“三维数据场整体显示技术的研究”通过国家教委鉴定

“三维数据场整体显示技术的研究”通过国家教委鉴定目前，由计算机科学与技术系承担的国家自然科学基金项目“三维数据场整体显示技术的研究”通过了国家教委组织的技术鉴定。三维数据场整体显示是实现科学计算可视化的核心技术之一，它可以在计算机屏幕上显示出三维空间...     

基于工业CT图像的可视化研究

工业CT图像三维可视化能够对工业构件提供真实、直观的反映。体绘制技术可以显示工业CT三维数据的整体特征和内部细节信息。根据光线投射算法的特点,采用对原始数据场进行最大熵原则的预处理的方法,加快了绘制速度,在一定程度上改进了光线投射算法。取得了较好的显示效果。     

三维数据场体绘制研究进展

三维数据场的体绘制技术具有重要的学术意义和应用价值,已成为计算机图形学的一个热点研究方向。介绍了体数据场按物理特征和几何特征的分类,综述了三维数据场体体视化的两类绘制算法——面绘制和直接体绘制,描述了各种体绘制算法的基本思想,分析比较了相应的关键技术,详细讨论了体绘制技术的最新研究进展.     

关于三维地震可视化的分析

在地质开采、石油勘探、地形模拟等领域,可视化技术有着十分重要的意义.应用三维地震数据可视化技术,可以对原始地震测井数据做出正确解释,从而得到石油资源是否存在、位置和储量等重要信息.可视化过程主要分为:数据预处理、映射、绘制、显示四步.数据预处理主要对原始数据进行规则化处理,使其满足可视化数据要求;映射是将处理过的数据映射成几何数据,即进行几何构造建模;绘制的过程将几何数据变换成图像数据;显示过程即将图像数据显示出来.可视化绘制算法可以分为面绘制(Surface Rendering)和体绘制(Volume Rendering)两大类,体绘制技术是一个重要的研究方向,具有较大的研究价值和应用前景,体绘制的传统算法是光线投射法,本文结合地震数据的特点.对该算法进行改进,然后对改进算法的性能进行了评价,得出减少重新采样的计算量是提高体绘制算法效率的有效方法.     

三维规则数据场交互式可视化系统的研究与实现

三维数据场可视化是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,其应用非常广泛。本文设计实现了三维数据场交互式可视化系统。该系统中,根据科学计算得到的体数据利用OpenGL绘制出了真实感图形。在体数据可视化的基础上,该系统实现了三维模型的交互式操作,实时生成体数据切片和体数据的等值面并显示。实际应用证明,该系统中所使用的相关技术和算法具有重要的实用价值。     

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.     

三维地震数据体的切片播放算法

目前三维数据可视化技术已经广泛应用于地震解释中,而绝大多数的三维地震解释,是通过数据体的切片实行的。切片显示步骤是:确定切面多边形、对数据体的重采样和图像合成、切片的图像绘制。并且通常需要对切片实现播放、缩放等操作,此时,对于有限的内存采用传统的方法实现庞大的三维地震数据体的切片播放是相当的困难的。文章提出了一种将三维地震数据进行分块存储及显示的技术,即三维数据的砖块组织结构,并建立了快速索引机制,及砖块结构的调度算法。实验证明,该算法对三维地震数据切片的播放具有实时性及高效性。     

基于TChart的大坝位移场可视化

为了从整体上了解坝体位移规律,提高监测资料的分析效率,借助Delphi开发环境,提出了一种运用TChart控件来实现大坝三维位移场可视化以及交互操作的有效手段.即将大坝位移测点及监测数据构成的体数据,以等参单元形函数插值生成坝体位移的3D规则数据场,再根据位移值大小赋予相应部分的颜色并设置Chart和Series相关属性,继而调用TChart的相应图件进行图像的绘制与编辑.结合某坝实测数据,将这些方法与技术集成实现,取得了良好效果,说明了TChart控件在大坝位移场可视化技术研究中的有效性.     

基于混合数据场的快速体绘制算法

为了突出人体重点器官的显示，提出了一种新颖的基于混合数据场的快速体绘制算法，从原始的三维数据中提取重要的结构，然后将原始三维数据中非重点的部分转换为梯度数据，构成混合数据，从而对混合数据进行体绘制，结果表明，该算法可以加快体绘制速度同时改善重点器官的显示效果。     

交互式动态体三维显示关键技术

研究了交互式动态体三维显示的关键技术,包括三维数据体素化、体素激活、体空间生成和人机交互等,实现了体三维显示系统样机.其中,采用体立方栅格(BCC)采样策略以减少体素化生成的体显示数据,以数字微镜器件(DMD)作为空间光调制器(SLM),并针对DMD设计了二值切片的快速激活算法;分析了基于旋转螺旋面的体三维空间生成方法,并将基于隐马尔科夫模型(HMM)的动态手势控制应用于交互式体三维显示系统.针对原理样机设计的各组实验表明,BCC体素化策略减少了40%以上的体显示数据,基于DMD的切片快速激活算法使得在500mm×250mm半圆柱形成像空间内显示的三维图像刷新率达16Hz、并且可以选择任意视点裸眼观看,准确率超过93%、响应时间低于40ms的动态手势识别算法能够较好地实现实时交互式体三维显示.     

医学人体数据三维可视化方法的研究与实现

结合医学图像三维可视化的两种方法：表面绘制方法和体绘制方法,采用了一种混合绘制方法,在微机上实现了医学断层图像序列的三维重构,既克服了表明绘制不能体现内部数据的缺点,又从一定程度上解决了人体绘制的速度问题。在此基础上,研究了对任意剖面数据进行检索的算法,通过对层间数据的插值,可以从任意角度和位置来观察剖面的形状、大小、颜色分布等各种病理特征,对临床诊断有重要意义。     

基于AHP-模糊评价法的化工企业风险分级管控研究

针对传统技术应用在网络推广平台上时,无法将推广平台中的图形转换为数据,从而导致平台反应时间较慢的问题,提出一种计算机图形图像绘制技术在网络推广平台上的应用。使用绘制技术处理平台内的原始图像,利用非数据集表示展示图形,利用形态运算不断复合集合处理非数据集,计算出平台图像布局数据,映射处理平台的纹理空间,计算得到图像纹理特征的表达数据,采用体绘制算法中的内插计算,采样转换平台图像数据,完成计算机图形图像绘制技术在网络推广平台的融合分析。实验结果表明:与应用了传统技术的网络推广平台相比,应用了计算机图形图像绘制技术的网络推广平台可以将展示内容图片转换为数据,减少了展示平台的反应时间。     

医学CT图像三维可视化系统的研究与开发

为开发符合医学数字成像与通讯(DICOM)标准的医学计算机断层扫描(CT)图像三维可视化系统,探讨了DICOM文件系统的结构和解析方法、医学CT图像窗宽/窗位调节技术及其三维可视化算法,描述了系统的结构和各功能模块的实现方法.通过对医学CT图像三维可视化软件的开发,比较了表面绘制和体绘制的特点,成功而有效地实现了符合DICOM标准的医学CT图像的三维可视化,为影像诊断提供了形象直观的技术方法,具有广泛的临床应用价值.     

医学CT断层图像三维重建的Matlab实现方法

介绍了运用Matlab软件进行CT断层图像的三维重建的原理及实现方法.运用计算机图形学和图像处理技术将计算机断层扫描(CT)等成像设备得到的人体断层二维图像序列,在计算机中重建成三维图像数据,并在屏幕上形象逼真地显示人体器官的立体视图.可以对重构出的器官图像进行诸如旋转、缩放等操作,重建方法简单,显示效果良好.     

基于稀疏噪声的Volume LIC GPU加速绘制技术

二维线积分卷积(Line Integral Convolution,LIC)绘制技术通过纹理线条和颜色变化能够细致、有效地表现二维矢量场的速度、方向以及数据相关性等特征信息,但二维LIC绘制方式扩展到三维矢量场时,由于三维矢量场本身的空间特性容易造成纹理单元之间产生严重的视线遮挡问题,影响对三维矢量场内部特征的观察分析。提出了一种基于稀疏噪声纹理生成的Volume LIC可视化方法,对于普通的白噪声采用Halton序列控制噪声点分布,并通过高斯滤波核滤除高频区域来生成稀疏高斯噪声。在LIC纹理计算中滤波卷积部分提供了两种核函数:基于盒形卷积核函数用于提高卷积速度,基于三角形卷积核函数用于提高绘制质量。整体算法采用GPU硬件加速机制,在噪声纹理采样时利用GPU顶点颜色线性插值功能和片元计算方法有效加速LIC纹理生成过程,并将卷积噪声和流场数据作为纹理传入GPU,采用光线投射算法加速实现纹理三维绘制显示,提供多种有效的交互分析手段查看流场内部特征。实验结果表明该算法生成的三维纹理图像清晰,绘制效率高,能够有效缓解三维复杂流场卷积数据过多时引起的视线遮挡现象,具备良好的可视化效果。     

一种改进的光线投射算法

光线段射算法是体绘制中常用的方法,但是其绘制速度较慢,图像质量也不是很理想。通过利用模糊阈值分割技术将整个三维数据场分类为边界区域与非边界区域,然后采用模糊增强运算进一步降低模糊性。最后再进行采样点的计算及图像的合成。实验结果表明,此方法既能提高绘制的速度,又能保证绘制质量。     

基于视窗采样的大规模三维电磁环境可视化

目前三维电磁环境可视化大多针对局部地形区域,为了实现大规模场景三维电磁环境的可视化,提出了一种基于视窗采样的体数据组织方式。通过提取视窗所显示的数字地球经纬度范围,确定三维电磁环境的绘制区域,进行等间隔采样并使用Longley-Rice电波传播模型计算得到体数据。采用面绘制的方法对大规模场景三维电磁环境进行可视化。采取基于频域、时域的展示方法对三维电磁环境进行实时动态的展示。实验结果表明,能够较好地展示大规模场景三维电磁环境的整体特征和局部细节,体数据计算速度相比传统方法取得了一定提高。     

一种基于三维体数据的医学图像融合新方法

传统的医学图像融合技术是基于严格配准基础上的二维影像融合,对于两个具有不同扫描和成像参数的影像具有极大的局限性.本文提出的基于三维体数据的医学图像融合技术以三维重建为基础,对重建后的三维体数据,经三维几何和观察变换,达到空间位置上的重合,然后对变换后的两个体数据直接进行融合.在此基础上,按照解剖学结构,设置任意的解剖面对融合体数据进行截取,可以得到任意剖面的二维融合结果.三维融合技术不仅可以解决二维融合技术多模图像间分辨率不同的问题,而且可以避免二维融合技术中多模图像间配准误差的问题.研究证明,使用该方法不仅融合的结果更加准确有效,而且无需配准,适用于任意的医学成像设备的影像融合.     

基于矢量量化压缩的大规模体数据直接绘制

针对大规模体数据通常不适合于硬件三维纹理加速绘制的问题,使用基于区域分裂的LBG算法对大规模体数据进行矢量量化压缩,使得其压缩编码适合硬件纹理空间大小.并在图形硬件的可编程渲染器中对压缩后的三维纹理体数据进行实时地矢量解码和绘制,在解码过程中通过设定掩码纹理给出了大规模体数据的局部感兴趣区域的体绘制.实验结果表明,在不同压缩比和信噪比下,大规模体数据绘制的图像仍然具有较高的质量且维持高帧速率,绘制性能满足实时交互.     

三维爆炸场冲击波检测与可视化

根据冲击波的物理属性及其在数值模拟结果中的特点,将压力场转换为压力梯度场;然后在压力梯度场的体绘制过程中,通过合理设置空气介质的传递函数,实现了三维爆炸场冲击波特征的检测与可视化处理. 为了提高可视化效率,对基于光线投射的体绘制过程,采用查找表和包围盒等技术进行了加速处理. 算例测试结果表明,本文方法可以清晰展示三维爆炸场的冲击波特征.