3D billeddata bliver stadig mere tilgængeligt, både fra store faciliteter som synkrotron- eller neutronkilder og fra laboratorierøntgenskannere. Denne evne til at "se" ind i den indre struktur af materialer, på en ikke-destruktiv måde, åbner en bred vifte af muligheder for at forstå og forbedre materialers strukturydeevneforhold. Det er dog kun begrænset information der kan opnås ved blot at "se". For fuldt ud at udnytte 3D billeddata er der brug for beregningsmetoder til systematisk måling og analyse af materialestrukturen kvantitativt. Disse parametre indbefatter fasefraktioner, partikelstørrelsesfordelinger, grænsefladearealer, netværkskonnektivitetsegenskaber og fysiske egenskaber simuleret gennem finite element-metoden.
Ved at udføre et røntgentomografieksperiment i laboratoriet lærer den studerende, hvordan man optager 3D data. Kurset giver den studerende førstehåndserfaring med at behandle og analysere 3D billeddata via beregningsmetoder. Dette vil ske gennem implementering af en 3D-billedbehandlingpipeline, der måler strukturelle parametre af et materiale. Nogle materialespørgsmål kræver skræddersyede beregningsmetoder til at studere og besvare. Dette kursus giver den praktiske programmeringserfaring, der muliggør implementering af skræddersyede metoder eller forbedring af eksisterende metoder.
Der findes flere kommercielle og open-source-softwarepakker til udtrækning af kvantitativ information fra 3D-billeddata. Et centralt fokus i kurset er at gøre den studerende i stand til at vurdere nøjagtigheden og anvendeligheden af en given beregningsmetode under forskellige omstændigheder og at undgå hyppige faldgruber inden for 3D-karakterisering. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Forklare hvordan et x-ray tomografieksperiment udføres
• Visualisere 3D billeddata
• Forklare vigtigheden af og udfordringerne omkring nøjagtig billedsegmentering
• Vurdere om/hvornår 3D-billedbaseret materialekarakterisering er hensigtsmæssig at bruge
• Implementere beregningsmetoder til karakterisering af 3D-strukturer
• Designe og implementere beregningsmæssige tests for at måle nøjagtigheden af en 3D karakteriseringsmetode samt dens følsomhed over for billedkvalitet og billedbehandlingsparametre
• Teste og evaluere nøjagtigheden af metoder implementeret i kommerciel/open-source software
• Konstruere et program, der udtrækker materialestruktur parametre fra 3D billeddata

Kurset består af korte forelæsninger, computerøvelser, plenumdiskussioner, dataindsamling i laboratoriet og et afsluttende projekt. Forelæsningerne giver korte introduktioner til nye emner og centrale begreber. Øvelserne er primært programmeringsbaserede og består i at implementere og analysere egenskaberne af forskellige metoder i små grupper. 3D-data indsamles ved et kort forløb i Imaging centeret. Den sidste del af kurset er et gruppeprojekt om et problem fra en foruddefineret pulje af problemformuleringer eller en selvvalgt problemformulering. Kursusmaterialet vil være tilgængeligt i form af noter, dias, artikler og andre online ressourcer. 06. december, 2018