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5.1. DATENQUALITÄT UND DATENGRÖSSE 43
5.1 Datenqualität und Datengröße
Die Eigenschaften des Ausgangsdatensatzes sind maßgeblich am optischen
Resultat der Volumendarstellung beteiligt. Ein Schnitt eines bildgebenden
Verfahrens hat üblicherweise eine Bildgröße von 512 x 512 Pixel, aber auch
kleinere Bildgrößen sind möglich. Bedingt durch die Art des bildgebenden
Verfahrens besitzen die Datensätze eine Farbtiefe von 8, 12 bzw. 16 Bit. Die
Farbtiefe beeinflusst die mögliche Menge der darstellbaren Farbabstufungen.
Diese Abstufungen sind insoweit wichtig, da diese die möglichen Dichtewerte
darstellen. Bei einer Farbtiefe von 8 Bit sind 2 8 = 256 Abstufungen möglich,
es können daher 256 Dichtewerte unterscheiden werden. Dagegen können
bei 16 Bit Farbtiefe bereits 2 16 = 65536 Abstufungen unterschieden werden.
Durch die Verwendung von mehr Abstufungen kann das original Objekt
besser abgebildet werden. Für die Bildqualität bedeuten mehr Abstufungen
weichere Übergänge und die Möglichkeit die Klassifizierung genauer vornehmen
zu können.
Um so höher die Farbtiefe eines Bildes ist, um so mehr Speicherplatz wird benötigt.
Bei der aktuellen Entwicklungsgeschwindigkeit von Hardware wird
dies oft als nicht relevant angesehen, da Festplatten- und Arbeitsspeicher
immer größer werden. Doch für die Nutzung von Bildern als Texturen in
der GPU ist die Speicherkapazität eingeschränkter. Ein Standarddatensatz
mit 512 x 512 Pixel und einer Farbtiefe von 8 Bit, welcher aus 600 Ebenen
besteht, würde wie in Rechnung 5.1 beschrieben 150 MB Speicherplatz benötigen.
Da bei dieser Volumendarstellung für jede Achse ein eigener Datensatz
vorrätig gehalten werden muss, werden somit schon 450 MB nötig. Bei einer
16 Bit Farbtiefe würde der selbe Datensatz schon 900 MB benötigen.
(512 ∗ 512)pix ∗ 8 bit = 2097152 bit pro pix
2097152 bit /8 bit = 262144 Bytes
262144 Bytes /1024 = 256 kB
(5.1)
600 Ebenen ∗ 256 kB = 153600 kB /1024 = 150 MB
150 MB ∗ 3 Texturstacks = 450 MB
Für die Umsetzung wurde zusätzlich noch ein Alpha-Kanal verwendet, da
für die Beleuchtung in den Farbkanälen der Gradient mit gespeichert wurde.
Daher wurde ein Bildformat mit 32 Bit Farbtiefe verwendet. 24 Bit für die
Farbkanäle + 8 Bit für den Alpha-Kanal, mit solch einem Format kommt
der selbe Datensatz auf 1,76 GB Speicherbedarf. Eine hohe Anzahl von Abstufungen
verbessert die Volumendarstellung, benötigt aber einen höheren
Aufwand bei der Speicherverwaltung.