基于工业ct数据场的三维可视化技术分析

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1、中北大学学位论文基于工业CT数据场的三维可视化技术研究摘要工业CT图像的三维可视化技术综合了计算机图形学、计算机视觉和计算机图像处理等学科，是计算机科学可视化的重要组成部分，也是无损检测领域的一门重要技术。它运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据转换为图形及图像在屏幕上三维显示出来，同时解决了工件内部缺陷无法立体显示的难题，并能够进行任意方向剖面观测的交互式处理。因此它不仅在理论方面有重要的意义，而且在实际应用中也具有重大的意义和应用价值。本文对三维数据场可视化的关键技术进行了研究，对面绘制和体绘制技术的

2、相关内容进行了详细的介绍，包括绘制的概念、特点、过程。接着分析了几种绘制中典型的算法，概括了它们的改进之处，同时又对它们的性能进行了评价，得出提高绘制算法效率的有效方法，并结合绘制技术实现的过程，总结出了绘制技术加速的一般思想。最后采用了一种基于移动立方体算法的快速面绘制算法和一种基于光线投射算法的快速体绘制算法。针对MC算法的缺点进行改进和优化，采用一种基于相似性区域分割的三维工业图像表面重建算法。根据工业图像特点采用相似性区域分割方法，实现了准确分割，并利用分割结果精确地提取等值面。同时，运用渐近线判别法解决了原有算法的

3、二义性问题，改善了生成图像的质量。针对光线投射体绘制算法存在的运算量大，绘制速度慢的问题，采用一种在光线投射体绘制过程中对工业CT断层图像原始数据场进行二维最大熵阈值分割预处理的改进，利用二维直方图熵最大化确定阈值的范围，寻找参数的最优组合，结合阈值面积消除法滤除一些噪声将图像二值化，减少重建体数据量，加速光线投射的效率，提高了绘制速度。关键词：三维可视化，面绘制，体绘制，移动立方体，光线投射中北大学学位论文ResearchforThreeeeDimensiona‘VisualizationenslOnaIVsuazatiO

4、nIeCtlnologyBasedonlCTDataFieldAbstractThethree—dimensional(3D)visualizationtechnologyofindustrialcomputerizedtomography(ICT)isacomprehensivetechnologydevelopedinthebaseofcomputergraphics，computervisionandcompmerimageprocessing．Thistechnologyisanimportantbranchofco

5、mputervisualizationtechnologyandplaysanimportantroleinnon—destructivetest(NOT)．The3Dvisualizationtechnologyappliesthecomputergraphicsimageprocessingtechniquetotransformtheresultingdatafromtheprocessofscientificcomputingtographicsandimagesthatwillbedisplayedincomput

6、erscreen．Atthesametime，theappearanceof3Dvisualizationtechnologysolvedthepuzzlethattheworkpieceinsidedefectisunabletodisplaywiththree—dimensions，andCanobservethesectionfromanydirection．Therefore，thistechnologyisnotonlyimportantintheoryresearch，butalsovaluableandhelp

7、fulforpracticalapplication．Thekeytechnologyof3Dregulardatafieldvisualizationisdiscussedinthispaper．Firstly,thispaperoffersadetailedintroductionabouttherelevantcontentofsurfacerenderingandvolumerendering，includingtheconcept，characteristicandtheprocessofrendering．Sec

8、ondly,thispaperdescribesseveraltypicalalgorithmoftherendering，andconcludestheirimprovement．Andanalyzeandevaluatetheirperformance，gettheeffectivem