可視化ライブラリ

Visualization Library ( VL ) は、 OpenGL 4をベースとした 2D/3D グラフィックス アプリケーション向けのオープンソース C++ ミドルウェアであり、 Microsoft Windows、Linux、およびMac OS Xオペレーティングシステム向けの移植性の高いアプリケーションを開発するために設計されています。

ビジュアライゼーションライブラリは、以下の目的で設計されました。

1. OpenGL 4 をラップする、直感的で軽量かつ移植性の高い C++ ラッパーを実装する。
2. 旧バージョンのOpenGL（1.x、2.x、3.x）と完全に互換性があります。
3. 最新のGPUの機能と性能を、仮想現実、科学・医療分野の可視化、シミュレーター、トレーニングなど、ゲーム以外のアプリケーションにも提供します。
4. カスタマイズされたレンダリング技術を構築するために使用できる、汎用的かつ詳細なフレームワークを提供する。
5. 超シーングラフパラダイムのアーキテクチャ上の制約を回避する。
6. プログラマーにはできる限り多くの制御権を与えつつ、細かい部分は自分たちで処理する。

ビジュアライゼーションライブラリの設計は、アルゴリズムとデータ構造の特化と分離に基づいています。これは、いわゆる「ウーバーシーングラフ」ファミリーに属する他の多くの3Dフレームワーク、つまりすべてのレンダリング情報を単一の階層構造に保持する3Dエンジンとは異なります。そのため、ビジュアライゼーションライブラリは、レンダリングパイプラインの各領域を管理するために、異なるデータ構造（階層構造の場合もある）を使用します。

例えば、変換ツリーは別のツリーグラフデータ構造に保持され、シーンの一部であるオブジェクト（Visualization Libraryの用語では「アクター」）は、変換ツリーのノードを自由に参照できます。

アクターは独自のシーン分割データ構造に格納され、そこから視錐台に対する可視性がテストされ、最終的にレンダリング時にレンダリングキューの一部として抽出されます。これにより、VLはPVS、ポータル/セクター、 KdTree、クアッドツリー、オクツリーなど、事実上あらゆる種類のシーン管理手法から独立し、それらを活用することができます。

シェーダーもまた、他のロジックとは独立した概念であり、アクターが階層的なデータ構造を使用する必要はありません。ただし、VLは高レベルサービスとしてShaderNodeクラスを提供しており、これによりユーザーは、uber-scene-graphベースのフレームワークで一般的に使用されているものと同様の継承ルールを使用して、シェーダーを階層的に更新および管理できます。レンダリングパイプラインも同様のモジュール型アプローチを採用しているため、VLコンポーネントを組み立てて再利用することで、高度にカスタマイズされたレンダリング手法を実装できます。

• OpenGL サポート: 1.x、2.x、3.x、4.x。
• 対応OS：Windows XP、Vista、7、Mac OS、Linux
• GUIバインディング：Win32、MFC、Qt4、wxWidgets、SDL、GLUT。
• 3Dファイル形式：3DS、OBJ、PLY（バイナリおよびASCII）、STL（バイナリおよびASCII）、AC3D、MD2。さらに多くの形式を追加できます。
• 対応画像ファイル形式：JPG、PNG、TGA、TIFF、BMP、DDS、DICOM。さらに多くの形式を追加できます。
• ボリューム可視化：レイキャストボリュームレンダリング（伝達関数、等値面など）、画面に揃ったスライス、効率的なマーチングキューブの実装。
• テクスチャリング: 1D/2D/3D テクスチャ、キューブマップ、マルチテクスチャリング、テクスチャ配列、テクスチャ矩形、テクスチャへのレンダリング、テクスチャ座標生成、テクスチャコンバイナー、ミップマッピングとミップマップ生成、異方性フィルタリング、圧縮テクスチャ、深度テクスチャ、整数テクスチャ、非正規化テクスチャ、テクスチャバッファ、マルチサンプルテクスチャ。
• OpenGLシェーディング言語1.xから4.xまでをサポートし、ジオメトリシェーダーとテッセレーションシェーダーを含みます。
• 自動的な透明性管理。
• レンダリング状態の自動ソートとセットアップの最小化。
• 頂点バッファオブジェクトの自動管理。
• フレームバッファオブジェクトを幅広くサポート。
• 提供されるシーンマネージャ：汎用階層型ボリュームツリー、KdTree、ポータルベースのシーングラフ。
• 高品質なUnicodeテキストレンダリングおよびテキスト操作のための関数とクラス。
• GLSLベースのC++向け高機能ベクトル／行列ライブラリ。
• 形状最適化機能、三角形の削減/間引き、重複頂点の削除など。
• 分子可視化。
• 押出成形。
• 線形およびキャットマル・ロム経路補間。
• 双三次ベジェ曲面。
• 輪郭とシルエットの強調。
• 仮想ファイルシステム：ディスクファイル、メモリファイル、.zipファイル、.gzファイルへのアクセスを透過的に可能にする抽象的なファイルシステム。
• 新しいリソースタイプやファイル形式をサポートする拡張可能なリソースシステム。
• 豊富な資料と多数の事例。

Visualization Libraryの最初の一般公開は2007年5月7日でした。

Visualization Libraryは現在、最初の安定版であるVL 2009.07.640に続く2番目の安定版、VL 2011.05.1140となっています。設計は基本的に同じですが、最新の安定版は、OpenGL 3および4、特にテッセレーションシェーダーのサポート、倍精度ユニフォーム変数、マルチサンプルテクスチャやテクスチャオブジェクトなどの新しいテクスチャフォーマット、広範なフレームバッファオブジェクトのサポート、GLSLを多用するアプリケーション向けのチューニングの改善など、多くの機能強化が施されています。

• 科学的可視化

• 公式サイト
• 公式GitHubリポジトリ
• ミケーレ・ボシ著『ビジュアライゼーション・ライブラリ』