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Monolith

 

 

Monolith est un logiciel de modélisation de volume.
En un sens, il fonctionne comme un hybride entre un programme de CAO 3D et un programme de retouche d'image 3D.

L'utilisateur travaille en manipulant trois images bidimensionnelles en voxels.

Monolith a été développé en vue de l'impression 3D multi-matériaux.

Ainsi chaque voxel est composé de deux valeurs, l'une d'elles est utilisée pour définir la limite entre le solide et le vide et l'autre le rapport de mélange entre deux matériaux.
Le rapport de mélange est réalisé en utilisant la technique de rastérisation typographique traditionnelle étendues à trois dimensions. Par conséquent, l'utilisateur peut définir les motifs de tramage avec des degrés variables d'anisotropie élastique et optique.

TERMINOLOGIE


Image Voxel: Un champ de voxel est une structure tridimensionnelle qui consiste en un ou plusieurs canaux de voxels. C'est l'équivalent d'une image 2D normale. Les images 2D se composent généralement de trois canaux de couleur [rouge vert et bleu]. Les images voxel dans Monolith peuvent avoir une variété de cannaux.
Les plus courants sont le canal de forme qui définit les limites entre le solide et le vide, et le canal de rapport de matériau qui définit le mélange des deux matériaux dans la zone solide. En outre, il y a des canaux de masque utilisés pour le compositing d'images de voxels et les canaux spécialisés qui tiennent compte par exemple des résultats d'analyse structurelle lors de l'aide des outils d'analyse. Toutes les canaux d'une image Voxel ont la même résolution exacte [nombre de voxels le long des axes x, y et z].


Canal Voxel: Un canal voxel est essentiellement un tableau à trois dimensions de nombres représentant la variation d'une certaine quantité scalaire sur la boîte d'image de voxel. En général, la plupart des canaux sont normalisés par rapport à 0.0 vers 1.0 ou de -1.0 à 1.0.


Calque: Les calques sont les blocs de construction d'un modèle de Monolith. ils sont construits comme une pile avec les Calques supérieurs, formés sur les inférieurs.
Par exemple, un Calque peut créer une boîte comme champ, un autre Calque sur le dessus de celui-ci peut le lisser, et un autre pourrait appliquer un modificateur de torsion. En ce sens les Calques peuvent être considérés comme des images de voxels, ou des filtres d'images qui se superposent.
L'empilement de Calques est hiérarchique tel qu'il peut y avoir des Calques qui ont des enfants en leur sein. Par exemple le Calque de transformation gère une pile de Calques indépendants qui agit comme un groupe et qui vous permet de déplacer, redilensionner et faire pivoter l'objet résultant indépendamment de l'image globale.


Canal de Forme: Chaque image Monolith a un canal de forme. Bien que le canal de forme lui-même est "flou" en ce qu'il contient un gradient [habituellemement de valeurs 0-1], qui varie en continu tout au long de l'image du volume, le but de ce canal est en fin de compte de définir une forme avec une limite dure. Vous pouvez penser au canal de forme comme une image 3D en niveaux de gris qui définit un champ de gradient. Cependant, à un point où le champ est visualisé ou imprimé, il devient binarisé par l'application d'un seuil [les IsoValeurs]. Les zones au sein du seuil sont considérées comme solides et les égions en dehors du seuil sont considérées comme du vide.


Canal de rapport de Matériaux: Le canal du ratio de matériaux est destiné comme un aide pour l'impression de matériau double. Il décrit le ratio de mélange de matériau à chaque point de l'espace. Une valeur de 0.0 signifierait que le premier matériau est appliqué au voxel correspondant et une valeur de 1.0 correspondrait au deuxième matériau. Une valeur de 0.5 serait interprétée comme un mélange de 50% des deux matériaux, par conséquent, leur mélange de propriétés de couleur, élastique et optiques.


IsoValeurs: Une IsoValeur est un nombre qui représente un seuil dans un domaine. Il est utilisé pour définir les contours de surface en trois dimensions dans unchamp [appelé IsoSurfaces]. Son but principal dans Monolith est de définir le niveau de contour auquel le champ de transitions passe du vide au solide.


IsoSurface: une IsoSurface est la surface qui traverse tous les voxels dans un champ à une valeur particulière [appelé l'IsoValeur]. Elle définit la limite ou le contour qui sépare les voxels de haute densité [d> IsoValeur] à partir de voxels de densité inférieure [d <IsoValeur]. Les IsoSurfaces sont explicitement calculées pour deux raisons. La première lors de la visualisation de la limite de coupure de la forme du champ pour révéler la forme qui résulterait de son impression. La deuxième lors de la sortie STL des maillages pour l'impression 3D.


Rendu de champ: La technique du rendu de champ peut visualiser l'image de champ de voxel sans avoir besoin pour calculer explicitement des IsoSurfaces, il est donc beaucoup plus rapide que le rendu d'IsoSurface et est la méthode préférée lorsqu'il s'agit d'image voxels complexes haute résolution [par exemple des ensembles de données médicales]. Contrairement aux rendu des IsoSurface il peut  également révéler les structures internes des objets transparents et translucides, ainsi que de montrer les structures fines de l'application de la rastérisation des motifs. Il est basé sur le rendu des plans parallèles à la caméra.


Chaque plan représente sa tranche à travers l'image de voxel et hérite de la couleur et la transparence des voxels intersectés. Les gradients des champs de forme alpha et sont utilisés pour estimer le volume normal et les effets d'éclairage.

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