基于PC系统的快速体绘制实现

由于体绘制算法需要强大的计算能力，通常在PC系统上难以实现满足交互式应用的绘制速度，因而阻碍了其应用普及。该文使用Shear-Warp体绘制算法，结合Intel公司的SSE2扩展指令对整个绘制过程进行加速，实现了基于中高档PC系统对256*256*256体数据的实时快速体绘制技术。     

细节增强的多功能混合体绘制光照模型

多功能混合体绘制光照模型是传统体绘制的扩展,它不仅可以绘制离散点的光照效果,而且也可以很好地绘制同质区域点的集合效果.但是,这种混合以后的光照模型不仅会在光照效果上有所减弱,而且需要调整的参数数量过大,必须通过手动调节多个参数才可以进行光照的增强.针对混合体绘制光照模型中光照减弱和调整参数过多问题,提出一种细节增强的多功能混合体绘制光照模型,在混合体绘制光照模型中引入曲率的概念,根据曲率与光照强度的对应关系对混合体绘制光照模型中的Phong光照模型进行改进,以提高绘制效果.通过几组体数据的实验结果表明,该方法不仅可以很好地提高多功能混合体绘制光照模型的细节表达,更好地辨别物体的形状特征,而且减少了手动调节参数的操作.     

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。     

一种基于离散点的真实感图形绘制算法

曲面造型通常所采用的是基于三角形或多边形的表示方法，该方法存在着一些不足之处，文中对真实感图形生成过程进行了研究，提出了一种基于离散点绘制景物的新方法。景物由一组离散点集合表示，每个离散点包括坐标、颜色、法线、深度等。论述了基于离散点的实体造型、取景变换、消隐和光照等，并且在实践中进行了验证。     

滴定曲线绘制和线性滴定的计算机方法

本文基于滴定曲线方程导出了滴定曲线绘制模型和线性滴定计算模型,可用于编制各种滴定体系通用程序。文中以绘制沉淀滴定曲线为示例,列举其IBM—PC BASIC程序和框图。     

基于点的绘制方法研究

提出一种基于点数据的非网格绘制方法,对点数据不需进行网格化.如果已知点的法向,则对点数据直接进行绘制;如果不知点的法向,则通过近似计算,获取绘制时所需要的法向量.对绘制时可能由于点密度不足而产生的空洞,提出一种对点数据进行局部加密的方法加以解决,并模拟画家的绘画手法对由点数据生成的图像进行处理,以增强视觉效果.     

一个基于波动光学的光栅衍射光照模型

把波动光学的多缝Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ衍射理论应用于计算机真实感图形生成，通过在Ｗｈｉｔｔｅｄ光照模型上增加一项光栅衍射光亮度，建立了一个基于波动光学的光栅衍射光照模型，只要给定光栅的刻槽密度和几何尺寸，依照该模型就可逼真地绘制出光栅的衍射效果，这是传统的基于几何光学的光照模型所无法做到的。     

基于笔划绘制方法研究概述

概述非真实感图形绘制技术的基于笔划绘制方法(SBR)的原理以及SBR的优化算法和贪婪算法,其中优化算法通过反复的绘制笔划然后调整它们的位置以使目标函数值最小,贪婪算法通过不停的绘制笔划使其与目标图像相匹配.SBR的研究才刚刚起步,还需要更深入的研究和探讨.     

景物空间的镜面反射(折射)现象绘制方法

为了提高视点相关的镜面反射(折射)现象的绘制速度和绘制质量,提出了计算任意曲面反射(折射)光学映射虚物体的方法。该方法根据实际物体在反射/折射体中所成的像创建虚物体,利用图形加速硬件像处理实际三维物体一样绘制这些虚物体,将得到的关于虚物体的图像与实际反射/折射体的图像相混合,就可以得到有反射/折射效果的最终图像。实验结果表明:该方法可以克服光线跟踪方法当空间点采样不足时所带来的走样问题。该方法利用图形硬件加速,提高了绘制的速度。     

基于图形硬件加速的并行绘制

并行方法是绘制大规模复杂场景的真实感图形的有效手段之一。特别是随着图形加速硬件的普及和性能提高,基于图形硬件加速的并行绘制成为当前的研究热点之一。本文介绍了目前主要的基于图形硬件的并行绘制技术,并对这些方法的特性分别进行了论述。最后,指出了这类方法的优点以及存在的问题和解决方案。     

高斯衰减体绘制

为了解决医学数据中感兴趣组织易被非感兴趣组织遮挡的问题,提出了一种高斯衰减体绘制方法。首先对感兴趣组织进行空间定位,以快速确定观察区域。然后根据当前采样点与定位点连线和投射光线的夹角,以及当前采样点到定位点的空间距离来构建高斯衰减函数。最后将该高斯函数作用于当前采样点的不透明度。可以有效地减弱非感兴趣组织对感兴趣组织的影响和遮挡,突出感兴趣组织的空间结构信息。实验结果表明,方法具有简洁高效的人机交互,且对感兴趣区域可以进行有效地增强显示。     

基于可编程GPU的快速体绘制技术

新一代的图形显示硬件集成了以图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)为核心的可编程顶点着色器和可编程像素着色器,为实现实时体绘制技术提供了硬件加速支持.该文首先分析了可编程GPU的绘制流水线、硬件体系结构和快速绘制原理.最后基于可编程GPU实现了医学体数据的快速最大密度投射体绘制方法.实验表明,采用GPU的可编程像素着色器进行体绘制所需要的时间明显地少与不用GPU的可编程像素着色器进行体绘制所需要的时间.     

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％.     

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。     

一种大规模体数据压缩体绘制策略

针对基于GPU的大规模体数据直接体绘制过程中遇到的显存不足的问题,提出了一种大规模体数据的压缩绘制策略.该策略结合小波变换和分类矢量量化进行数据压缩,采用基于GPU的光线投射算法进行绘制,在绘制时,只解压变换当前绘制所需要的极少数数据,并结合多分辨率绘制,实现实时交互.基于CUDA的实验表明:该压缩绘制策略有效解决了显...     

基于模块化设计的三维医学图像体绘制方法

为了提高三维图像的视觉效果和重建效率,提出一种基于模块化设计的三维医学图像体绘制方法．该方法将图像分割模块与体绘制有机地结合起来,并基于混合型链结区域增长与聚类分析的分割方式,来解决在实际应用中旋转观察时存在的障碍物体干扰问题．同时,基于Raycasting算法,对重构核进行改进设计：用包围盒选择与动态调整采样步长的重采样方法来提高重建效率;通过旋转光源和视角,对感兴趣的区域进行采样重建．实验证明该方法不仅效率高,而且显示效果好．     

基于硬件纹理体重建的切割算法

在硬件纹理加速体重建算法的基础上,提出了两种模拟三维数据切割的方法:利用深度缓存实现和利用离散距离场实现.由于使用了图形硬件加速,所提出的算法达到了交互速度,可以应用在手术模拟等诸多三维切割应用中.     

基于三维纹理的雷达探测概率直接体可视化

针对面绘制技术表现雷达探测效能不充分的缺陷,提出了基于三维纹理的雷达探测概率直接体绘制可视化算法。针对雷达探测数据分布不均匀、重要性不一致等特点,提出了颜色传递函数的设计准则,以此基础设计了传递函数表达式。通过高级传播模型计算三维雷达探测信息,并使用传递函数将其映射成不同的光学成像参数。建立了计算视觉效果最差情况的角度模型,通过实验方式验证了使用3个备选切片方案代替实时计算采样多边形方法的可行性。仿真结果表明:与面绘制方法比较,文中算法不仅能直观地表现雷达探测范围的整体信息,而且还能清晰地展示雷达探测三维数据场的内部细节。