基于光線投射技術(shù)的三維體數(shù)據(jù)場可視化.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展及各種先進(jìn)測量設(shè)備如計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）、核磁共振（MRI）、計(jì)算機(jī)模擬（如核爆炸）、地球物理勘探儀等的使用，來源于生物醫(yī)學(xué)、航空航天、資源勘探、氣象勘測、科學(xué)模擬等領(lǐng)域的三維體數(shù)據(jù)垂手可得，但數(shù)據(jù)的采集僅僅是一個(gè)過程，有效地分析和利用這些海量的三維體數(shù)據(jù)場信息才是獲取數(shù)據(jù)的最終目的，也正是21世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題之一，而三維體數(shù)據(jù)場可視化是其首要環(huán)節(jié)，為三維數(shù)據(jù)場的整體結(jié)構(gòu)提供直觀形象的展示，以輔助各應(yīng)

2、用領(lǐng)域的研究者有效分析和利用復(fù)雜體數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的深層次關(guān)鍵信息。本文以三維體數(shù)據(jù)場為研究對象，對三維體數(shù)據(jù)場建立一種基于7方向 Box樣條的連續(xù)模型，在該模型上進(jìn)行高精度的可視化分析。體繪制技術(shù)是三維體數(shù)據(jù)場可視化方法中的熱點(diǎn)之一，其中最為常用的是光線投射算法，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　傳統(tǒng)的基于光線投射算法的體數(shù)據(jù)等值面可視化方法采用三線性插值用于求交計(jì)算，誤差較大。針對傳統(tǒng)算法的缺陷，提出一種基于7方向 Box樣條的等值面可視化算

3、法，改進(jìn)插值和梯度計(jì)算的精度，采用多種體數(shù)據(jù)屬性值和梯度幅值相結(jié)合的顏色映射傳輸函數(shù)。由于7方向Box樣條具有C2全局光滑性以及優(yōu)于三三次 B樣條的諸多性質(zhì)，本文的改進(jìn)算法與已有的算法（如 Marching Cubes算法及基于三三次B樣條的等值面繪制算法等）相比較，等值面的繪制精度更高。另外，在這種連續(xù)模型上進(jìn)行梯度、法向、曲率等的計(jì)算更加精確和可靠，算法可實(shí)現(xiàn)高精度的等值面及其上的多種屬性的可視化，論文中給出了豐富的體數(shù)據(jù)可視化實(shí)例