光線投射體繪制算法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、科學(xué)計算可視化是發(fā)達國家20世紀(jì)80年代后期提出并發(fā)展起來的一個新研究領(lǐng)域。它運用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將科學(xué)計算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形及圖像在屏幕上顯示出來并進行交互處理。 科學(xué)計算可視化技術(shù)的核心是三維空間數(shù)據(jù)場的可視化，而體繪制是近年來迅速發(fā)展起來的一種三維數(shù)據(jù)場可視化方法，是當(dāng)前可視化研究的熱點。光線投射算法作為體繪制的經(jīng)典算法，其原理采用為每個體素分配不透明度和顏色的方法來合成圖像，因此有利于保留圖像的細節(jié)，

2、繪制高品質(zhì)的圖像，特別適用于繪制區(qū)域特征模糊的三維圖像，因而得到了廣泛應(yīng)用。 本文首先對科學(xué)計算可視化發(fā)展現(xiàn)狀、體繪制技術(shù)總體的進行了一下探討和研究，分類闡述了體繪制技術(shù)實現(xiàn)的幾種主要算法，分析了它們的差異和特點。 然后介紹了體繪制技術(shù)實現(xiàn)的理論基礎(chǔ)，主要是介紹了體數(shù)據(jù)的特點、空間變換、投影變換、三維裁剪等，并研究了體繪制的光學(xué)模型，以確保實現(xiàn)有可靠的理論依據(jù)。 接下來用C++語言實現(xiàn)了光線投射體繪制算法。其中內(nèi)

3、容包括：詳細給出光線投射體繪制算法的原理和數(shù)據(jù)分類、不透明度和顏色賦值、重采樣、圖像合成等技術(shù)的實現(xiàn)，并采用了自適應(yīng)光線終止法等方式提高了運行速度。 由于傳遞函數(shù)的設(shè)計一直是體繪制技術(shù)高質(zhì)量顯示效果的瓶頸。本文還分析了傳遞函數(shù)設(shè)計的進展情況，并且根據(jù)由前向后合成方式的特點，提出并實現(xiàn)了一種傳遞函數(shù)實現(xiàn)方案，給出了實驗結(jié)果。 最后實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)——光線投射體繪制算法實驗平臺。該系統(tǒng)主要采用了體繪制的光線投射算法。系統(tǒng)的特色