基于光線分析的特征體繪制算法研究.pdf

1、體繪制是科學計算可視化領域中的一項重要技術。近年來,這項技術被廣泛應用于醫(yī)學診斷、氣象模擬和地質勘探等領域。體繪制技術以三維空間數(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)內部的隱藏信息。在這項技術的發(fā)展過程中,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。前者預

2、先將體數(shù)據(jù)的屬性信息進行統(tǒng)計,通過在傳輸函數(shù)空間提供一定的交互方式來選取用戶感興趣的特征結構與組織;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,直接在光線投射過程中自動識別特征并加以增強顯示。該類方法充分利用了光線與視點的優(yōu)勢,在光線域中實時地分析數(shù)據(jù),提供了具有實時反饋性,更加準確的體繪制結果。隨著近年來計算機技術發(fā)展不斷革新,硬件計算能力日益增強,基于光線分析特征體繪制算法的設計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理論與技術細節(jié)。然后分析了基于光線分析的繪制技術與剝離技術,分別剖析了每類算法的細節(jié)與優(yōu)劣勢。針對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節(jié)的改進算法,旨在更好地解決復雜數(shù)據(jù)內部結構互相遮擋的問題。該算法還結合了特征剝離的思想,對光線域中標量值輪廓信息的分析,自動識別出更多的數(shù)據(jù)特征。通過對特征區(qū)間分配增強權重,進一步達到盡可能多特征同時增強與顯示的目的。