医学图像三维重建Splatting体绘制的研究与改进

采用Splatting(抛雪球)体绘制法对医学图像进行三维重建.论述了体绘制和Splatting算法的成像理论,分析了Splatting算法的重建误差,并对Splatting算法的图像合成进行了改进.使用Visual C++和OpenGL,实现了改进的Splatting体绘制算法,消除了Splatting体绘制中的条纹现象,取得了较好的成像效果.     

一种基于体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法

为了实现一种更好的虚拟内窥镜算法，在分析虚拟内窥镜和体数据可视化方法的特点的基础上，提出了一种基于透视投影体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法。该算法运用了动态数据精简技术，提出了视点3D漫游路径的快速自动生成方法和交互式内窥显示方法，能方便医生实时观察与诊断。并对传统面绘制中的光照计算加以修改，应用于内窥体绘制过程，以生成3D效果逼真的虚拟内窥镜图像。在微机平台上实现的基于体绘制的虚拟内窥镜系统，验证了该算法的实时性和所生成图像的质量。     

基于scan-buffer三维不规则数据场的直接体绘制技术

针对三维有限元模型不规则数据场的特点 ,在直接体绘制算法的基础上 ,提出了一种基于scan buffer、适合多种有限元单元类型的算法 ,讨论了数据场到密度场不同的映射函数对绘制效果的影响 ,提出了适合于有限元数据场的几种映射模型     

利用 AutoCAD 软件绘制体视图方法

根据体视投影的基本原理,把ＡｕｔｏＣＡＤ的视窗功能、针对视窗的图层控制功能、在｀图纸空间隐线的功能等加以综合应用,实现体视图的自动绘制。叙述了ＡｕｔｏＣＡＤ绘图软件绘制各类线框型体视图的方法,诸如互补色体视图、镜像体视图、分离型小幅面体视图、体视挂图及体视影胶片。     

一种基于Phong模型的体绘制明暗度快速算法

高效，精确地完成三维医学图像数据（如CT，MRI等）的体积显示，有助于医生对感兴趣的病灶部分或器官形成直观的认识，从而做出诊断或手术计划，针对体绘制的一个重要环节－明暗度的处理，提出了一种基于球面三角化的快速算法，其速度较传统的明暗度处理方法快近2倍，同时大大节省了中间数据的存储量，有利于在微机上实现，误差分析和实验结果表明，所提出的快速算法绘制质量与传统方法没有明显差异，具有可行性。     

基于图像处理器的EWA Splatting体绘制加速算法

提出了利用目前的图像处理器（GPU）的点块纹理、帧缓存对象（FBO）和可编程功能来加速实现EWA Splatting的体绘制算法.该算法直接以采样点作为代理几何,利用光线投射在GPU中求取每个像素点的所对应三维纹理坐标,同时用一个近似低通滤波器代替高斯滤波器.试验结果表明,所提出的算法可以应用于高质量的交互科学计算可视化.     

一种基于移动设备的医学图像体绘制方法

针对移动设备硬件局限性,提出一种新的纹理切片体绘制方案,利用最新支持移动设备的OpenGL ES 2.0接口的图形处理能力,精心地设计体绘制着色程序,完全避免复杂的计算和条件分支,较好地解决了实现医学图像交互式体绘制速度慢的问题。通过在不同的设备上和不同的场景下进行实验,表明本文的方法可以使绘制帧率提高一倍左右。     

基于工作站机群的并行频域体绘制

体绘制是三维数据场可视化中的一类重要算法，近年来人们分别通过对频域技术和并行技术的研究和应用使得这类算法有了很大的提高，然而迄今为止，这两个方面的成果仍然没有能够有机地结合起来。有鉴于此，本文介绍了一个基于工作站群机环境的并行频域体绘制算法。由于该算法充分发挥了频域技术和并行技术的优点，有效地提高了绘制速度。已在一个工作站机群环境中具体实现。对于该算法的各方面性能，文中都给出了详细的测试统计数据。     

基于VTK的体绘制三维重建方法

Visualization Toolkit是一个面向对象的可视化类库,它为从事可视化应用程序开发的广大科研工作者提供直接的技术支持,VTK具有强大的可视化功能和图像处理功能。本文介绍了VTK的机制框架和体绘制原理,在VC 的编译环境下实现医学图像的三维重建。     

一种实现空中显示和虚拟交互的体绘制方法

为了不受限制地在三维空间中直接观测体数据三维可视化结果,并且进行非接触式交互,提出了一种空中显示和虚拟交互的体绘制方法,将空中显示和虚拟交互结合应用到光线投射体绘制算法中,并在此基础上设计了一种体数据空中显示和虚拟交互的系统.实验结果表明医学影像体数据绘制图像能够很好在空中显示,而不依赖于任何的显示载体,空间真实感强烈.同时,能够通过体感感知检测手势实现非接触式交互,交互方式灵活自然,对观测者限制小.     

基于多分辨率的splatting算法改进

本文对Splatting算法重采样过程中的的重构函数进行了研究和比较,给出了选择的标准和结论,提出了一种新的基于多重构核的体绘制方法,利用了数据的相关特性,在没有大幅度降低绘制速度的前提下,提高了图像在不同应用场合的整体质量.最后,给出了相应的仿真程序.     

基于矢量场自适应采样算法的图像体绘制技术

针对医学数据体绘制的特点,研究了体数据矢量场的变化特征,分析了采样频率与矢量场的关系,提出基于矢量场的自适应采样算法,对重建图像贡献最大的数据区域采用高频采样,对其贡献小的数据区域采用低频采样,从而自适应地控制采样步长,提高了重建性能.研究结果表明,自适应采样算法在重建效果不受影响的前提下,将重建速度提高约30％～60％.     

一种八叉树编码加速的3D纹理体绘制算法

针对后分类3D纹理体绘制算法在数据量较大或片元着色程序较复杂时绘制速度较慢的问题,提出了一种基于八叉树编码的加速算法.首先设置八叉树的高度,并根据空间位置对体数据逐层剖分,然后构建八叉树,用八叉树结点来保存生成子块的相关信息,最后遍历八叉树来实现空间跳跃,减少了在体数据内采样生成的片元数量,从而缩短了GPU对片元进行着色、测试、混合等处理的时间.实验结果表明,该算法可应用于不同片元程序的纹理体绘制中,绘制速度均在10帧/s以上,与自适应分块加速算法相比,该算法能获得平均3.7的高加速比.     

基于PC图形卡W-Buffer的交互直接体绘制

提出一种基于PC图形卡W Buffer的交互光线投射算法,这是一种面绘制与体绘制结合的快速体绘制方法.首先用3D分割等方法提取边界体素或用MarchingCubes等算法提取等值面,然后利用图形硬件预先投影这些边界体素或等值面以产生深度信息,最后由光线投射模块根据W Buffer中的深度信息快速找到实际等值面的位置,进行采样、着色、不透明度与颜色合成等渲染工作.这一方法不仅显著地加快了成像速度,而且不降低图像质量.实验结果表明,用该算法在PC机上以200×200分辨率渲染时,能达到10帧/秒的速度,基本满足虚拟内窥镜系统的动态导航和高质量图像要求,具有较大实用价值.     

基于八叉树的体绘制早期射线终止算法

早期射线终止是实时体绘制重要的加速算法之一。针对现有的算法中体数据逼近困难,需要大量的预运算时间等缺点,提出一种改进算法,基于八叉树的体数据表达,按视线方向从前向后的次序遍历八叉树,获得射线终止信息,再以深度缓冲剔取实现早期射线终止。算法对体数据逼近精确,无需预运算,加速绘制效果明显,且无损最终图像质量。     

一种应用于农作物生长过程的快速体绘制算法

以科学计算可视化中的体绘制技术为中心，分别介绍了该技术的基本概念及所采用的常用体绘制算法，并结合一种农作物的生长情况研究了一种具体的体绘制算法，实现了对该作物所处温度的实时反映。实现过程中，利用了OpenGL图形平台，简化了算法实现过程，加快了算法的效率。     

A Scalable Data-Distributed Algorithm for Volume Rendering on Parallel Virtual Machines

IntroductionVolume rendering is an essential method forexploring the inner structure of complex3- D data.One of the classic volume- rendering approaches isthe so- called ray- casting algorithm. In thisalgorithm,each image pixel is rendered accordingto a ray which is emitted from the pixel and isoriented towards the observation direction. Thecomputations along each ray consist of two typicalphases:resampling of the3- D data followed by thecolor composition. Unfortunately,both phases aretime c…