光線(xiàn)投射體繪制算法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、科學(xué)計(jì)算可視化是發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)80年代后期提出并發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新研究領(lǐng)域。它運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將科學(xué)計(jì)算過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形及圖像在屏幕上顯示出來(lái)并進(jìn)行交互處理。 科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)的核心是三維空間數(shù)據(jù)場(chǎng)的可視化，而體繪制是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化方法，是當(dāng)前可視化研究的熱點(diǎn)。光線(xiàn)投射算法作為體繪制的經(jīng)典算法，其原理采用為每個(gè)體素分配不透明度和顏色的方法來(lái)合成圖像，因此有利于保留圖像的細(xì)節(jié)，

2、繪制高品質(zhì)的圖像，特別適用于繪制區(qū)域特征模糊的三維圖像，因而得到了廣泛應(yīng)用。 本文首先對(duì)科學(xué)計(jì)算可視化發(fā)展現(xiàn)狀、體繪制技術(shù)總體的進(jìn)行了一下探討和研究，分類(lèi)闡述了體繪制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的幾種主要算法，分析了它們的差異和特點(diǎn)。 然后介紹了體繪制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)，主要是介紹了體數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、空間變換、投影變換、三維裁剪等，并研究了體繪制的光學(xué)模型，以確保實(shí)現(xiàn)有可靠的理論依據(jù)。 接下來(lái)用C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了光線(xiàn)投射體繪制算法。其中內(nèi)

3、容包括：詳細(xì)給出光線(xiàn)投射體繪制算法的原理和數(shù)據(jù)分類(lèi)、不透明度和顏色賦值、重采樣、圖像合成等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，并采用了自適應(yīng)光線(xiàn)終止法等方式提高了運(yùn)行速度。 由于傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)一直是體繪制技術(shù)高質(zhì)量顯示效果的瓶頸。本文還分析了傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況，并且根據(jù)由前向后合成方式的特點(diǎn)，提出并實(shí)現(xiàn)了一種傳遞函數(shù)實(shí)現(xiàn)方案，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 最后實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)——光線(xiàn)投射體繪制算法實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該系統(tǒng)主要采用了體繪制的光線(xiàn)投射算法。系統(tǒng)的特色