基于Ray-casting的實時三維融合繪制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，科學(xué)計算可視化已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、地質(zhì)勘探、氣象學(xué)、分子模型構(gòu)造和有限元分析等領(lǐng)域。然而，采用傳統(tǒng)的科學(xué)計算可視化算法，得到的重建圖像視覺效果單一。本文主要研究三維圖像融合方法，將多個三維重建后的圖像融合在一起顯示，從而充分地反映體數(shù)據(jù)的內(nèi)部特征。
　　 本文取得的主要研究成果與創(chuàng)新點如下：
　　 為了提高體數(shù)據(jù)分割的速度和實用性，本文提出了基于光線投射的等值面分割方法。根據(jù)光線在穿過體數(shù)據(jù)時，各

2、個位置處的密度值不同，可以在體數(shù)據(jù)中劃分出若干個等值面，從而實現(xiàn)體數(shù)據(jù)的分割。實驗結(jié)果表明，該方法不僅繪制速度快，滿足實時性，而且可以有效地分割體數(shù)據(jù)。
　　 為了在重建圖像中能夠直觀地反映體數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，本文提出了基于光線投射的區(qū)域融合體繪制技術(shù)，將等值面分割后的體數(shù)據(jù)進行融合顯示。融合后的圖像在焦點區(qū)域上實現(xiàn)“霧”狀的半透明效果，突出體數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；在背景區(qū)域的外表面上實現(xiàn)不透明效果，提供體數(shù)據(jù)的外部結(jié)構(gòu)信息。實驗結(jié)果表

3、明，這種顯示效果可以直觀地反映出體數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)。
　　 傳統(tǒng)的體繪制方法在重建體數(shù)據(jù)時，只能采用單一的繪制方式重建體數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)，難以顯示體數(shù)據(jù)復(fù)雜的內(nèi)部特征。針對這一局限，本文提出了基于光線投射的雙層融合繪制技術(shù)，能夠以不同的繪制方式重建出體數(shù)據(jù)的各個結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明，得到的融合圖像能反映出更豐富的體數(shù)據(jù)內(nèi)部信息。
　　 基于光線投射的融合繪制技術(shù)是利用圖形處理器實現(xiàn)的，可以快速地繪制出體數(shù)據(jù)，滿足實時性要求。融