Представление трёхмерной структуры.

После получения ряда оптических сечений необходимо построить трёхмерное изображение структуры. Конфокальный микроскоп обычно получает набор оптических срезов с регулярно возрастающей глубиной Dz от поверхности образца. Для большинства конфокальных микроскопов получение сотни 2D-изображений обычно занимает несколько минут. Это очень быстрый метод получения большого объёма видеоинформации. Разработано несколько методов её представления.

Чтобы визуализировать трёхмерную структуру композита, можно построить плоскость виртуального экрана, как показано на рис. 20. Это делают, расширяя векторы виртуальной плоскости и определяя их пересечение с объёмом информации. На данном рисунке все векторы параллельны и изображение не имеет перспективы. Если бы эти векторы расходились, полученная проекция за счёт перспективы создавала бы ощущение глубины. Изменяя положение и ориентацию виртуальной плоскости, микроскопист может рассматривать данные из любой точки.

Обычно используют два метода проектирования данных на плоскость виртуального экрана:

1. Плоскостной метод. Трёхмерную информацию проектируют на сечение, в результате чего образуется многоугольник, демонстрирующий изменение интенсивности сигнала (рис. 21). Эту поверхность можно преобразовать в оптимизированную поверхностную сеть. Цвет и интенсивность можно определить, исходя из ориентации плоскости относительно источника света и метода затенения. Наконец, каждое сечение можно по очереди спроектировать на витруальный экран согласно его координате Z.

2. Объёмное представление. При плоскостном методе представления лучи направлены на виртуальный экран. В объёмном методе представления данных пучки направлены в обратном направлении – от виртуального экрана к набору данных. Каждый пучок на своём пути пересекает множество вокселей (3D-аналог пикселей), а алгоритм определяет интенсивность и цвет каждого пикселя на виртуальном экране. Полученная интенсивность может зависеть от интенсивности вокселей по координате Z (относительно виртуального экрана), и изображение создаётся за счёт изменения интенсивности. Эту методику иллюстрируют рис. 22 и рис 23, демонстрирующие структуру волокнистого композита и пенополиуретана соответственно.

Метод представления объёма обычно используют для демонстрации структуры биологических объектов. Конструкционные материалы обычно менее прозрачны, и их структуру демонстрируют плоскостным методом. Основным недостатком этих методов является большой объём необходимой памяти.