光線投射體繪制傳遞函數(shù)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、科學(xué)計算可視化是最近發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域，其中體繪制方法是迅速發(fā)展起來的三維數(shù)據(jù)場可視化的重要技術(shù)手段，它被廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)，氣象及醫(yī)學(xué)影像等多個領(lǐng)域。傳遞函數(shù)設(shè)計是體繪制的關(guān)鍵步驟，它負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)屬性轉(zhuǎn)換成一定的光學(xué)屬性，如顏色值和不透明度值，從而直接影響最終可視化效果。然而由于數(shù)據(jù)集的復(fù)雜性和傳遞函數(shù)設(shè)計方法的多樣性，尋找通用的，直觀的傳遞函數(shù)仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的課題。
　　傳統(tǒng)體繪制中對已分類數(shù)據(jù)，只采用一維傳遞函

2、數(shù)進(jìn)行設(shè)置，即根據(jù)體素的灰度值來設(shè)置顏色和不透明度，其缺點在于不能根據(jù)用戶需要對感興趣的區(qū)域進(jìn)行有效的可視化。針對該問題，本文提出了簡化的LH直方圖方法，突破了傳統(tǒng)對已分類數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞函數(shù)設(shè)計的局限，能夠方便地對數(shù)據(jù)集中感興趣的區(qū)域進(jìn)行定位和設(shè)置。由于LH直方圖方法不能準(zhǔn)確區(qū)分邊界中的不同組織，本文又進(jìn)一步提出f-LH直方圖方法，能夠更準(zhǔn)確的對邊界和不同組織進(jìn)行定位。使用已分類人體心臟數(shù)據(jù)集驗證了上述兩種方法的有效性。
　　未分類

3、三維體數(shù)據(jù)由于受到噪聲等因素影響，圖像質(zhì)量較差，本文在進(jìn)行體繪制之前首先采用非線性增強(qiáng)預(yù)處理，有效提高了圖像質(zhì)量，便于實現(xiàn)基于LH直方圖的傳遞函數(shù)的設(shè)計。由于位置信息是數(shù)據(jù)場中特征的重要屬性，本文在原始LH直方圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加入位置信息，形成位置信息增強(qiáng)的LH直方圖，通過區(qū)域增長法進(jìn)一步增強(qiáng)傳遞函數(shù)設(shè)置的自動化。由于體繪制算法計算量大，測試傳遞函數(shù)效果比較耗時，本文又實現(xiàn)了基于GPU的光線投射算法，大大提高了繪制速度，可以得到傳遞函