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  Interface - direktes Problem  
  Interface - inverses Problem  

  Interface - direktes Problem  
    Das Programm simuliert das direkte Problem. Es wird ein Körper vorgegeben (z.B. das Schweizer Kreuz) und die dazugehörigen Schwächungswerte werden berechnet. Vereinfacht bedeutet dies, daß zu einer bestimmten Anfangsintensität die Schwächung durch den Körper berechnet wird. Der Vorgang kann für beliebig viele Strahlen unter beliebigen Winkeln wiederholt werden. Das Programm erzeugt nach einem Durchlauf einen Vektor in dem die Intensitäten abgespeichert sind.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die theoretisch mögliche Anzahl beliebig vieler Strahlen praktisch nicht umsetzbar ist. Sie hängt hauptsächlich von der Geschwindigkeit des eingesetzten Rechnersystems ab. Eine zu hohe Strahlenanzahl kann zu langen Wartezeiten führen. Dies sollte bei der Anwendung beachtet werden, da auch die entstehende Matrix einen nicht unerheblichen Bedarf an Arbeitsspeicher benötigt (vgl. Inverses Problem - Probleme).

Die Oberfläche ist in zwei Bereiche unterteilt. Im rechten Teil befindet sich die Steuerleiste zum Eingeben der Parameter. Im linken Teil des Fensters befindet sich die Ausgabe. Beim Start des Programms sind bereits Parameter vorgegeben. Falls diese beibehalten werden sollen, dann kann die Simulation sofort über den Start-Button gestartet werden.

Zum Ändern der Parameter wird die Maus in das Feld bewegt. Durch einen Mausklick wird das Feld aktiviert - der gewünschte Wert kann eingetragen werden.


Abbildung 18: Benutzeroberfläche des direkten Problems

 
   
     
Bedeutung der Parameter
     
  Größe - Mit diesem Parameter wird die Größe des Objektes angegeben. Dabei ist zu beachten, daß der eingegebene Wert quadratisch in das Ergebnis einfließt. Der Wert 4 erzeugt einen Körper von 8 ×8 Pixeln.
   
  Schritte - Der Parameter ,,Schritte'' gibt an, in wieviel Schritten das Strahlenbündel das Objekt umkreist. Der Wert 4 bewirkt somit eine Messung im Abstand von 90°.
   
  Intensität - Durch die Angabe der ,,Intensität'' kann die Größenordnung der Schwächungswerte geändert werden. Das Verhältnis Eintritts-Austrittsintensität bleibt trotzdem erhalten.
   
  Spreizung - Die Quelle sendet gewöhnlich mehrere Strahlen aus. Durch die Wahl des Parameters kann der Überdeckungswinkel des Strahlenbündels bestimmt werden. Dabei bezieht sich die Angabe in Grad auf den Winkel zwischen den beiden äußeren Strahlen.
   
  Strahlen - Neben dem Zentralstrahl können weitere Strahlen erzeugt werden, um Meßergebnisse aufzunehmen. Der Wert 9 erzeugt zusätzlich zum Zentralstrahl 8 weitere Strahlen. Bei der Angabe der Strahlen ist auf einen ungeraden Wert zu achten.
   
  Startwinkel - Durch die Angabe dieses Parameters kann bestimmt werden, wo sich die Quelle zum Zeitpunkt des Starts befindet. Die Angabe von 90° positioniert die Quelle genau senkrecht über dem Objekt.
     
 
   

Neben der Möglichkeit zur Veränderung der Parameter wurden noch zwei Schalter eingerichtet. Durch Klicken mit der Maus auf das jeweilige Kästchen können diese aktiviert bzw. deaktiviert werden. Der erste Schalter ist der Animation-Schalter. Wenn dieser aktiviert wird, kann der Benutzer die einzelnen Rechenschritte der Simulation beobachten. Da dies jedoch zeitaufwendig ist, sollte - falls nur die Schwächungsintensitäten gesucht sind - auf diese Option verzichtet werden. Darunter befindet sich ein Schalter, der mit Verlauf gekennzeichnet ist. Durch die Aktivierung kann nach durchlaufener Simulation eine Schwächungskurve dargestellt werden. Die berechneten Daten können in einer Matrix fest abgespeichert werden. Dazu ist nach beendeter Simulation der Export-Button zu drücken. Die Daten werden in der Datei »direct.mat« gespeichert.

Statuszeile Im unteren Teil der Ausgabefläche befinden sich noch zwei Statuswerte, die dem Benutzer einen Überblick über den aktuellen Stand der Simulation liefern. Die Ausgabe des step-Wertes gibt die Anzahl der Schritte an, die schon abgearbeitet wurden. Mit Hilfe des time-Wertes kann die benötigte Rechenzeit des Programms kontrolliert werden.

 

  Interface - inverses Problem  
    Für die Berechnung des inversen Problems wurde die Oberfläche nur in einzelnen Teilpunkten geändert. So kann der Benutzer zum Beispiel sein Objekt vorgeben, daß direkte Problem lösen und anschließend aus den sich ergebenden Werten das inverse Problem lösen.


Abbildung 19: Benutzeroberfläche des inversen Problems

Grundlegend wurden folgende Punkte gegenüber der Oberfläche vom direkten Problem geändert.

  • Die Parameter werden deaktiviert, da diese für das inverse Problem nicht benötigt werden, zumindest beim Import von Meßdaten.
  • Um dem Anwender die Möglichkeit des Ladens einer vorgegebenen Datei zu ermöglichen, wird der Export-Button in einen Load-Button umgewandelt. Weiterhin existiert ein Solve-Button, der den Start-Button ersetzt.
 
       
"Computertomographie" | Alexander Croy | Ivo Kabadshow | 10-06-02