Проекция максимальной интенсивности

Изображение мыши (компьютерная томография), построенное по методу проекций максимальной интенсивности (без весовых коэффициентов).

ОФЭКТ, визуализированное MIP мыши

Метод проекции максимальной интенсивности (англ. maximum intensity projection, сокращённо MIP) — метод компьютерной визуализации скалярной воксельной информации. То есть, пространство делится на участки (воксели), и для каждого из них задана «интенсивность», как, например, в томографии.

Метод проекции максимальной интенсивности крайне прост и позволяет при небольших вычислительных затратах показать положение в трёхмерном пространстве наиболее ярких участков трёхмерного объекта — таких, как опухоли. С протяжёнными объектами примерно постоянной интенсивности (такими, как рёбра на анимации справа) метод проекции максимальной интенсивности справляется хуже.

Алгоритм

Пусть нужно отобразить трёхмерное «облако» переменной интенсивности. Проводим из точки обзора прямую через каждый пиксель; цвет этого пикселя соответствует максимальной интенсивности той части облака, которая пересекается с прямой.

Можно и наоборот:

для всех вокселей «облака»
  если интенсивность[вокселя]≠0
    для всех пикселей, на которые проецируется воксель
      интенсивность[пикселя] = max(
           интенсивность[пикселя], интенсивность[вокселя])

Проекция может быть как параллельной, так и перспективной. Если разрешение рендеринга ниже, чем разрешение воксельных данных (что обычно и бывает), внутренний цикл без особых потерь качества изображения можно свести к одной итерации.

Модифицированный метод максимальной интенсивности

Параллельные проекции максимальной интенсивности одного и того же объекта с противоположных сторон — это две зеркально-симметричных картинки. Другими словами, зритель не может отличить дальнее от ближнего, а вращение по часовой стрелке — от вращения зеркально-симметричного объекта против часовой. Чтобы справиться с этим артефактом, применяются весовые коэффициенты (ближние воксели отображаются более ярко, чем дальние).

для всех вокселей «облака»
  если интенсивность[вокселя]≠0
    для всех пикселей, на которые проецируется воксель
      интенсивность[пикселя] = max(
           интенсивность[пикселя], 
           интенсивность[вокселя] * k(расстояние до вокселя))

Литература

• Hashemi, R.H.; Bradley, W.G.; Lisanti, C.J. MRI: The Basics. — Wolters Kluwer Health, 2012. — ISBN 9781451148718.
• Haidekker, M. Advanced Biomedical Image Analysis. — Wiley, 2011. — ISBN 9781118099483.