大規(guī)模數(shù)據(jù)體繪制及多維傳輸函數(shù)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、體繪制技術(shù)是科學(xué)計(jì)算可視化的一種重要方法，它能夠從體數(shù)據(jù)集中抽取內(nèi)在的本質(zhì)信息，并借助交互式圖形圖像技術(shù)展現(xiàn)出來。由于體繪制是將三維空間的離散數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為二維圖像而不必生成中間幾何圖元，所以又稱為直接體繪制。它適合生成原始數(shù)據(jù)集的整體圖像，并能夠清晰地顯示其中的細(xì)節(jié)信息。體繪制的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，涵蓋了醫(yī)學(xué)、氣象學(xué)和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。 傳輸函數(shù)是體繪制算法中的關(guān)鍵步驟，它將體數(shù)據(jù)的信息映射成顏色、不透明度等視覺屬性，并賦予數(shù)據(jù)空

2、間的每個體素，然后通過不同的繪制流程生成圖像空間的像素。通過設(shè)計(jì)傳輸函數(shù)，可以將原始數(shù)據(jù)集中的不同物質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)區(qū)分開，在顯示人們感興趣的重要結(jié)構(gòu)的時候，隱藏不重要的信息。但是傳統(tǒng)的傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)方法需要不斷嘗試，困難且不直觀。本文研究了多維傳輸函數(shù)的設(shè)計(jì)問題，提出了基于空間生長的多維傳輸函數(shù)生成方法，簡化了設(shè)計(jì)工作，提高了傳輸函數(shù)的質(zhì)量。多維傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)的另一個問題是沒有充分利用數(shù)據(jù)集的空間域信息，本文采用了一種結(jié)合空間信息的多維傳輸函

3、數(shù)自動生成方法，同時利用空間域和多維傳輸函數(shù)域的信息自動將物質(zhì)進(jìn)行聚類，來自動生成傳輸函數(shù)。 隨著科學(xué)探測儀器性能和精度的不斷提高，數(shù)據(jù)集的容量急劇增大，為體繪制技術(shù)帶來了更大的挑戰(zhàn)。本文采用多分辨率的層次結(jié)構(gòu)管理原始數(shù)據(jù)集，用多分辨率的方法進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的體繪制，克服了存儲容量的限制，在保持圖像質(zhì)量的前提下加快了體繪制的速度。并且改進(jìn)了算法中的選擇條件、繪制條件和剔除條件，尤其是提出了基于多維傳輸函數(shù)的剔除條件，進(jìn)一步提高了大