稀疏网格种子填充算法在虚拟肝脏手术中的应用与改进

"基于稀疏网格改进的种子填充方法及其在虚拟肝脏手术中的应用 .pdf" 本文主要探讨了一种创新的种子填充算法，该算法在稀疏网格环境下进行了优化，特别适用于三维网格表面的处理。传统的种子填充算法通常用于二维平面区域，而朱晨阳、熊岳山等人提出的方法将其扩展到了三维空间，这对于复杂几何结构的处理，如虚拟肝脏手术的模拟，具有重要意义。 种子填充算法是计算机图形学中的一个基础工具，主要用于在图像或数据结构中根据指定的起始点（种子点）填充特定区域。在这个改进的版本中，作者定义了一种新的种子点判定模式，使得算法能够更准确地识别和填充三维网格中的目标区域，这在虚拟手术模拟中可以确保模型的精确性。 在实际应用中，尤其是在虚拟肝脏手术的美兰标定过程中，可能会遇到“毛刺”现象，即边界线不连续或不平滑的问题。为了解决这个问题，研究者引入了贝塞尔曲线平滑处理技术。贝塞尔曲线是一种在图形设计中常用的数学方法，它可以生成平滑、连续的曲线，非常适合用来消除网格表面的锯齿状边缘。通过应用贝塞尔曲线，算法能有效地消除毛刺，增强边界线的平滑度，从而提高虚拟手术模拟的视觉真实感。 此外，该研究还强调了算法的实时性和逼真模拟效果。在虚拟肝脏手术中，实时性至关重要，因为它直接影响到医生的决策速度和准确性。通过优化种子填充算法和使用贝塞尔曲线平滑技术，不仅提高了填充效率，还保证了模拟过程的流畅性，为医生提供了更加接近实际操作的体验。 关键词：种子填充算法、稀疏网格、虚拟肝脏手术、贝塞尔曲线，这些都揭示了该研究的核心内容和应用场景。这项工作对计算机图形学，特别是医疗领域的虚拟现实技术，有着积极的推动作用，它为未来开发更为精细和真实的手术模拟系统奠定了坚实的基础。