基于體繪制的圖像三維重建算法研究.pdf

1、直接體繪制算法有可以不必分割、重建后結(jié)果圖像質(zhì)量高等優(yōu)點，從而逐漸取代面繪制算法成為當前可視化算法的主流。但體繪制算法中影響結(jié)果圖像質(zhì)量的參數(shù)眾多且相互制約難以控制，同時算法的時間復(fù)雜度很高，在處理一定規(guī)模的數(shù)據(jù)場時，難以滿足用戶對實時性的要求。 本論文針對上述問題，詳細研究了直接體繪制算法中的光線投射算法，重點研究了基于OpenGL的光線投射算法的實現(xiàn)及提高其效率的若干方法，并給出融合了本文研究內(nèi)容的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，本文主要內(nèi)容

2、如下： 1．直接體繪制算法可以得到高質(zhì)量的三維重建圖像，但由于需要遍歷數(shù)據(jù)場空間的每個采樣點并計算其對屏幕像素的貢獻，或者針對屏幕上的每個像素發(fā)出光線并進行色彩合成，數(shù)據(jù)處理量十分巨大，因此，本文研究了一種基于OpenGL函數(shù)庫的高效光線投射算法，該算法借助OpenGL的變換矩陣，并采用掃描轉(zhuǎn)換的方法精確計算三維體數(shù)據(jù)場在屏幕上的投影，大大減少了投射光線的數(shù)量，同時，算法針對大量的矩陣運算作了適當優(yōu)化，在一定程度上提高了此算法實

3、現(xiàn)的效率。 2．采用Phone光照模型并通過引入外部光源來凸顯生成圖像的真實感，給出了一種預(yù)先為體數(shù)據(jù)場計算法線并編碼，根據(jù)編碼后的法線和Phone光照模型生成三類明暗光照表的加速算法，雖然增加了一定的預(yù)處理時間和存儲空間，但大大增強了后續(xù)的光線投射算法效率以及與用戶交互的效果。 3．針對體繪制算法中甚至是可視化算法中最困難的物質(zhì)分類問題，總結(jié)了一維傳遞函數(shù)設(shè)計的一些規(guī)律，研究了基于體直方圖的多維傳遞函數(shù)的設(shè)計，并結(jié)合模