Rendu volumique direct

Le rendu volumique direct est une technique utilisée pour afficher une projection 2D d'une série de données 3D. Le rendu volumique direct nécessite que chaque valeur échantillonnée au sein du volume soit associée à une opacité et une couleur. Mathématiquement, cela revient à dire qu'on dispose d'une fonction de transfert : où est la région de l'espace où la fonction est définie, et est l'espace de couleurs utilisé (par exemple ou si les couleurs sont définies par leurs valeurs RGB). La fonction de transfert est généralement modélisée par une fonction affine par morceaux. Cela revient à dire qu'elle est définie sur une partie finie de (par exemple une grille 3D régulière) et que le reste de ses valeurs s'en déduit par interpolation trilinéaire. D'autres formes sont néanmoins possibles (fonctions en escalier, etc.). Les valeurs d'opacité et de couleur sont converties en composantes RGBa (canaux rouge, vert et bleu pour la couleur, et canal alpha pour l'opacité) et le composé résultant est projeté sur le pixel correspondant du Z-buffer. La détail du procédé fait l'objet de différentes techniques de rendu, qui peuvent être combinées afin de tirer parti de leurs différents avantages. Lancer de rayon Le moyen le plus commun de projeter une image 3D est le lancer de rayons à travers le volume. Cette technique consiste à reproduire le trajet inverse de la lumière pour chaque pixel de l'image finale : on "lance" un rayon depuis la caméra (par exemple depuis le centre optique si on se place dans le cadre du modèle du sténopé) en respectant les lois de la réflexion et de la réfraction, jusqu'à atteindre une source lumineuse. Généralement, le rayon est échantillonné à pas régulier à l'intérieur du volume, et les valeurs de couleur rencontrés sont sommées dans le Z-buffer au prorata de leur opacité alpha. Ce type d'algorithme est aisément parallélisable sur des architectures SIMD.