás trifokális tenzor alapján. Sűrű illesztés. Rektifikálás (képek kiegyenesítése torzítás segítségével): lineáris, nemlineáris rektifikáció. A keresési tér leszűkítése. A felületi normálvektor és a torzítás kapcsolata. Sűrű illesztés régiónöveléses technikával. Pontok háromszögelése. Síkbeli pontok Delunay-féle háromszögelése, térbeli háromszögelés. Pontok háromszögelése “marching cube” algoritmus alapján. Fotorealisztikus rekonstrukció. Textúrázás, árnyékolások figyelembe vétele. Több fényforrás segítségével felületi érdesség megállapítása. Háromdimenziós animációs trükkök. A renderelő szoftverek kameramodellje. Valós felvétel és mozgó virtuális objektumok keverése a kameraparaméterek becslése alapján. Képek homográfián alapuló torzítása. Kép alapú renderelés (image based rendering).
