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《光線投射的快速算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第24卷第3期山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.24No.32005年9月JournalofShandongUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Sep.2005文章編號:1672-3767(2005)03-0078-04X光線投射的快速算法研究牛翠霞,彭延軍(山東科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266510)摘要:針對醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)場的直接體繪制(DVR)的加速算法進行了討論。基于體繪制的多種加速技術(shù),利用格雷厄姆求凸殼算法和與平面簇求交算法對體數(shù)據(jù)場
2、和投射光線進行裁剪,結(jié)合多邊形的掃描線轉(zhuǎn)換和投射光線的離散化、體素化,改進了光線投射算法。關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)場;直接體繪制;光線投射;掃描轉(zhuǎn)換;體素化中圖分類號:TP391.41文獻標識碼:AStudyontheAcceleratedAlgorithmofRay2castingNIUCui2xia,PENGYan2jun(CollegeofInfoScienceandEng.,SUST,Qingdao,Shandong266510,China)Abstract:Thispaperdiscussestheaccele
3、rateddirectvolumerenderingalgorithminmedicaldatasets.BasedonseveralacceleratedtechniquesofDVR,anefficientray2castingalgorithmispresentedwhichimprovesthetraditionalray2castingalgorithm.Thealgorithmmainlyappliesthemethodsofpolygonscanconversionandvoxelizationofc
4、astingrays.Atthesametime,thealgorithmusesthemethodofdeterminingtheconvexhullofasetandtheintersectingalgorithmrelateddirectlytox,y,zfamilyplanestoclipdatasetsandrays.Keywords:medicaldatasets;directvolumerendering;ray2casting;scanconversion;voxelization直接體繪制技術(shù)是科
5、學(xué)計算可視化的一個重的相關(guān)性多種加速技術(shù),合成時利用自適應(yīng)終止[1]要研究方向,主要的方法有L.Westover提出的光線的思想由前向后合成圖像,改進了傳統(tǒng)的光[2]以對象空間為序的單元投影方法和M.Levoy線投射算法,并且該算法中大部分工作在預(yù)處理提出的以圖像空間為序的光線投射算法。這兩種階段完成,不受投射光線位置和方向的影響,速度算法都存在計算量大,且生成圖像的速度慢的問上有了很大的提高。題。面對醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的物理分辨率的不斷提高1算法思想描述和龐大的醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)場,可視化速度始終難盡人意,尋求能夠加快繪制速度
6、、提高繪制質(zhì)量的可視1.1光線投射法的基本原理化算法,成為三維可視化技術(shù)的研究熱點。體繪制中的光線投射方法與真實感技術(shù)中的近幾年來,在光線投射法的改進過程中,已經(jīng)光線跟蹤方法有些類似,即沿光線的路徑進行色[4～8]提出了一些加速技術(shù)。分析總結(jié)這些加速彩的累積。它是從屏幕中的每個像素向體數(shù)據(jù)場技術(shù)可得出,光線投射法采用的加速技術(shù)主要是投射光線,并沿視線積分計算顏色和不透明度,從[4]從兩方面考慮的:一方面利用圖像空間的相關(guān)而得到結(jié)果圖像。性盡量減少投射光線的數(shù)目,另一方面利用對象可見光線投射不能夠按存儲順序來訪問體數(shù)
7、空間相關(guān)性盡量減少不必要的采樣點數(shù)目以及相據(jù),因為視線可以從不同的方向穿過數(shù)據(jù)場,要花應(yīng)的并行技術(shù)。本文同時從這兩方面考慮,綜合長時間來計算采樣點的位置,它沒能利用空間相運用包圍盒投影多邊形的掃描轉(zhuǎn)換、投射光線間關(guān)性,內(nèi)存開銷大,運行時間長,繪制速度慢。X收稿日期:2004-10-12基金項目:山東省自然科學(xué)基金項目資助(Y2002G07)作者簡介:牛翠霞(1979-),女,山東棲霞人,碩士研究生,從事計算機科學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)的研究.第3期牛翠霞等:光線投射的快速算法研究791.2快速算法過程中,記錄圖像空間當前掃描到
8、的有效像素點的位1.2.1預(yù)處理階段置,首先將它由圖像空間坐標系OUVW變換到先進行體數(shù)據(jù)場的裁剪。針對規(guī)則標量數(shù)據(jù)物體空間坐標系OXYZ,然后在物體空間將生成場的可視化,在光線的平行投影下,根據(jù)規(guī)則網(wǎng)格直線最有效的Bresenham方法推廣至三維,進行數(shù)據(jù)場的特點,將體數(shù)據(jù)場限定在一長方體的包光線的體素化和體元的重采樣。圍盒中,進行數(shù)據(jù)場的有效裁剪,減小了
