基于三维规则数据场的快速光线投射法

光线投射法是体绘制技术中的经典算法。该算法原理简单、明了,并能产生高质量的显示图像,但由于所有体素参与了图像绘制,运行速度慢,从而极大制约了其在交互可视化中的运用。论文利用光线穿过三维规则数据场时与某一方向平面簇交点的快速确定及光线投射方向确定后两相邻平面间所截取线段为定长的特点,简化了光线亮度积分公式,从而在图像质量不减低的情况下,快速进行图像绘制。     

基于VTK光线投射法的CT图像三维重建

通过光线投射(Ray-casting)算法中等值面、最大密度映射和合成等三种体绘制方法实现CT图像的三维重建,验证并比较这三种方法在人体模型三维重建的技术上的优缺点.结果表明VTK用于CT图像的三维可视化具有快速、方便、高效的特点,三种方法各有侧重点,实际应用中不同的需要应选用不同的方法.     

基于GPU光线投射算法的心脏体数据三维可视化

心脏成像和可视化技术在心脏疾病诊断、治疗规划中发挥着重要作用。针对分割后的心脏体数据集,提出了使用图形处理器(GPU)加速光线投射算法进行高质量三维可视化的新方法。该方法结合心脏体数据统计信息设计传递函数,增大细微组织的不透明度值;基于梯度模自适应地调整采样步长,提高组织边界的采样频率;应用改进的Blinn-Phong多光源光照模型,增强可视化效果。实验结果表明,该方法在实现实时绘制的同时,能够获得高质量的体绘制效果,渲染出清晰的瓣膜和冠状动脉血管等心脏细微组织。     

基于GPU的实时光线投射算法

介绍了一种基于GPU（可编程图形处理单元）的快速实时光线投射算法。为满足大规模体数据集的绘制要求,利用当前GPU的新特性,直接将体数据作为纹理载入显存,采用预积分分类方法在GPU中对体数据进行重采样和分类,避免了计算机主内存与GPU纹理内存之间数据交换的瓶颈问题;利用硬件支持的三维纹理和片元着色器,实时计算每个体素的梯度,实现高质量的光照,保证高质量的图像绘制效果。实验结果表明该方法在医学三维数据场可视化中,能够实时、高效地生成高质量的交互式体可视化图像。     

基于光线相关性的快速光线投射算法

光线投射算法是一种应用广泛的体绘制技术的基本算法，其存在的主要问题是绘制速度较慢。为了提高光线投射算法的绘制速度，以满足医学图像三维重建的应用需求，在深入研究和比较各种光线投射加速算法的基础上，提出了以接近云算法为核心的、适用于医学图像三维重建的综合性加速算法，并在PC机平台上实现了该算法，在保证图像质量的同时绘制速度提高了一个数量级左右，为医学图像三维重建的实用化提供了有效的手段。     

改进的光线投射法

采用光线投射法对连续CT图片进行三维重建,针对传统的光线投射法采样点计算量大,难以实现交互的问题,在采样过程中,利用平行投射直线之间的空间递推关系,提出了快速计算射线与平面集合的交点的算法,加快采样点的获取速度,实现重建速度上的提高。针对光线计算重复的问题,采用简化后的Phong光照模型,使得最后重建的显示效果更加理想。通过一台带有独立显卡的PC机,实现了改进后的算法,验证了该算法的实际效用。     

基于最优采样模式的自适应光线投射法

三维直接体显示算法是显示三维数据体的一种重要显示方法,已广泛应用在医学图象生成和科学可视化领域之中。光线投射法又是三维直接体显示算法中最基本的一种方法。然而由于光线投射法需要大量的计算而受到限制。该文从减少光线投射数目的角度出发,提出了一种基于最优采样模式的频率投射算法。它的优点是不仅可以利用人的简单的视觉模型和强大的傅立叶分析工具,而且在采样模式上也更能符合人类视觉特点,减少了假模式,从而使更多     

基于曲率的GPU 光线投射

基于曲率的体绘制十分有用,它可以帮助科学家分析数据特征,设计新的 数学模型。论文在GPU 上实现了基于B 样条滤波和基于线性滤波的按需计算导数、曲率和 光照效果的GPU 光线投射方法。实验结果表明,按需计算方法大大加速了基于B 样条滤波 的GPU 光线投射方法的绘制速度;线性滤波方法绘制速度快于B 样条滤波的方法;基于 B 样条滤波的方法绘制质量更高;可以利用线性滤波的方法交互选择相机设置、转换函数和曲 率函数,突出感兴趣的特征,然后用基于B 样条滤波的方法绘制高质量的图像。     

基于片段的光线投射算法

光线投射算法是最常使用的体绘制算法之一,它能够产生高质量的结果图形,但是绘制的时间复杂度高。提出了一种基于片段的光线投射算法(segment-based ray casting,SRC),以实现加速。同许多加速技术一样,SRC利用体数据的数据一致性,但是却将优化重点放在融合阶段而不是传统的数据预处理阶段。SRC将连续的具有相似属性的重采样点合并成一个片段,然后对片段进行融合而不是对重采样点进行融合,从而减少了融合操作的次数和时间。对SRC从理论和实验两个方面进行验证。实验结果表明,软件实现的光线投射算法使用SRC后性能提高约30%,而基于GPU的光线投射算法使用SRC后性能提升的倍数与片段长度几乎相同,SRC易于与其他体绘制优化算法结合,具有较强的适用性。     

基于结构特征的自适应光线投射算法

目的 光线投射法是一种重要的直接体绘制算法,但其效果取决于复杂的传递函数.为此提出基于结构特征的自适应光线投射算法,从而使得利用简单传递函数即可很好地揭示体数据特征.方法 首先分析光线方向标量值的变化趋势获取结构特征——特征段;然后基于若干意义明确启发式规则(特征段的次序、尺度、重要度)自动计算特征段的可见度,根据特征段可见度调节每个采样点的不透明度;最后基于调节后的不透明度完成绘制.结果 使用合成数据、医学真实采样数据和工业CT(computed tomography)数据进行测试,结果表明本文算法在展示体数据的内部结构特征,尤其是细小结构方面优于其他类似算法;本文算法速度比DVR(direct volume rendering)慢,但仍可满足交互需求.另外,本文算法还提供多个形象直观、意义明确的参数供用户调节,进一步增加了本文算法的灵活性.结论 本文提出的自适应光线投射算法,允许用户使用简单传递函数和调节意义明显的参数即可有效揭示体数据特征,进一步提高了光线透射法的直观性.     

基于二维平行轮廓线的三维表面重建

研究了基于二维平行轮廓线的前列腺三维表现重建问题。采用Roberts边缘检测算子检测前列腺的边缘，提取其轮廓线。分析了BPL1算法在处理相信轮廓线无匹配部分时存在的缺陷。文章采用BPL1算法和相信轮廓线同步前进法相结合的方案被了前列腺表现的三维重建，给出了实验结果。实验表明重建的三维表面清晰、准确。     

基于转台系列照片三维重建算法的研究

如何从真实世界中获取具有真实感的三维场景模型一直是计算机图形学中的一个难点,该文给出了一种从真实世界的照片中重建三维场景模型的算法,算法根据在空间稀疏分布的不同视点处的真实场景照片中物体的轮廓线和颜色的一致性信息来建立三维场景模型的;这种方法是通过对转台上的物体不同位置拍照,来获取系列图片而不是通过机器视觉的两幅图片进行重建;文中方法可用于真实世界复杂形体真实感三维模型的建立,经实验表明该方法是可行的.     

基于VTK的二维轮廓线的三维可视化重建

可视化工具包(VisualizationToolkit)是一个开放源码、自由获取的软件系统。VTK封装了许多常用的可视化算法,为研究人员提供了极大的便利。本文讨论了二维轮廓线的表面重建算法并利用VTK库在VC 的编译环境下实现了一组轮廓线的三维表面重建。     

一个基于结构化特征匹配的月面三维重建方法

基于图像建立三维月面地图对于月球车任务规划、导航控制具有重要意义。本文提出一种基于参数化轮廓结构特征匹配的月面三维重建方法，该方法从月面立体图像中提取特 征物的轮廓特征，通过参数化轮廓特征匹配恢复特征物的三维信息，从而建立三维月面地图。本文以Apollo 15登月计划的着陆区域为例，建立了一个三维月面地图。     

基于IFS分形插值的序列切片数据三维重构算法

提出了一种三维重构算法，采用分形插值方法对三维物体多个序列切片的特征数据点进行插值重构。传统的三维迭代函数系统(IFS)分形插值算法只适用于矩形剖分，而序列切片的特征数据形成的网格往往是不规则的四边形网格。该文针对这种网格的特点和分形插值的自相似性，设计了该算法。实验结果证明了该算法的实用性和有效性。     

三维重构中的杂乱点云排序问题研究

针对三维重构中的杂乱点云数据预处理问题,给出了一种快速、有效的排序算法。算法通过先对点云进行平行切割,再对切割后的截线云进行插入排序。由于滤除了大量冗余的信息,从而大大提高了排序的速度。实践结果证明,这种算法高效、稳定、易于实现。     

基于多尺度小波支持向量机的脉冲漏磁缺陷三维轮廓重构

针对目前使用的支持向量机(Support vector machine,SVM)核函数在缺陷轮廓重构问题中不能逼近任意目标函数的问题,将小波理论与支持向量机核方法进行结合形成小波支持向量机。同时,根据多分辨率逼近思想引入多尺度小波支持向量机回归模型并将其运用到脉冲漏磁缺陷的三维轮廓重构中。实验中,将缺陷漏磁信号水平分量Bx作为多尺度小波支持向量机网络的输入,缺陷的几何参数长度、宽度、深度作为输出,通过对样本的训练建立了由缺陷的漏磁信号到缺陷三维轮廓图的映射关系,实现了缺陷的三维轮廓重构。实验结果表明该方法具有小波良好的抗噪能力、多尺度逼近方法较高的精度以及SVM很好的泛化能力。     

基于光线投射算法的医学图像三维重建方法综述

该文综述了当前医学图像三维重建中基于光线投射算法的几种改进算法,对各种改进算法的优缺点进行了比较。     

基于3-D整数小波变换的视频压缩算法研究

视频图像数据可以被看成三维数据体来进行3-D小波变换,对变换后的数据进行编码就可以达到压缩视频数据的目的。主要讨论了这种变换的整数实现方法,以及对小波系数使用SPIHT算法进行编码压缩,并对SPIHT算法进行了有针对性的优化。仿真实验证明,该文方法压缩效果良好,运行效率高,输出码流具有嵌入式特性,是一种有应用前景的算法。     

基于全周多视角的三维重建技术

提出一种基于圆分度台的三维模型拼接技术,其核心是把双目立体测量系统安装在步进电机控制的旋转平台上,旋转拍摄多视角下的场景影像,由所记录的相应角度值,通过坐标变换将不同视角场景模型进行三维拼接．论述了旋转装置的参数标定以及同一视点下不同视角的坐标转换关系．该方法只需一次标定,自动完成测量数据的采集与拼合,非常适合于近景场景下的三维数据采集与重建．实验结果表明,系统具有较高的拼合精度．