體繪制傳輸函數(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，直接體繪制技術(shù)已經(jīng)成為三維數(shù)據(jù)場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，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。傳輸函數(shù)將三維數(shù)據(jù)場的數(shù)據(jù)屬性映

2、射為光學(xué)成像參數(shù)，給每個要顯示的體素相應(yīng)的顏色和不透明度等，來顯示我們關(guān)心的區(qū)域，隱藏那些我們不關(guān)心的區(qū)域。對用戶來說，傳輸函數(shù)設(shè)計難度大，調(diào)節(jié)的參數(shù)多，設(shè)置參數(shù)難度大且費時。目前的傳輸函數(shù)主要存在如下的問題：缺乏數(shù)據(jù)場的統(tǒng)計分類指導(dǎo)信息，使傳輸函數(shù)設(shè)計存在盲目性。另外一個問題是缺乏直觀、簡潔的傳輸函數(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)軟件。本論文針對以上兩個問題，進行深入探索與研究。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)和計算量，使光線投射算法繪制的速度提高，本方法在GPU上實現(xiàn)，繪制速度快。本文提出的兩種傳輸函數(shù)設(shè)計，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)信息的分類方法，該方法根據(jù)體數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，然后按標(biāo)量值、梯度進行分類。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，幫助用戶更精確地設(shè)置顏色及不透明度傳輸函數(shù)曲線。
　　 (3)開發(fā)了一種交互式的傳輸函數(shù)調(diào)節(jié)軟