Una isosuperficie es un análogo tridimensional de una isolina . Es una superficie que representa puntos de un valor constante (p. ej. presión , temperatura , velocidad , densidad ) dentro de un volumen de espacio; en otras palabras, es un conjunto de niveles de una función continua cuyo dominio es el espacio tridimensional .
El término isolínea también se utiliza a veces para dominios de más de 3 dimensiones. [1]
Las isosuperficies normalmente se muestran mediante gráficos por computadora y se utilizan como métodos de visualización de datos en dinámica de fluidos computacional (CFD), lo que permite a los ingenieros estudiar las características de un flujo de fluido (gas o líquido) alrededor de objetos, como las alas de un avión . Una isosuperficie puede representar una onda de choque individual en un vuelo supersónico , o se pueden generar varias isosuperficies que muestren una secuencia de valores de presión en el aire que fluye alrededor de un ala. Las isosuperficies tienden a ser una forma popular de visualización para conjuntos de datos de volumen, ya que se pueden representar mediante un modelo poligonal simple, que se puede dibujar en la pantalla muy rápidamente.
En imágenes médicas , las isosuperficies se pueden utilizar para representar regiones de una densidad particular en una tomografía computarizada tridimensional , lo que permite la visualización de órganos internos , huesos u otras estructuras.
Muchas otras disciplinas interesadas en datos tridimensionales suelen utilizar isosuperficies para obtener información sobre farmacología , química , geofísica y meteorología .
El algoritmo de los cubos en marcha fue publicado por primera vez en las actas SIGGRAPH de 1987 por Lorensen y Cline, [2] y crea una superficie al intersectar los bordes de una cuadrícula de volumen de datos con el contorno del volumen. Donde la superficie intersecta el borde, el algoritmo crea un vértice. Al utilizar una tabla de diferentes triángulos dependiendo de diferentes patrones de intersecciones de bordes, el algoritmo puede crear una superficie. Este algoritmo tiene soluciones para implementar tanto en la CPU como en la GPU.
El algoritmo decisivo asintótico se desarrolló como una extensión de los cubos en marcha para resolver la posibilidad de ambigüedad en el mismo.
El algoritmo de los tetraedros en marcha se desarrolló como una extensión de los cubos en marcha para resolver una ambigüedad en ese algoritmo y crear una superficie de salida de mayor calidad.
El algoritmo Surface Nets coloca un vértice de intersección en el medio de un vóxel de volumen en lugar de en los bordes, lo que genera una superficie de salida más suave.
El algoritmo de contorno dual fue publicado por primera vez en las actas SIGGRAPH de 2002 por Ju y Losasso, [3] desarrollado como una extensión tanto de las redes de superficie como de los cubos de marcha. Conserva un vértice dual dentro del vóxel pero ya no en el centro. El contorno dual aprovecha la posición y la normal de donde la superficie cruza los bordes de un vóxel para interpolar la posición del vértice dual dentro del vóxel. Esto tiene la ventaja de retener superficies afiladas o lisas donde las redes de superficie a menudo parecen bloqueadas o incorrectamente biseladas. [4] El contorno dual a menudo utiliza la generación de superficies que aprovecha los octrees como una optimización para adaptar el número de triángulos en la salida a la complejidad de la superficie.
El contorneado dual del colector incluye un análisis de la vecindad del octree para mantener la continuidad de la superficie del colector [5] [6] [7]
Ejemplos de isosuperficies son las ' Metabolas ' u 'objetos blobby' utilizados en la visualización 3D. Una forma más general de construir una isosuperficie es utilizar la representación de funciones .
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