基于圖形硬件的高質(zhì)量體繪制及其醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、在可視化研究中,三維體積數(shù)據(jù)的顯示與交互占據(jù)十分重要的地位,其與游戲娛樂(lè)、工程建模仿真、醫(yī)學(xué)影像等許多方面都有緊密的聯(lián)系；同時(shí)受可視化領(lǐng)域內(nèi)眾多應(yīng)用需求的推動(dòng),計(jì)算機(jī)圖形繪制硬件GPU的性能提升愈發(fā)迅猛,甚至已經(jīng)遠(yuǎn)超CPU所遵照摩爾定律的發(fā)展速度。本文結(jié)合生物醫(yī)學(xué)圖像處理的背景知識(shí)探索了其在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r,聚焦在基于圖形硬件的高質(zhì)量體繪制這一課題上開(kāi)展了較為深入的研究。
　　 本文緒論描述了體繪制方法及國(guó)內(nèi)外

2、研究進(jìn)展,接著探討了體繪制技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用情況,介紹了東南大學(xué)影像科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室自主研究開(kāi)發(fā)的醫(yī)學(xué)影像工作站平臺(tái)并側(cè)重于體繪制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；隨后對(duì)醫(yī)學(xué)影像中涉及三維可視化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的涉獵與總結(jié),為后續(xù)在此方向的研究深入明確了目標(biāo)。
　　 論文主體部分首先系統(tǒng)地闡述了體繪制方法的實(shí)現(xiàn)原理、步驟和典型算法,并就體繪制技術(shù)中最重要的傳遞函數(shù)問(wèn)題進(jìn)行了研究,嘗試了不同的設(shè)計(jì)思路；隨后對(duì)基于OPU的體繪制方

3、法進(jìn)行了詳細(xì)的探討,介紹了可編程圖形硬件渲染管道及渲染語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí),實(shí)現(xiàn)了單通道GPU光線投射算法并給出了實(shí)現(xiàn)過(guò)程與結(jié)果。
　　 接著,本文著重對(duì)基于nVidia公司的新型GPU通用計(jì)算模型CUDA的體繪制方法進(jìn)行了研究,首先從多核線程體系與異構(gòu)并行思想闡述了通用計(jì)算原理,隨后研究了如何實(shí)施基于CUDA編程模型的光線投射算法,細(xì)致分析了線程映射和紋理存儲(chǔ)器分配的過(guò)程,在實(shí)驗(yàn)部分就性能表現(xiàn)與前述基于圖形學(xué)API的GPU光線投射算