體繪制傳輸函數(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，直接體繪制技術(shù)已經(jīng)成為三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化的一種重要方法。由于它不需要借助中間幾何圖元，直接將體數(shù)據(jù)繪制到二維圖像屏幕上，能產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，能夠清晰地顯示物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)信息，因而被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、氣象學(xué)和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。開(kāi)展這方面的研究，具有重要理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。直接體繪制技術(shù)涉及的面很廣，研究需要多學(xué)科的知識(shí)，使這方面的研究變得非常困難。直接體繪制中影響圖像效果的關(guān)鍵是傳輸函數(shù)的設(shè)計(jì)。傳輸函數(shù)將三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)屬性映

2、射為光學(xué)成像參數(shù)，給每個(gè)要顯示的體素相應(yīng)的顏色和不透明度等，來(lái)顯示我們關(guān)心的區(qū)域，隱藏那些我們不關(guān)心的區(qū)域。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)難度大，調(diào)節(jié)的參數(shù)多，設(shè)置參數(shù)難度大且費(fèi)時(shí)。目前的傳輸函數(shù)主要存在如下的問(wèn)題：缺乏數(shù)據(jù)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)分類(lèi)指導(dǎo)信息，使傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)存在盲目性。另外一個(gè)問(wèn)題是缺乏直觀、簡(jiǎn)潔的傳輸函數(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)軟件。本論文針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行深入探索與研究。主要工作如下：
　　 (1)提出了一種梯度變化的片段采樣繪制方法。該方

3、法有效地減少了采樣后融合的次數(shù)和計(jì)算量，使光線(xiàn)投射算法繪制的速度提高，本方法在GPU上實(shí)現(xiàn)，繪制速度快。本文提出的兩種傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)，其繪制是采用梯度變化的片段采樣繪制方法。
　　 (2)提出了一種按體數(shù)據(jù)信息的分類(lèi)方法，該方法根據(jù)體數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后按標(biāo)量值、梯度進(jìn)行分類(lèi)。采用該方法繪制的圖像清晰，并可獲得一些重要的體數(shù)據(jù)信息，幫助用戶(hù)更精確地設(shè)置顏色及不透明度傳輸函數(shù)曲線(xiàn)。
　　 (3)開(kāi)發(fā)了一種交互式的傳輸函數(shù)調(diào)節(jié)軟