基于勢(shì)函數(shù)梯度估算在體繪制中的應(yīng)用.pdf

1、直接體繪制(Direct Volume Rendering)是三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化的核心技術(shù)之一和主要研究方向。由于其無需借助幾何圖元而直接由三維數(shù)據(jù)場(chǎng)生成高質(zhì)量的二維圖像，繪制結(jié)果能夠反映完整的三維數(shù)據(jù)信息，因而近年來得以廣泛的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)/天體物理/流體動(dòng)力學(xué)/有限元分析/軍事/娛樂等領(lǐng)域。但同時(shí)體繪制主要缺點(diǎn)是計(jì)算量大，生成圖像速度慢。所以如何在保證圖像質(zhì)量的情況下，提高繪制速度成為制約體繪制技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要難題。 本文在分

2、析體繪制原理的基礎(chǔ)上，研究并實(shí)踐了體繪制中最具代表性的光線投射法。通過深入挖掘光線投射算法基本原理和流程，發(fā)現(xiàn)體數(shù)據(jù)的梯度矢量作為數(shù)據(jù)分類和明暗計(jì)算的參數(shù)，對(duì)高質(zhì)量的體繪制算法至關(guān)重要。因此，本文首先優(yōu)化了光線投射法的流程。將梯度估算模塊獨(dú)立到數(shù)據(jù)預(yù)處理部分，并把模塊輸出的梯度矢量作為體數(shù)據(jù)的一部分輸入到體繪制流程中。這樣不但減少了遍歷體數(shù)據(jù)的次數(shù)/提高了繪制速度，而且便于我們實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)梯度估算算法。其次實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有幾種梯度估算算法，并通