医学图像三维可视化体绘制技术研究

科学计算可视化是当前计算机图形学研究的重要方向,它将大量抽象的数据或计算结果用图形或图像形象、直观地表示出来,应用领域十分广泛。医学图像三维可视化是可视化技术在医学领域的一个重要应用,是当前医学图像处理的研究热点。医学图像三维可视化重建出的三维图像,能直观地显示人体组织的内部复杂结构,弥补医学成像设备在成像上的不足。其中的体绘制方法直接对所有的体数据进行处理,有利于保留三维医学图像的细节信息,具有较好的绘制效果。医学图像体绘制的意义在于高质量的绘制效果,所以体绘制的研究热点及目的在于在绘制质量和绘制速度之间寻求较好的平衡点。 本文首先对体绘制技术的相关内容进行了详细的介绍,包括体绘制的概念,体绘制的特点,体绘制的过程,体绘制的光学模型,重采样原理;分析了几种体绘制的典型算法,概括了它们的改进之处,对性能进行了评价,总结了提高体绘制算法效率的有效方法,即减少重新采样的计算量;由于光线投射算法对所有的体数据进行处理,具有较好的图像质量,缺点在于绘制速度较慢,所以着重研究了光线投射算法的原理和实现过程,利用对象空间的相关性,采用舍弃贡献不大的射线段参与采样的方法,提出了一种基于光线投射法的快速体绘制算法。在实现过程中,利用了VTK可视化开发包,简化了算法的实现过程,提高了算法的效率。