Raphael Menges

• Diese Arbeit vermittelt die mathematischen Grundlagen des Ray-Casting Algorithmus und bespricht eine interaktive Umsetzung auf Grafikkarten mit Hilfe einer modernen Schnittstelle. Die Implementation erfolgt im Rahmen eines umfassenden Programmes, welches weitere Techniken und Verbesserungen des Algorithmus für den Nutzer anwählbar macht. Unter anderem wird von Transferfunktionen und lokaler Beleuchtung Gebrauch gemacht, um realistische Materialien darstellen zu können. Die Benutzeroberfläche bietet die Möglichkeit, Volumina zu importieren, Transferfunktionen zu definieren, Parameter der Darstellung einzustellen und weitere Techniken zu aktivieren, deren Grundlagen und Umsetzung ebenfalls in dieser Arbeit dargelegt werden. Der Nutzen der anwählbaren Optionen wird je nach Fall auf optische Qualität oder Vorteil in der Performance hin untersucht.
• This thesis covers the mathematical background of ray-casting as well as an exemplary implementation on graphics processing units, using a modern programming interface. The implementation is embedded within an editor, which enables the user to activate optimizations of the algorithm. Techniques like transfer functions and local illumination are available for a more realistic visualization of materials. Moreover, the user interface gives access to features like importing volumes, let one define a custom transfer function, holds controls to adjust parameters of rendering and allows to activate further techniques, which are also subject of discussion in this thesis. Benefit of all shown techniques is measured, whether it is expected to be visual or on the part of performance.