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交互式透视体绘制新模型:无预处理的高效三维数据分析
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更新于2024-08-27
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本文主要探讨了一种创新的透视体绘制光学模型及其在三维数据可视化中的应用。在传统的三维数据可视化过程中,为了同时呈现体数据的外部结构并透视内部兴趣区域,通常需要对数据进行复杂的预处理,以获得理想的效果。然而,这种方法往往限制了交互性,并可能降低处理速度。 作者从体绘制的传统光学模型出发,提出了一个可交互调节的模型,该模型摒弃了预处理步骤,通过引入分类信息中的透射光计算,设计出一个基于内部兴趣区的透视光线模型。这个模型的核心在于它能够在保持外部组织半透明的同时,提供更为直观和实时的透视效果。通过引入传递函数的概念,该模型能够快速响应用户的交互操作,实现每秒超过20帧(fps)的交互速度,显著提高了用户体验。 实验证明,与传统模型相比,这种新型光学模型不仅提供了更佳的透视性能,而且极大地提升了用户对三维数据特征的识别能力,这对于数据分析师来说具有重要的实际价值。通过这种模型,用户可以更有效地进行三维数据的分析,节省时间和提升工作效率。因此,本文的工作为三维数据的可视化提供了新的理论支持和技术手段,对于推动信息技术领域的进步具有重要意义。
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书书书
第
29
卷
第
7
期
光
学
学
报
Vol.29
,
No.7
2009
年
7
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
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,
2009
文章编号:
02532239
(
2009
)
07184207
一种透视体绘制光学模型及其实现
付宜利
肖永飞
王树国
(哈尔滨工业大学机器人研究所,黑龙江 哈尔滨
150001
)
摘要
在三维数据可视化的应用中,经常要求保留体数 据外 部 组织 的同 时 透视 内部 某 一兴 趣区,而这 一过 程 的实
现通常需要对三维数据进行预处理后才能取得较好的效果。从体绘制的传统光 学模 型出发,推导 出一 种可交 互调
节的体绘制光学模型。通过在分类信息中引入透射光对数据显示作用的计算,建 立了 基于内 部兴 趣区的 透视 光线
模型,在保留外部组织半透明的同时,无需对三维数据进行预处理来实现较传统 模型 更好的 透视 效果。实 验证明:
该方法能以大于
20f
/
s
的速度完成交互,且与传统模型相比有着更好的透视效果。本模型 可有效 提高 用户对 三维
数据的特征识别能力
,为三维数据的有效分析提供理论依据。
关键词
光学模型;体绘制;传递函数;交互;兴趣区
中图分类号
TP391
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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收稿日期:
20080619
;收到修改稿日期:
20081110
基金项目:国家自然科学基金(
60575016
)资助项目。
作 者简介:付宜利(
1966-
),男,博士,教授,博士生导师,主要从事医学图像处理与医疗机器人和医学影像融合和
3D
重
建,图像标定、定位和导航技术等方面的研究。
Email
:
me
y
lfu
@
hit.edu.cn.
1
引
言
三维标量数据场的可视化是一门由体数据直接
还原物体三维原型 的技术
,由 于 直接体绘 制 能在不
丢失内部信息的情 况下近乎 无 损地重建 数 据场,在
医学图像重建、虚拟现实、三维地层数据分析和石油
勘测等领域有着广泛的应用
[
1
]
。在研究体数据的直
接绘制过程中
,需要 建 立一些数 学 模型来分 析 体数
据的生成、光线在数据场中的折射、散射以及体元对
光线的透射及吸收。
随着 科学技术的 不断发展,对数据场的 可视化
也提出了更高的要 求,不 仅 仅局限于 重 建三维外 貌
和区别显示不同组 织,更 提 出了对体 数 据内部各 个
组织空间拓扑结构的定位及透视显示的要求。而以
往的体绘制模型在建立之初并没有太多地考虑透视
效果,因此在绘制过程中,实现有计划地调节不同组
织的透明度方面效 果不太良 好,但很多 学 者已经进
行了相关的研究
。
Levo
y
[
2
]
首先 在 体 绘 制 中 引 入 颜 色 以 及 透 明 度
值
,这种方法的实现原理单纯,只是依据体密度分割
出体数据中不同的组织,主要强调显现不同组织间的
等值面,所以通常只能绘制单一的组织,无法显现组
织间的拓扑空间结构。
Parker
等
[
3
]
依据 该思想实现
下载后可阅读完整内容,剩余6页未读,立即下载
weixin_38726007
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