多等值面抽取算法.pdf

1、等值面抽取是體數據可視化的主要方法之一，它在隱式曲面造型、虛擬手術規(guī)劃、信息可視化、三維地質建模、逆向工程等領域有著重要的應用。本文首先介紹了體數據可視化算法的發(fā)展現狀，重點分析了幾種體數據可視化的主要算法，并指出了當前的體數據可視化算法已經難以滿足虛擬手術、三維地質建模與分析和逆向工程等領域日益增長的需求。 基于上述分析，我們提出了一種新的多等值面抽取算法，該算法可以在一次處理過程中抽取得到多個等值面，并且多個等值面之間可以保

2、持正確的拓撲連接關系，即在交界處共享相交的頂點、邊和面。所得結果可以保留三維數據場的更多細節(jié)，同時也便于用戶觀察不同等值面間的拓撲連接關系。此外，用戶還可以方便地對多個等值面進行編輯和修改，產生新的數據模型。 多等值面抽取算法基于Skeleton Climbing思想：首先在立方體體素的邊上計算零維的等值點；然后在體素的面上由等值點連接得到一維的線段；最后根據一定的規(guī)則，相應的線段順序連接形成二維的多等值面多邊形。論文詳細介紹了

3、算法使用的數據模型和數據結構，并按照Skeleton Climbing的構造過程對算法進行了詳細的描述。特別是對多等值面的抽取難點——如何實現多等值面與體素的求交，我們進行了具體的分類討論。相對于傳統的等值面抽取算法，我們也從簡單到復雜地逐步分析和處理了多等值面抽取算法中可能出現的奇異情況。 我們實現了上述多等值面抽取算法，并在效率、抽取效果等方面與現有的幾種算法進行了比較。此外，我們還指出了多等值面抽取算法在曲面編輯方面具有非