光線投射體繪制算法關鍵技術研究.pdf

1、科學計算可視化是發(fā)達國家20世紀80年代后期提出并發(fā)展起來的一個新研究領域。它運用計算機圖形學和圖像處理技術，將科學計算過程中產生的數據轉換為圖形及圖像在屏幕上顯示出來并進行交互處理。 科學計算可視化技術的核心是三維空間數據場的可視化，而體繪制是近年來迅速發(fā)展起來的一種三維數據場可視化方法，是當前可視化研究的熱點。光線投射算法作為體繪制的經典算法，其原理采用為每個體素分配不透明度和顏色的方法來合成圖像，因此有利于保留圖像的細節(jié)，

2、繪制高品質的圖像，特別適用于繪制區(qū)域特征模糊的三維圖像，因而得到了廣泛應用。 本文首先對科學計算可視化發(fā)展現狀、體繪制技術總體的進行了一下探討和研究，分類闡述了體繪制技術實現的幾種主要算法，分析了它們的差異和特點。 然后介紹了體繪制技術實現的理論基礎，主要是介紹了體數據的特點、空間變換、投影變換、三維裁剪等，并研究了體繪制的光學模型，以確保實現有可靠的理論依據。 接下來用C++語言實現了光線投射體繪制算法。其中內

3、容包括：詳細給出光線投射體繪制算法的原理和數據分類、不透明度和顏色賦值、重采樣、圖像合成等技術的實現，并采用了自適應光線終止法等方式提高了運行速度。 由于傳遞函數的設計一直是體繪制技術高質量顯示效果的瓶頸。本文還分析了傳遞函數設計的進展情況，并且根據由前向后合成方式的特點，提出并實現了一種傳遞函數實現方案，給出了實驗結果。 最后實現了軟件系統(tǒng)——光線投射體繪制算法實驗平臺。該系統(tǒng)主要采用了體繪制的光線投射算法。系統(tǒng)的特色