基于光線分析的特征體繪制算法研究.pdf

1、體繪制是科學(xué)計(jì)算可視化領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)。近年來(lái),這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷、氣象模擬和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。體繪制技術(shù)以三維空間數(shù)據(jù)作為輸入,以特征提取與顯示為目的,輔以提供豐富的交互手段,幫助用戶充分地挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)部的隱藏信息。在這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,如何正確而又高效地提取和顯示數(shù)據(jù)特征,始終是可視化研究中充滿挑戰(zhàn)的核心部分。
　　 在體繪制技術(shù)中,直接體繪制算法以及最大密度投射系列算法是特征提取與顯示的方法兩類重要技術(shù)。前者預(yù)

2、先將體數(shù)據(jù)的屬性信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),通過(guò)在傳輸函數(shù)空間提供一定的交互方式來(lái)選取用戶感興趣的特征結(jié)構(gòu)與組織;最大密度投射系列算法是一類基于光線分析的體繪制算法,直接在光線投射過(guò)程中自動(dòng)識(shí)別特征并加以增強(qiáng)顯示。該類方法充分利用了光線與視點(diǎn)的優(yōu)勢(shì),在光線域中實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù),提供了具有實(shí)時(shí)反饋性,更加準(zhǔn)確的體繪制結(jié)果。隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展不斷革新,硬件計(jì)算能力日益增強(qiáng),基于光線分析特征體繪制算法的設(shè)計(jì)思路也擁有了更大的施展空間,更多性能優(yōu)異的方法

3、正在孕育之中。
　　 本文首先介紹了傳統(tǒng)體繪制方法中的基礎(chǔ)理論與技術(shù)細(xì)節(jié)。然后分析了基于光線分析的繪制技術(shù)與剝離技術(shù),分別剖析了每類算法的細(xì)節(jié)與優(yōu)劣勢(shì)。針對(duì)最大密度差分累加算法中的不足,本文提出一種基于光線深度調(diào)節(jié)的改進(jìn)算法,旨在更好地解決復(fù)雜數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)互相遮擋的問(wèn)題。該算法還結(jié)合了特征剝離的思想,對(duì)光線域中標(biāo)量值輪廓信息的分析,自動(dòng)識(shí)別出更多的數(shù)據(jù)特征。通過(guò)對(duì)特征區(qū)間分配增強(qiáng)權(quán)重,進(jìn)一步達(dá)到盡可能多特征同時(shí)增強(qiáng)與顯示的目的。