三维可视化技术在物理医学等领域的应用研究

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1、三维可视化技术在物理医学等领域的应用研究⑧论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：刘新国＼教授＼浙江大学金小刚＼教授＼浙江大学张宏鑫＼副教授＼浙江大学许威威＼教授＼杭州I师范大学金小刚＼教授＼浙江大学许威威＼教授＼杭州师范大学任重＼副教授＼浙江大学侯启明＼副教授＼浙江大学答辩日期：2014年3月浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特II：II以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为

2、获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字El期：年月日签字日期：年月日浙江大学硕士学位论文摘要摘要随着计算机技术的发展以及各传统学科领域研究的

3、深入，用计算机技术去提高和改善传统学科的研究效率和方法成为计算机应用技术领域研究的一大课题。其中，由于三维可视化对数据展示的直观性和普适性，使得该技术可以帮助专家方便的观察科研数据、快速改进模型，因此成为了各学科专家青睐的辅助技术。然而，面对不同的学科方向，其需要的可视化方法和效果又不尽相同，需要针对各学科的需求，为科学研究者定制部分甚至一套软件去支持他们的研究。这就需要整体上有一个较好的三维可视化应用框架来指导软件的设计与开发，一方面可以保证软件的灵活鲁棒性，另一方面使开发者集中精力研究具体需求的解决方案。本文通过结合VTK、ITK、3DMed和MITK四个可视化工具包的结构，总结设计出来

4、一个较为通用的三维可视化框架。该框架从三维可视化应用角度出发，独立于具体学科领域，通过分层模块化的设计思想来解耦软件中复杂功能的依赖，以此来指导具体可视化软件的设计。接着，本文介绍了两大核心部件的实现细节，体渲染技术和体数据分割技术，希望指导对这两大核心部件有特殊要求的应用进行定制开发，实现高于标准质量的体渲染以及基于图理论的分割技术。最后，从理论指导实践的角度讨论了磁约束核聚变模型和医学义眼CT数据可视化这两个具体软件的设计与实现，以及体渲染技术和体数据分割技术分别在这两个软件中的应用。磁约束核聚变模型可视化软件实现了较高质量的复杂磁场的可视化，医学义眼CT数据可视化软件则实现了较好的义眼

5、组织交互分割功能。关键词：三维可视化，应用框架，核心部件，体渲染，体分割，磁约束核聚变，医学义眼浙江大学硕士学位论文ABSTRACTAbstractWiththedevelopmentofcomputertechnologyandresearchintraditionaldisciplinesusingcomputertechnologytoimprovetheefficiencyandmethodsoftraditionaldisciplinesbecomesamajorresearchtopicinthefieldofComputerApplication．3一Dvisualizatio

6、nofresearchdatabecomesapopularassistivetechnologyforexpertsinvariousdisciplinesanddatavisualizationcouldhelpexpertsobservingthevariationofdataandimprovingtheirsimulationmodel．Ontheotherhand，differentdisciplinespresentdifferentrequirementsfordatavisualization．callingforawelldesigned3一Dvisualizationf

7、rameworktoguidethede-velopmentofvisualizationsoftware．Suchaframeworkcannotonlyguaranteetheflexibilityandrobustnessofsoftware)butalsohelpdevelopertofocustothespecificrequirementsofapplication．Weproposedagene