非规则数据场体绘制技术的研究

科学计算可视化的核心是三维数据场的可视化．当前三维可视化的研究热点是体绘制技术。文中介绍了三维非规则数据场体绘制技术的研究现状。在此基础上，通过对已有非规则数据场体绘制技术和算法的分析比较．预测非规则数据场体绘制技术今后的发展趋势以及将来应该重视的研究方向。除了改进已有算法、将各种算法结合起来外，还应该在硬件及系统加速技术方面做研究，同时结合漫游技术研究和开发高效的三维空间非规则数据场的可视化技术和并行算法。     

非规则数据场体绘制技术的研究

科学计算可视化的核心是三维数据场的可视化,当前三维可视化的研究热点是体绘制技术.文中介绍了三维非规则数据场体绘制技术的研究现状.在此基础上,通过对已有非规则数据场体绘制技术和算法的分析比较,预测非规则数据场体绘制技术今后的发展趋势以及将来应该重视的研究方向.除了改进已有算法、将各种算法结合起来外,还应该在硬件及系统加速技术方面做研究,同时结合漫游技术研究和开发高效的三维空间非规则数据场的可视化技术和并行算法.     

用图象平面分割方法实现非规则数据场体绘制

本文给出了一种对非规则数据场进行体绘制的方法。该方法具有自适应性。文中给出了实现方法及结果。     

一种非规则数据场的体绘制算法

非规则数据场的体绘制是可视化的一个热点和难点。常用直接体绘制算法有光线投射法、单元投影法、快速体绘制算法。本文吸取了上述三种算法的优点,采用体元面投影的方法来确定光线路径;同时考虑到非规则数据场的一些特性,采取三个有效的措施大大加快了投影和求交速度;在采样中用分段积分法代替等距采样,从而进一步提高了图象质量。     

利用相关性进行非规则数据场体绘制

文中给出了一种利用象互相关性进行非规则数据场体绘制的方法。该方法通过分割图象空间，遍历体元后向相邻关系以建立基本可见性次序，以扫描转换方法求交和完成交点插值。最后在基本序的基础上适当调整，完成体绘制。     

利用Master-Slave-Collector模式的大规模数据集的并行体绘制

以内部网络和普通配置计算机为实验平台,研究大规模数据集的并行体绘制的实现方法,以提高绘制速度和算法效率。分别介绍并行可视化、Master-Slave-Collector模式、负载平衡、任务池和结果池等关键技术。在传统的Master-Slave模式基础上的改进模式Master-Slave-Collector,具有减少计算时间、实现负载平衡、提高绘制效率等优点。实验结果表明,该方法较好地解决了运算速度和内存空间这两大难题,效果良好,实时性强,在临床诊断和科学研究中发挥重要作用。     

非规则数据场并行体绘制算法

并行算法是实现体绘制加速的重要途径，然而现有的并行体制绘制算法大部分是针对规则数据场的。     

体绘制技术在医学可视化中的新发展

科学计算可视化体绘制算法能反映出体数据的内部信息，在医学，它已经从辅诊断发展成为辅助治疗的重要手段，体可视化技术是医学可视化的重要研究内容，其处理过程包括体数据的获取，模型的建立，数据的映射，绘制等操作，该文介绍了医学可视化中常使用的几种光照模型，针对基于图象空间和对象空间两种体绘制算法，介绍了它们的基本思想方法，并详细阐述了在近期的主要加速技术和提高图象质量方法的新进展，最后给出了实验数据和结论。     

基于PC系统平台实现快速体绘制技术

体绘制技术可将难于理解的三维数据场转化成直观的图像，作为一种最具前景的科学计算可视化技术在医学影像方面有着极强的实用意义。由于体绘制算法需要强大的计算能力，在通常的PC系统上难以实现满足交互式应用的绘制速度，因此阻碍了其普及。研究PC系统上的快速体绘制技术，无疑具有重要的意义．本文使用Shear-warp的体绘制算法，并利用Intel公司的SSE2扩展指令对整个绘制过程进行加速，实现了基于中高档桌面PC系统平台的快速体绘制应用。     

基于体元投影的一种非规则数据场体绘制方法

随着科学计算可视化的发展及其在实践中的应用,非规则数据场的可视化已成为当前的研究热点之一。由于非规则场中样点的大小、形状和分布是不一致的,在成像时面临更多的困难。常用的方法有光线投射法,单元投影法,以及单元投影与光线投射相结合等算法。吸取了上述算法的优点,同时利用非规则数据场的一些特性,采用了一些加速措施来加速绘制。通过实验验证,可以达到比较理想的效果。     

基于空间分割的三维不规则数据场的体绘制算法

本文着重讨论针对三维不规则数据场的体制。提出了 一种基于空间分割的快速光线投射算法。     

三维数据域可视化体绘制中的色彩合成新方法

在科学视算的研究中，目前各种直接绘制三维数据域的方法，都是运用合成算子线性递推地合成各个象素的色彩。本文提出一种新方法，将色彩合成由线性递推的纵向合成变为二维面（虚拟面）上简单的分布合成。新方法在合成色彩时省去了线性递推方法中所需的乘法运算。更有意义的是，当此方法与三维数据域体绘制的投影成象方法结合时，利用已形成的虚拟面，可以方便地生成大小不同的可视图，而不必重复进行投影操作。本文同时证明了，在一定精度内，放大了的图象反映了在相应精度下具有插值效果的可视信息。     

分布式计算环境下的并行体绘制算法

分布式计算环境中基于消息传递机制的分布式共享缓冲区中，Ｃａｃｈｅ效率是算法性能的“瓶颈”。本文在分布式共享缓冲区上实现了一个并行体绘制算法。在数据空间，八叉树快速分类改善了Ｃａｃｈｅ的空间相关性；在图象空间。Ｈｉｂｅｒｔ象素遍历方式改善了Ｃａｃｈｅ的时间相关性，在曙光１０００和ＳＧＩ工作站网络上的实验结果都表明，算法的网络数据传送量大大减少，Ｃａｃｈｅ效率明显提高，绘制时间大大缩短。     

适应于体绘制技术的三维有限元网格剖分

有限元分析结果的体绘制为有限元分析提供了直观、有效的方法，但有限元网格在几何上的复杂性以及拓扑上的非结构化给值接利用传统的绘制技术带来困难，这篇文章首先给出了将三维有限元网格剖分成四面体网格的方法，然后，为了便于体绘制，将网格进一步剖分成不包含空洞的凸网的集合，剖分过程用ＢＳＰ树表示，以便实现任意有限元网格的深度排序，而ＢＳＰ树的结点数不超过网格相邻边界面之间二面角小于１８０℃的角的总数，同时给出     

通过子区域投影方法直接绘制三维数据场

直接的体绘制技术提供了在一幅图形显示三维数据场各种信息的巨大替力，然而，生成这样的图形是极其昂贵的，而且高质量图的绘制远远达不到交互实现的水平。与光线投射方法每次独立地处理一条光线相比，体绘制的体元投影方法按一定的顺序逐一处理数据场内每一个体元，图形绘制的复杂性是Ｏ（ｎ）（ｎ是数据场体元个数，即三个方向长度的乘积）。体元投影方法引起人们极大的兴趣是因为在处理过程中充分地利用了体元的空间连贯性。本文     

改进的交互式动态体绘制算法

针对交互式动态体绘制算法生成图像质量差的问题,提出一种改进算法,在减少使用插值的同时,通过增加采样点数和使用采样点间距离作为权值等方法进行图像合成。改进的算法使结果图像的质量有了明显改善,同时保持了较快的速度。     

体绘制中基于透明度标尺的色彩合成方法

科学可视化中，体绘制是非常重要的一类方法，它的基本操作是色彩合成．本文对色彩合成过程中透明度的变化序列进行了考察，提出了一个基于透明度基准区与视点无关的透明度标尺，并将各类物质的透明度转换为基于透明度标尺的步长，使成像时的色彩合成过程省略许多重复计算，从而提高可视化效率．