体数据可视化系统显示算法的改进

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1、电户仁，[手支人学Nf{:毛仑文学科专业:生物医学工程壁3E$786论文题目体数据可视化系统显示算法的改进硕士生:贾晨指导老师:罗炳伟教授勺..，摘要际数据可视化技术是研究体数据在计算机中的表示、变换、操作和显示等问题其目的是探察物体内部蕴涵的信息，并把这些复杂的内部结构及其相互关系以直观的方式体现出来。显示是这项技术的一个关键点。一、本文在原有悠兰_}T.PITIq系统的基础之上，着重对体数据可视化系统的显示算法进行改进。本文首先简单介绍了体数据可视化技术的概况和体数据的获取、预处理及建立，然后着重

2、讨沦了二种体数据可视化的显示方法或基于OpenGL的几维轮廓线重构三维形沁、基于OpenGL的MarchingCube、方法和象空间中的直接体绘制娜缺点及应用场合。在叁!}_ialFp的直接体绘‘制方法中，本文提出了一种新的估计表面法向量的方法。在本文和第三寥论述了三维物体二维断面的显示算法。厂关键词:.夕11，._._，_，，、_粉.__.二体数据’，OpenGL二维轮廓线重构三维形体，MarchingCubes方法，法向量区曹脚一犷ABSRACTABSTRACTVolumevisualization

3、focusesonproblemsofthestructure,thetransformation,theoperationandthevisualizationofvolumedata.Thepurposeofvolumevisualizationistopresentcomplexfindingsinaformateasilyunderstoodwithoutpriorspecializedtrainingandexperience.Displayisoneofthosekeysofthistech

4、nology.Basedonthepriorvolumevisualizationsystem,thispaperputmoreemphasisontheimprovementofthealgorithmsofvolumedatavisualization.Thispaperdescribesthemethodsandtechniquesusedforvolumevisualizationandincludesastep-by一stepdescriptionoftheprocessusedtodispl

5、ay3Dimages.Theacquisition,preprocessingandformationofvolumedataarealsodiscussedinbriefinthefirstpart.Inthesecondpart,threekindsofalgorithmsofvolumedatavisualization(3DShapefrom2DContoursbasedonOpenGL,MarchingCubesbasedonOpenGLandDirectVolumeRenderinginIm

6、ageSpace)arediscussedindetail,includingtheresultsandsomeideasandexperiences.AndanewmethodtoestimatethenormalvectorofthesurfaceinDirectVolumeRenderinginImageSpaceisintroduced.InChapter3,thedisplayalgorithmof2Dintersectionintersectingthe3Dobjectisalsogiven

7、.KeyWords:VolumeData，OpenGL,3DShapefrom2DContours，MarchingCubes,NormalVectorll电子科技大学硕士论文处体素的表面拼接起来以代表物体的表面。总的说来，在这个时期，体数据可视化的基本思想已初步建立起来。然而，尚有许多问题没有解决好，象图象分割、轮廓连接中的对应问题以及显示质量低等。造成这种状况的部分原因是影像技术还不成熟。80年代是体数据可视化迅速发展的年代。各种影像技术不断出现并逐渐成熟，如磁共振成象(MRI)、超声(US)、正电

8、子辐射断层成象(PET)和单光子辐射断层成象(SPET)。它们能够产生高分辨率低噪声的三维图象，极大地促进了体数据可视化的发展。在这个时期，人们提出了大量的算法，并尝试利用硬件实现某些费时的处理过程。在明暗计算上，首先提出了以深度代表明暗的方法，它是最简单的浓淡计算方法，但不能清楚地反映出物体的细节。随后，又有人提出深度梯度明暗计算方法和文法结构明暗计算方法，提高了图象的明暗层次，但显示比较粗糙，走样严重。1986年，Hohne和Berns