四种体绘制算法的分析与评价 被引量：17

1

作者 尹学松 张谦 +1 位作者 吴国华 潘志庚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第16期97-100,共4页

体绘制技术是科学计算可视化的重要组成部分,具有较大的研究价值和广阔的应用前景。体绘制有两种方法即间接体绘制和直接体绘制,直接体绘制(简称体绘制)以其在体数据处理及特征信息表现方面的优势,已经得到了研究者越来越多的重视。文... 体绘制技术是科学计算可视化的重要组成部分,具有较大的研究价值和广阔的应用前景。体绘制有两种方法即间接体绘制和直接体绘制,直接体绘制(简称体绘制)以其在体数据处理及特征信息表现方面的优势,已经得到了研究者越来越多的重视。文章对四种典型的体绘制算法进行了描述,并概述了它们的改进之处,同时对它们各自的性能进行了分析和评价。 展开更多

关键词 体绘制 光线投射法 抛雪球法 错切-变形法 三维纹理映射法

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医学体数据可视化的研究和实现 被引量：23

2

作者 白洋 彭承琳 郭兴明 《北京生物医学工程》 2005年第3期183-186,共4页

医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段,其技术也成为近年来研究和应用的热点。本文讨论了体数据可视化中的体绘制算法(volumerendering)中最常用的光线投射法,并利用VisualizationToolKit (VTK)———一个包含... 医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段,其技术也成为近年来研究和应用的热点。本文讨论了体数据可视化中的体绘制算法(volumerendering)中最常用的光线投射法,并利用VisualizationToolKit (VTK)———一个包含了多种体绘制技术的基于面向对象方法设计的、功能强大的可视化类库,来实现断层医学图像的三维重建,并比较了这几种体绘制技术的各自特点。重建效果表明基于VTK的体绘制技术具有应用灵活、重建效果逼真、重建速度较快等优点。 展开更多

关键词 医学体数据 三维重建 光线投射法 VTK 可视化 体绘制算法

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基于VTK和MFC的医学图像三维重建研究与实现 被引量：18

3

作者 罗火灵 许永忠 陈世仲 《生物医学工程学进展》 CAS 2010年第1期23-28,46,共7页

VTK是医学可视化领域的主流工具,MFC是Windows平台下的应用程序框架。尝试将两者进行结合编程,以实现二维医学图像的三维重建。实现医学图像三维重建的主要方法是面绘制和体绘制。将利用多组医学图像数据进行三维重建研究,其中面绘制用... VTK是医学可视化领域的主流工具,MFC是Windows平台下的应用程序框架。尝试将两者进行结合编程,以实现二维医学图像的三维重建。实现医学图像三维重建的主要方法是面绘制和体绘制。将利用多组医学图像数据进行三维重建研究,其中面绘制用移动立方体法,体绘制用光线投射法、最大密度投影法和合成体绘制法实现。最后比较两种绘制技术的结果并讨论了它们的特点。结果表明,VTK作为一种图像处理和三维可视化工具其功能是十分强大的。 展开更多

关键词 VTK 三维重建 MFC 体绘制 面绘制 医学图像 光线投射法

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基于反距离加权插值的水声数据可视化算法 被引量：17

4

作者 高真 叶学义 +1 位作者 周天琪 宋倩倩 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期266-270,275,共6页

在使用光线投影法对体数据进行三维重建时,采样点不一定刚好落在数据点的位置,需要通过插值来计算采样点的数值。插值方法的选择直接影响最终的可视化绘制效果。反距离加权插值算法是一种计算相对快速、简单的插值方法。通过分析三维水... 在使用光线投影法对体数据进行三维重建时,采样点不一定刚好落在数据点的位置,需要通过插值来计算采样点的数值。插值方法的选择直接影响最终的可视化绘制效果。反距离加权插值算法是一种计算相对快速、简单的插值方法。通过分析三维水声数据特点,引入反距离加权插值算法,确定插值算法的重要参数搜索半径和权值下降指数,在搜索半径确定的球体内对采样点进行插值,进而得到采样点的灰度值。使用人工干预实现水声数据的分层,通过调整插值参数改进绘制质量。实验结果表明,经过反距离加权插值后的图像具有较好的绘制效果。 展开更多

关键词 体数据可视化 反距离加权插值 光线投射法 搜索半径 权值下降指数

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基于GPU加速的3D矢量场改进VolumeLIC绘制技术 被引量：8

5

作者 王松 王海洋 +1 位作者 吴亚东 吴斌 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期723-732,共10页

纹理绘制技术通过纹理线条和颜色变化能够细致且生动地表现2D矢量场的速度、方向以及数据相关性等特征信息,但扩展到3D矢量场空间时,由于3D矢量场本身的空间特性容易造成纹理单元之间产生严重的视线遮挡问题,影响研究人员对矢量场内部... 纹理绘制技术通过纹理线条和颜色变化能够细致且生动地表现2D矢量场的速度、方向以及数据相关性等特征信息,但扩展到3D矢量场空间时,由于3D矢量场本身的空间特性容易造成纹理单元之间产生严重的视线遮挡问题,影响研究人员对矢量场内部固有属性特征的观察和分析.针对此问题,提出一种基于GPU加速实现的稀疏噪声纹理生成的改进3D矢量场Volume LIC绘制技术.在噪声生成部分,基于泊松盘分布以避免噪声点间的相互遮挡,采用Hilbert空间填充线遍历减少生成噪声点的规律性和人工痕迹,并通过高斯滤波核滤除高频区域生成稀疏高斯噪声.整个算法采用GPU+GLSL硬件加速机制,在噪声纹理采样时,利用GPU顶点颜色线性插值功能和片元计算方法有效地加速LIC纹理生成过程,并将卷积噪声和矢量场数据作为纹理传入GPU;采用光线投射算法实现LIC纹理的3D绘制显示,并通过光线提前终止技术和空白空间跳跃技术有效提升绘制效率;同时提供多种有效的交互分析手段查看流场内部特征.实验结果表明,该方法生成的3D纹理图像清晰、绘制效率高,能够有效地缓解3D复杂矢量场卷积数据过多引起的遮挡与混乱现象,具备良好的可视化效果. 展开更多

关键词 稀疏噪声 泊松盘分布 Hilbert空间填充线 高斯滤波 光线投射法

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基于VTK的医学三维可视化分析系统 被引量：5

6

作者 齐敏 位军 +1 位作者 陈世浩 M Lehmpfuhl 《计算机仿真》 CSCD 2008年第3期242-244,250,共4页

计算机断层扫描、核磁共振等生成的二维DICOM数据已被广泛应用在现代临床医疗诊断中,但其直观性差,使诊断的效率低下,并且对医生的经验要求高。对此,针对医学体数据场,以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上以Visual C++为开发工具,研... 计算机断层扫描、核磁共振等生成的二维DICOM数据已被广泛应用在现代临床医疗诊断中,但其直观性差,使诊断的效率低下,并且对医生的经验要求高。对此,针对医学体数据场,以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上以Visual C++为开发工具,研究实现了一个医学三维可视化分析系统。主要讨论了采用外接球面法改善光线投射算法绘制速度的改进的体数据绘制方法,以及任意方向虚拟切片的提取和虚拟切片内插值问题。系统可以对重建出的三维可视化几何模型进行多种操作和任意方向的切片提取,对诊断具有参考价值,提高了诊疗方法的直观性、准确性和科学性。 展开更多

关键词 三维可视化 医学体数据 光线投射法

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三维地矿工程体视化技术 被引量：3

7

作者 李春民 李仲学 +1 位作者 僧德文 李翠平 《矿业研究与开发》 CAS 2004年第6期50-53,共4页

描述了体视化技术的主要过程。对地矿工程的两种 数据,即离散的钻孔采样数据和连续的工程布置几何模型数 据,分别通过插值处理和体素化处理形成三维规则体数据 场。最后,通过对体视化的各种算法和地矿工程数据的特点 进行了剖析,给出了... 描述了体视化技术的主要过程。对地矿工程的两种 数据,即离散的钻孔采样数据和连续的工程布置几何模型数 据,分别通过插值处理和体素化处理形成三维规则体数据 场。最后,通过对体视化的各种算法和地矿工程数据的特点 进行了剖析,给出了一种改进的光线投射法,并结合某一铁 矿山的情况进行了模型验证。 展开更多

关键词 地矿工程 体视化 体素化 光线投射法

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基于VTK光线投射法的CT图像三维重建 被引量：5

8

作者 梅康平 张红民 李晓峰 《计算机与数字工程》 2008年第5期135-136,144,共3页

通过光线投射(Ray-casting)算法中等值面、最大密度映射和合成等三种体绘制方法实现CT图像的三维重建,验证并比较这三种方法在人体模型三维重建的技术上的优缺点。结果表明VTK用于CT图像的三维可视化具有快速、方便、高效的特点,三种方... 通过光线投射(Ray-casting)算法中等值面、最大密度映射和合成等三种体绘制方法实现CT图像的三维重建,验证并比较这三种方法在人体模型三维重建的技术上的优缺点。结果表明VTK用于CT图像的三维可视化具有快速、方便、高效的特点,三种方法各有侧重点,实际应用中不同的需要应选用不同的方法。 展开更多

关键词 VTK 三维重建 CT 光线投射法

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基于相关性的快速体绘制研究 被引量：2

9

作者 张翔 张大志 +1 位作者 田金文 柳健 《计算机工程与科学》 CSCD 2005年第2期33-35,共3页

光线投射法是三维直接体绘制算法中的一种最基本方法,但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制速度 慢的缺点。本文充分利用对象空间与图像空间的各种相关性,利用对象空间中数据场的相关性,对采样点处的均匀性区域 采用正方体进行度量... 光线投射法是三维直接体绘制算法中的一种最基本方法,但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制速度 慢的缺点。本文充分利用对象空间与图像空间的各种相关性,利用对象空间中数据场的相关性,对采样点处的均匀性区域 采用正方体进行度量,并以此来确定采样步长,在射线方向上采用自适应的采样方式,避免在采样点周围均匀性区域中重 复地进行采样,大大地提高了三维数据场的绘制速度。 展开更多

关键词 图像合成 相关性 体绘制 光线投射法 三维直接体绘制算法 计算机

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体绘制技术及其在矿床三维可视化中的应用 被引量：4

10

作者 僧德文 李仲学 +1 位作者 李春民 李翠平 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第4期473-476,共4页

体绘制技术是与传统的面绘制技术完全不同的一种可视化方法。论述了体绘制技术的原理、算法和过程,并结合地矿工程特点,设计了一个基于改进的光线投射法的地矿三维可视化仿真系统,利用某一矿山实际地测数据对系统进行了验证。结果表明,... 体绘制技术是与传统的面绘制技术完全不同的一种可视化方法。论述了体绘制技术的原理、算法和过程,并结合地矿工程特点,设计了一个基于改进的光线投射法的地矿三维可视化仿真系统,利用某一矿山实际地测数据对系统进行了验证。结果表明,所研究的系统能够很好地反映地矿三维空间实际情况,展示了算法的正确性与仿真系统的应用前景,使体绘制技术向实际应用迈进了重要的一步。 展开更多

关键词 面绘制 体绘制 光线投射法 可视化

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石油勘探开发中的数据场可视化技术应用研究 被引量：4

11

作者 徐嘉丽 刘玉杰 朱连章 《计算机仿真》 CSCD 2005年第8期190-193,共4页

石油勘探开发是石油工业的重要部分,在石油勘探开发过程中,会采集到大量的数据,形成三维数据场,使用这些数据的目的是为了准确地再现油藏分布以及石油勘探开发过程中的参数的动态变化。该文是将三维数据场可视化技术应用到石油勘探开发... 石油勘探开发是石油工业的重要部分,在石油勘探开发过程中,会采集到大量的数据,形成三维数据场,使用这些数据的目的是为了准确地再现油藏分布以及石油勘探开发过程中的参数的动态变化。该文是将三维数据场可视化技术应用到石油勘探开发过程中的地质建模和数值模拟之中,利用可视化技术,尤其是三维数据场可视化技术,实现了从大量数据中构造出三维图像。该文在算法中使用了包围盒技术和分层存储结构来提高算法的速度,达到了较好的效果,直观地再现了石油在油气藏中的状态,指导设计人员进行井位的确定,提高石油生产的效益,辅助相关领域工作人员的分析、设计,具有广泛应用前景。 展开更多

关键词 三维数据场 可视化 直接体绘制 光线投射法 包围盒 分层存储

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基于光线投射法的冠脉血管腔壁分割算法 被引量：5

12

作者 李俊威 陈晓冬 +4 位作者 贾忠伟 陈向志 汪毅 赵聪 郁道银 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期118-122,共5页

为构建冠心病辅助诊断系统,为冠状动脉病变检测提供冠脉结构参数,提出一种利用冠状动脉血管中心线获取血管腔壁的算法。该算法以基于二阶Hessian矩阵血管滤波改进的最小代价路径算法获得的血管中心线为跟踪路径,根据中心线的轨迹计算中... 为构建冠心病辅助诊断系统,为冠状动脉病变检测提供冠脉结构参数,提出一种利用冠状动脉血管中心线获取血管腔壁的算法。该算法以基于二阶Hessian矩阵血管滤波改进的最小代价路径算法获得的血管中心线为跟踪路径,根据中心线的轨迹计算中心线上过每一个体素点的冠状动脉横截面,利用光线投射法获得冠脉横截面上离散的血管腔壁位置,并结合分段样条拟合方法得到血管腔壁轮廓,最终采用移动立方体算法将各个血管横截面上的腔壁轮廓重建为三维腔壁模型。该算法所得结果能够清晰反映血管腔壁轮廓,且具有较高的计算速度。 展开更多

关键词 医用光学 冠状动脉 腔壁分割 光线投射法 移动立方体

原文传递

基于CT图像的土壤孔隙结构重构 被引量：5

13

作者 赵玥 刘雷 +1 位作者 韩巧玲 赵燕东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期401-406,共6页

土壤孔隙的几何结构和空间特征决定了土壤的透气性和保水性,对土壤功能多样性和生态修复具有重要影响,但现有对土壤孔隙的研究中,缺乏可直观性和定量性对孔隙特征进行描述的工具和方法。针对这一问题,本文采用基于面绘制的移动立方体法(... 土壤孔隙的几何结构和空间特征决定了土壤的透气性和保水性,对土壤功能多样性和生态修复具有重要影响,但现有对土壤孔隙的研究中,缺乏可直观性和定量性对孔隙特征进行描述的工具和方法。针对这一问题,本文采用基于面绘制的移动立方体法(Marching cubes,MC)和基于体绘制的光线投射法(Ray casting,RC)还原土壤孔隙的几何形态和空间分布。以单个孔隙和不同孔隙密集程度的土壤孔隙CT图像为应用对象进行实验,结果表明,2种算法的重构效果均不受土壤样本孔隙密集程度的影响。其中,MC算法重构出的孔隙结构存在边界锯齿化和缺失的现象,且其孔隙体积也小于实际情况;而RC算法重构的孔隙轮廓清晰,结构真实,可完整地呈现出孔隙结构的细节信息。为进一步评价2种算法的重构性能,采用模型品质、绘制速度和内存消耗3个指标进行实验结果的比较分析。结果表明,MC算法存在二义性的不足,使得孔隙结构存在一定程度的失真,重构的孔隙模型质量一般,但由于其只针对表面体素进行重构,因而具有较快的绘制速度和较小的内存消耗;而RC算法采用为每个体素分配不透明度和光强的方法来合成模型,避免了MC算法的缺点,能够保持孔隙模型的细节信息,但由于其重构过程中所有体素点都参与运算,使得其绘制速度较慢,内存占用较大。通过对模型品质、绘制速度和内存消耗3个指标的综合分析,RC算法更加适用于土壤孔隙的三维重构,不仅为土壤孔隙的可视化分析提供了一种较为先进的方法,也为研究土壤水分和养分的运移以及空气的交换奠定了技术基础。 展开更多

关键词 土壤 孔隙结构 三维重构 CT图像 移动立方体法 光线投射法

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基于CUDA海量空间数据实时体绘制研究 被引量：5

14

作者 俞洲 孟新 彭晓东 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第2期688-694,共7页

针对海量空间科学数据的精细及实时三维绘制需求,提出并实现了一种基于CUDA语言的并行化光线投射体绘制加速算法,利用传统体绘制算法中光线投射法的可并行特点和GPU中高速的纹理查询的优点,通过一个实际坐标到纹理坐标的转换函数实现了... 针对海量空间科学数据的精细及实时三维绘制需求,提出并实现了一种基于CUDA语言的并行化光线投射体绘制加速算法,利用传统体绘制算法中光线投射法的可并行特点和GPU中高速的纹理查询的优点,通过一个实际坐标到纹理坐标的转换函数实现了对不规则采样数据的准确采样,并完成了绘制算法的CUDA并行化改造,通过CUDA语言利用GPU强大的并行计算能力实现了对海量空间数据的实时三维光线投射绘制。 展开更多

关键词 光线投射法 不规则体数据 纹理映射 统一计算架构 实时体绘制

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交互式虚拟内窥镜成像及应用 被引量：3

15

作者 姚德民 宋志坚 《解剖学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期192-194,共3页

目的:作为虚拟内窥镜系统开发的基础性课题,本文针对虚拟内窥镜研究中交互式成像问题展开研究,以求得快速而优质的成像效果。方法:首先提出一种简单直观的坐标变换方法,便于进行交互式的虚拟内窥镜成像。其次,为解决交互式虚拟内窥镜成... 目的:作为虚拟内窥镜系统开发的基础性课题,本文针对虚拟内窥镜研究中交互式成像问题展开研究,以求得快速而优质的成像效果。方法:首先提出一种简单直观的坐标变换方法,便于进行交互式的虚拟内窥镜成像。其次,为解决交互式虚拟内窥镜成像的速度问题,使用精简后的光线投射法进行体绘制重建,在使其能够在保证一定图像精度的同时提高速度。结果:实验得到了满意的交互式成像效果。结论:所提出的方法是切实可行的,从而为进一步开发高精度的交互式虚拟内窥镜系统打下了坚实的基础。 展开更多

关键词 虚拟内窥镜 交互式 成像效果 光线投射法 内窥镜系统 系统开发 坐标变换 基础性 体绘制 速度 精度

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改进的光线投射法 被引量：4

16

作者 钱鹰 张翔 赖均 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第11期3780-3783,共4页

采用光线投射法对连续CT图片进行三维重建,针对传统的光线投射法采样点计算量大,难以实现交互的问题,在采样过程中,利用平行投射直线之间的空间递推关系,提出了快速计算射线与平面集合的交点的算法,加快采样点的获取速度,实现重建速度... 采用光线投射法对连续CT图片进行三维重建,针对传统的光线投射法采样点计算量大,难以实现交互的问题,在采样过程中,利用平行投射直线之间的空间递推关系,提出了快速计算射线与平面集合的交点的算法,加快采样点的获取速度,实现重建速度上的提高。针对光线计算重复的问题,采用简化后的Phong光照模型,使得最后重建的显示效果更加理想。通过一台带有独立显卡的PC机,实现了改进后的算法,验证了该算法的实际效用。 展开更多

关键词 三维重建 光线投射法 采样点 体素 三线性插值 PHONG光照模型

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一个新的体绘制加速算法 被引量：2

17

作者 赵陌 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第17期155-158,184,共5页

针对目前加速方式与传递函数交互设定需求的矛盾,提出了一个新的基于边缘切除原理的体绘制加速算法。算法针对两个关键难点:如何消除传递函数调整依赖性,如何识别空体素,提出了有效的绝对空体素识别准则,设计了高效的边缘空体素分离机制... 针对目前加速方式与传递函数交互设定需求的矛盾,提出了一个新的基于边缘切除原理的体绘制加速算法。算法针对两个关键难点:如何消除传递函数调整依赖性,如何识别空体素,提出了有效的绝对空体素识别准则,设计了高效的边缘空体素分离机制,构成了不依赖传递函数调整的加速模式。在保持高的图像质量的前提下,边缘切除算法具有显著的绘制速度提升。边缘切除过程在预处理阶段进行,算法参数易于选取和推广,具有广泛的适应性,非常适合需要交互设定传递函数的普及型医学图像分析系统应用。算法采用了规则的边缘切除方式,收缩后的体数据非常方便后续光线投射或溅射算法应用,可以方便地与其他各种加速方式组合使用,使不同角度的加速效果实现叠加,是当前各种主流加速技术的一个很好的互补技术。不同背景的运算实例,测试和验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 医学图像处理 体数据可视化 体绘制加速算法 光线投射法 溅射法

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矿床仿真模型中光线投射法的改进 被引量：1

18

作者 李翠平 李仲学 《金属矿山》 CAS 北大核心 2003年第8期8-11,共4页

为了采用体视化技术构建矿床模型 ,更有真实感地表达矿床这种具有体属性 (如组分、品位、岩性等 )、尺度巨大 (一般以千米计 )、形态不规则、且通常无法观测的三维地质体 ,对矿床体视化仿真中的体绘制方法进行了研究。通过分析光线投射... 为了采用体视化技术构建矿床模型 ,更有真实感地表达矿床这种具有体属性 (如组分、品位、岩性等 )、尺度巨大 (一般以千米计 )、形态不规则、且通常无法观测的三维地质体 ,对矿床体视化仿真中的体绘制方法进行了研究。通过分析光线投射法的基本原理 ,结合应用对象 (矿床 )的特征 ,提出了对光线投射法的 3点改进 ,从而改善生成图象的绘制质量 。 展开更多

关键词 矿床仿真模型 光线投射法 体视化 改进方法 重采样 图象合成 体绘制

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基于数据场可视化技术的石油勘探应用研究 被引量：3

19

作者 徐嘉丽 刘玉杰 +1 位作者 夏顺仁 朱连章 《微计算机信息》 2004年第4期118-119,32,共3页

石油勘探开发是石油工业的重要部分,直接决定了我国的石油产量,在石油勘探开发过程中,会采集到大量的数据,形成三雏数据场。本文是将三维数据场可视化技术应用到石油勘探开发过程中的地质建模和数值模拟之中,达到了较好的效果。直观、... 石油勘探开发是石油工业的重要部分,直接决定了我国的石油产量,在石油勘探开发过程中,会采集到大量的数据,形成三雏数据场。本文是将三维数据场可视化技术应用到石油勘探开发过程中的地质建模和数值模拟之中,达到了较好的效果。直观、准确地再现了油藏分布以及石油开发过程中的参数的动态变化,辅助相关领域工作人员的分析、设计,具有广泛应用前景。 展开更多

关键词 石油勘探 三维数据场 可视化 直接体绘制 光线投射法

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基于VTK的肝脏组织三维可视化体绘制 被引量：2

20

作者 朱玲利 徐红升 鲍苏苏 《计算机与数字工程》 2010年第6期119-121,共3页

医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段,其技术也成为近年来研究和应用的热点。其中讨论了体绘制算法中最常用的光线投射法,并利用Visualization Tool Kit(VTK),一个包含了多种体绘制技术的基于面向对象方法设计... 医学体数据可视化在临床上已成为辅助诊断和辅助治疗的重要手段,其技术也成为近年来研究和应用的热点。其中讨论了体绘制算法中最常用的光线投射法,并利用Visualization Tool Kit(VTK),一个包含了多种体绘制技术的基于面向对象方法设计的、功能强大的可视化类库,来实现断层医学图像的三维重建,重建效果表明基于VTK的体绘制技术具有应用灵活、重建效果逼真、重建速度较快等优点。 展开更多

关键词 医学图像 三维可视化 VTK 光线投射法

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