基于WebVR的医学体数据可视化

传统的医学体数据可视化通过计算机屏幕显示三维医学影像,由于使用者对二维屏幕缺乏深度感知,对于组织内各部位无法准确判断相对位置,难以观察理解。为了解决这个问题,结合虚拟现实(VR)技术与体绘制技术,提出并实现基于WebVR的医学体数据可视化系统。基于B/S模式设计系统的整体架构,浏览器端从服务器端获得体数据,使用WebGL调用本地显卡对渲染进行硬件加速。运用光线投射算法进行体绘制,渲染结果通过浏览器显示或使用WebVR连接至VR设备显示在虚拟空间中,实现沉浸式的可视化。同时,针对虚拟现实环境对光线投射算法提出优化方法,实现激光拾取、体数据内部可视化和平面裁剪的交互方式。系统实现了新的三维立体视觉的感知方式和方便灵活的交互功能,增强使用者对三维医学体数据可视化影像的感知。     

基于DXF的露天矿二维与三维数据处理及应用

分析基于DXF文件的露天矿地形图数据信息,提取矿区地形图二维与三维数据,利用Open Inventor库函数,进行DXF文件图元的重绘制。完成露天矿DXF文件数据接口设计,实现对矿山生产全方位、多视角、实时动态观察与分析。在AutoCAD软件与露天矿卡车计算机调度系统之间建立数据通道。通过矿区DXF文件中三维数据的提取和预处理,应用Open Inventor三维图形显示系统完成露天矿三维模型渲染和显示。该方法已成功应用于露天矿生产动态可视化监控系统中。     

渲染器与Web服务器耦合实现远程体 渲染的交互优化

目的 为使用户随时随地获得需要较大计算和存储资源的交互真实感体渲染服务,设计并实现了一种面向Web的远程真实感体渲染方法。方法 计算量较大的实时体渲染任务由远端渲染服务器中的GPU加速完成并通过WebSocket将渲染图像发送至客户端;客户端浏览器只需负责接收显示渲染图像并监听发送用户交互事件。提出了一种输出系统耦合算法用以连接输出图像速率较大的渲染服务器和发送图像速率较慢的Web服务器。算法能根据Web服务器发送图像的情况动态调整每次图像输出的迭代计算次数,改变渲染服务器输出图像的时间间隔以达到与Web服务器发送速度相平衡,同时保持渲染服务器持续工作。结果 实验比较了在不同网络传输条件下,采用输出系统耦合算法与直接连接渲染器和Web服务器,渲染4个不同数据集所需的完成时间及帧率等性能评价指标。在局域网和广域网环境下,本文方法分别最多只需17 s和14 s即可完成整个渲染过程,而采用直接连接渲染器和Web服务器的方法则分别至少需要31 s和60 s才能完成整个渲染过程。实验结果表明采用输出系统耦合算法在不同网络条件下均可较大地缩短整个渲染过程所需时间,使用户在较短时间内获得高质量渲染图像。结论 本文渲染器与Web服务器耦合实现远程体渲染交互优化的方法可让用户使用与计算能力无关的桌面或移动设备通过网络透明使用高性能渲染系统;系统采用的输出系统耦合算法能够根据网络承载能力自适应调整渲染器输出速度,使用户在不同的网络环境中均可以较快的速度获得高质量渲染图像。     

基于Java 3D的医学图像三维重建系统

系统采用分层组件化的设计思想,在逻辑上分为三层:图像预处理层、图像分割层和用户界面层,实现了医学图像的二维标注与测量、三维体数据的分割、三维重建与交互功能。介绍了系统的体系结构和系统开发的主要技术方法。最后指出了系统的实用性和对医学研究方面的价值。     

三维虚拟环境中二维平面动态实时渲染方法

为实现三维虚拟世界中二维平面动态实时渲染,提出一种有效的方法并通过实验验证了其可行性。通过在三维虚拟环境中加载该方法,不仅可以实现用户与三维环境中图像交互,而且可以在该系统上集成传统的二维图像业务,弥补了当前三维虚拟世界技术对二维平面业务支持不足的缺点。     

ZYNQ7020的超声阵列测温系统设计

设计了一种基于ZYNQ7020的超声阵列测温系统，实现对尾焰温度的实时、精确检测。本设计以基于ZYNQ7020的8通道数据采集卡作为中控系统，搭配A/D芯片、放大滤波电路、功率放大电路完成对原始数据的采集。利用并行化多通道A/D数据采集系统设计了并行化收发时序，在ZYNQ中集成了Linux系统，设计DMA内核驱动程序，将采集到的回波数据上传至上位机。利用信号调制及互相关算法、最小二乘法在上位机进行二维温度场的信息重建并获得相应的温度场图像。经过测试，设计的超声测温系统可以有效获取回波信号并对其进行算法处理，完成对二维温度场的重建。     

一种基于光学定位的自由式三维超声系统研发

自由式三维超声成像是一种新型的采用二维超声原理进行任意部位三维成像的设备,可以在传统的二维超声探头上固定用于空间定位的标记物,对扫描对象进行任意部位、大范围的三维扫描成像。文章介绍了一种可应用于微创手术导航的自由式三维超声成像系统,并详细分析了当前基于距离加权的三维超声重建算法的性能和优缺点。通过对体模和动物器官的超声图像扫描,并使用三维重建系统分别进行超声三维重建,得出了比较满意的结果,验证了三维重建算法及三维重建系统的可行性和有效性。     

二维枕形PSD信号采集与处理系统的设计

针对二维枕形PSD信号输出特点和工程实践中便携化的要求,基于新型单片机C8051F064和二维枕形PSD S1881,设计了一个二维枕形PSD信号采集与处理系统,并利用液晶显示模块SMG240128A设计了数据显示接口电路,实现了对二维枕形PSD输出信号的实时采集与显示;实验表明该采集系统方案是可行的,达到了设计要求.     

虚拟现实应用中的并行渲染技术

虚拟现实应用要求图形系统具备实时渲染复杂、精细场景的能力。基于PC机群的并行渲染系统具有性价比高、扩展性好的特点,适合虚拟现实应用。该文针对虚拟现实应用设计并实现了一个保留模式的sort—first并行实时渲染系统,对影响渲染性能的关键因素进行研究,给出具体实现步骤、试验验证数据和结论。应用表明,该方法能够实现系统的高效并行计算及虚拟现实应用中的复杂场景实时处理。     

交互式实时水面渲染*

介绍了一种利用可编程图形硬件来实现水面实时渲染的方法。该渲染过程分为两个阶段,即水面建模和光照实现。通过当前图形硬件新提供的顶点纹理技术来对水面进行建模,并结合环境纹理映射技术和二维纹理映射技术实现了水面上的反射与折射等光照现象。实验证明,该方法大大提高了渲染速度,增强了水面渲染的交互性和实时性。