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VTK医学图像三维重建应用及实现 被引量:17
1
作者 洪涛 潘志方 +2 位作者 林立本 杨丽丽 沈琴琴 《计算机系统应用》 2011年第4期127-130,85,共5页
VTK是开放源码的自由软件系统,可应用于图像处理、计算机图形学和科学计算可视化,在国内外被广泛用于各行各业。介绍了VTK的基本组成、系统架构、可视化流程。并且将VTK应用于医学图像可视化,使用面绘制的移动立方体法和体绘制的光线投... VTK是开放源码的自由软件系统,可应用于图像处理、计算机图形学和科学计算可视化,在国内外被广泛用于各行各业。介绍了VTK的基本组成、系统架构、可视化流程。并且将VTK应用于医学图像可视化,使用面绘制的移动立方体法和体绘制的光线投影法,在Microsoft Visual Studio 2005下使用C++语言分别实现了医学图像三维重建,并给出了系统实例。实践证明,使用VTK开发医学图像三维重建系统,重建效果好,开发时间少,代码重用率高。 展开更多
关键词 VTK 三维重建 动立方体法 光线投影法 医学可视化
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三维地震数据场的快速体绘制方法 被引量:6
2
作者 马仁安 张二华 杨静宇 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期1008-1012,共5页
在纹理和体元投影绘制方法的基础上,提出了适用于地震勘探数据的等值体素投影体绘制方法(IVP) 该方法对图形硬件的依赖程度较小,可以在微机上实现其绘制速度基本上达到了交互的要求,绘制时间仅是光线投射算法的1 16~1 8,但生成的图像... 在纹理和体元投影绘制方法的基础上,提出了适用于地震勘探数据的等值体素投影体绘制方法(IVP) 该方法对图形硬件的依赖程度较小,可以在微机上实现其绘制速度基本上达到了交互的要求,绘制时间仅是光线投射算法的1 16~1 8,但生成的图像要模糊一些。 展开更多
关键词 等值体素投影 体绘制 光线投射
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基于数据场相关性的光线投射算法 被引量:5
3
作者 陈礼民 梁晓辉 邵志东 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 1999年第9期762-765,共4页
光线投射算法是体绘制中的经典方法。这一算法具有结构清晰,实现便利的特点。但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制精度低的缺点。本文利用数据场的相关性和不等步长的采样方法来改善光线投射算法的品质,使它既具有快速的优点又... 光线投射算法是体绘制中的经典方法。这一算法具有结构清晰,实现便利的特点。但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制精度低的缺点。本文利用数据场的相关性和不等步长的采样方法来改善光线投射算法的品质,使它既具有快速的优点又具有较高的成象精度。 展开更多
关键词 科学计算 体绘制 光线投射算法 数据场 相关性
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上海65m射电望远镜天线结构日照非均匀温度场 被引量:7
4
作者 钱宏亮 钟杰 范峰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期39-46,共8页
研究分析太阳辐射作用下上海65m射电望远镜天线结构的非均匀温度场。首先解析光线投影算法计算天线结构日照阴影的具体步骤,基于该算法编写天线结构日照阴影分析程序,然后采用该程序对不同工作旋转角的天线结构进行日照阴影数值模拟,获... 研究分析太阳辐射作用下上海65m射电望远镜天线结构的非均匀温度场。首先解析光线投影算法计算天线结构日照阴影的具体步骤,基于该算法编写天线结构日照阴影分析程序,然后采用该程序对不同工作旋转角的天线结构进行日照阴影数值模拟,获得各构件不同时刻的日照系数;在此基础上,修正天线结构各构件所吸收的太阳辐射能量,以此作为主要热荷载模拟不同工作旋转角下天线结构的非均匀温度场,统计天线结构温度场分布的时间特性和空间特性。分析结果表明:光线投影算法可以有效地解决射电望远镜天线结构的日照阴影问题,日照阴影对天线结构的温度分布具有不可忽视的影响。 展开更多
关键词 射电望远镜 非均匀温度场 日照阴影 光线投影算法
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基于包围跳跃和改进反距离加权插值的光线投射算法
5
作者 宫宁 王瑜 +1 位作者 肖洪兵 孙梅 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第5期137-140,共4页
本文提出了一种基于包围跳跃和改进反距离加权(IIDW)插值的光线投射算法,用于医学影像三维(3D)重建。通过包围跳跃技术,减少无效投射光线,并且跳过包围盒(BB)内对图像质量无贡献的空体素,以提升绘制速度。通过IIDW插值技术,代替传统的... 本文提出了一种基于包围跳跃和改进反距离加权(IIDW)插值的光线投射算法,用于医学影像三维(3D)重建。通过包围跳跃技术,减少无效投射光线,并且跳过包围盒(BB)内对图像质量无贡献的空体素,以提升绘制速度。通过IIDW插值技术,代替传统的三线性插值方法,简化插值运算。同时在图像合成的过程中增加中间采样点,以提升三维模型质量。实验结果表明,本文提出的算法既可以提升三维模型的绘制速度,同时也可以提高三维模型的绘制质量。 展开更多
关键词 体绘制 光线投射算法 三维重建 包围跳跃
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基于改进预积分技术的光线投射三维重建算法
6
作者 王亚晨 王瑜 +1 位作者 宫宁 肖洪兵 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2024年第9期1133-1138,共6页
在传统的光线投射算法中,由于传递函数具有非线性,导致奈奎斯特采样定律常常无法被满足,影响生成模型的质量,因此,本研究提出一种基于改进预积分技术的光线投射算法。首先在传统光线投射算法中引入预积分分类技术,利用其面对任何非线性... 在传统的光线投射算法中,由于传递函数具有非线性,导致奈奎斯特采样定律常常无法被满足,影响生成模型的质量,因此,本研究提出一种基于改进预积分技术的光线投射算法。首先在传统光线投射算法中引入预积分分类技术,利用其面对任何非线性传递函数都可以规避最大奈奎斯特采样频率的优势提升三维重建模型的质量;然后利用设计的预积分加速算子,优化不透明度与颜色值的计算方法,简化预积分合成流程,缩短三维模型重建的时间。实验结果显示,利用本文算法对人工合成的三维圆锥进行重建,速度可提升22.5%,对真实的冠脉计算机断层扫描图像进行重建,绘制速度可提升23.8%,并且生成三维圆锥图像的均方误差值小于传统光线投射算法,结构相似度值大于传统光线投射算法,证明本文算法既可以提高重建模型的质量,也可以提升重建速度。 展开更多
关键词 图像重建 光线投射算法 预积分技术
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基于CUDA海量空间数据实时体绘制研究 被引量:5
7
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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GPU加速的台风可视化方法 被引量:5
8
作者 秦绪佳 张勤锋 +2 位作者 陈坚 郑红波 徐晓刚 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期293-300,共8页
自然现象的可视化是计算机图形学和虚拟现实领域的重要研究内容。对传统光线投射算法分析的基础上进行改进,提出基于球壳体的光线投射算法。将GPU运用于球壳体数据场的体绘制,设计了基于球壳体数据场的顶点着色程序和像素着色程序。同时... 自然现象的可视化是计算机图形学和虚拟现实领域的重要研究内容。对传统光线投射算法分析的基础上进行改进,提出基于球壳体的光线投射算法。将GPU运用于球壳体数据场的体绘制,设计了基于球壳体数据场的顶点着色程序和像素着色程序。同时,对台风源数据格式进行解析,生成了用于台风可视化的体数据,采用提出的算法实现了台风云层和因子的可视化。实验结果表明,本文基于GPU的球壳体光线投射算法在球体表面较好地实现了实时台风可视化效果。 展开更多
关键词 GPU加速 台风可视化 光线投射算法 球壳体
原文传递
三维空间规则数据场体可视化系统设计 被引量:1
9
作者 许寒 刘希顺 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2003年第1期96-98,共3页
三维空间规则数据场可视化是三维重建关键步骤之一。可视化技术由于其优点近年来得到飞快的发展和应用。分析论述可视化中的体绘制算法 ,并详细介绍了以VC + + 6.0为开发平台 。
关键词 三维空间规则数据场 体可视化系统 设计 三维重建 OPENGL 体绘制 光线投射算法 图像合成 计算机图形学 VC++6.0
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基于一种改进的光线投影体绘制算法的三维重建 被引量:4
10
作者 宋卫东 雷万军 《医疗设备信息》 2007年第8期1-2,6,共3页
提出了一种改进的光线投影体绘制算法,利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性,减少矩阵的运算量,加快重采样计算过程,从而加速了光线投影的效率。实验结果表明改进后的算法,可以利用OpenGL图形标准及硬件加速对图像序列进行三维重建,... 提出了一种改进的光线投影体绘制算法,利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性,减少矩阵的运算量,加快重采样计算过程,从而加速了光线投影的效率。实验结果表明改进后的算法,可以利用OpenGL图形标准及硬件加速对图像序列进行三维重建,重建效果逼真,重建速度较快,具有算法简单、实现容易的特点。 展开更多
关键词 体绘制算法 光线投影算法 三维重建
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基于湖泊实景三维水环境的水动力模型可视分析技术
11
作者 焦向伟 《吉林水利》 2023年第10期1-6,66,共7页
传统研究中针对湖泊水动力学模拟结果不连续、不直观,不利于研究人员探究其复杂多变的内部规律。本文针对湖泊水体蓝藻爆发,将水动力模型、光滑粒子系统与湖泊水环境实景三维场景相结合,提出大规模粒子系统与水动力水质模型时空耦合方法... 传统研究中针对湖泊水动力学模拟结果不连续、不直观,不利于研究人员探究其复杂多变的内部规律。本文针对湖泊水体蓝藻爆发,将水动力模型、光滑粒子系统与湖泊水环境实景三维场景相结合,提出大规模粒子系统与水动力水质模型时空耦合方法,通过三维网格数值模拟方式创建粒子系统,利用水动力模型形成的流场数据(包括位置、流速、流向等),以粒子模拟蓝藻并将其初始化到网格体系中,通过流场驱动粒子运动,实现水动力水质模型在真实水下三维地形环境中实时计算和动态模拟推演。文章通过三维粒子系统模拟湖泊流场在地理环境下的演变过程,实现污染物(蓝藻)在内陆湖泊扩散和集聚效应的连续、动态可视化。本文的研究方法和结果为研究太湖蓝藻环境防治提供技术支持。 展开更多
关键词 湖泊水动力模型 光线投射算法 粒子系统 实景三维水环境
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体视化中LOD技术思想的应用与实现 被引量:1
12
作者 陈慧 何兴恒 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第22期5860-5862,5865,共4页
在真实感图形学研究中,复杂模型的实时绘制与动态显示是研究的热点之一。细节层次是实时图形生成的一项重要技术。细节层次模型是指对同一个场景或场景中的物体,使用具有不同细节的方法得到一组模型,供绘制时使用。建立细节层次模型能... 在真实感图形学研究中,复杂模型的实时绘制与动态显示是研究的热点之一。细节层次是实时图形生成的一项重要技术。细节层次模型是指对同一个场景或场景中的物体,使用具有不同细节的方法得到一组模型,供绘制时使用。建立细节层次模型能很有效地降低数据量和复杂度,实现三维场景的实时处理。针对光线投射绘制算法图像质量高,但是速度较慢的特点,提出将LOD技术思想引入到光线投射算法以改善图像体绘制时的交互性能,该方法为以后在地形可视化、虚拟现实等领域的应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 层次细节简化 体绘制 三维可视化 光线投射算法 稀疏采样
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基于大规模粒子系统的太湖蓝藻集聚可视化研究
13
作者 焦向伟 《黑龙江环境通报》 2023年第8期21-23,共3页
本文将粒子系统与内陆湖泊中的蓝藻集聚效应相结合,提出大规模粒子系统与水动力水质模型时空耦合方法,通过三维网格数值模拟方式创建粒子系统,利用水动力模型形成的流场数据(包括位置、流速、流向等),以粒子模拟蓝藻并将其初始化到网格... 本文将粒子系统与内陆湖泊中的蓝藻集聚效应相结合,提出大规模粒子系统与水动力水质模型时空耦合方法,通过三维网格数值模拟方式创建粒子系统,利用水动力模型形成的流场数据(包括位置、流速、流向等),以粒子模拟蓝藻并将其初始化到网格体系中,通过流场驱动粒子运动,实现水动力水质模型在三维环境中的实时计算和动态模拟推演。通过三维粒子系统模拟湖泊流场在地理环境下演变过程,实现蓝藻在内陆湖泊集聚效应的连续、动态可视化,为研究太湖蓝藻环境污染提供技术支持。 展开更多
关键词 湖泊水质模型 光线投射算法 粒子系统
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基于OpenCL的三维可视化加速模型 被引量:4
14
作者 袁健 高勃 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2015年第2期327-331,共5页
由多张相关的二维图像构建成在屏幕上显示的三维立体图像的三维可视化技术对医学诊断具有重要意义,但若绘制时间过长将限制该技术在实践中的应用,研究既能满足医生临床诊断需要,又能快速实现三维可视化的加速模型具有实用价值.提出的基... 由多张相关的二维图像构建成在屏幕上显示的三维立体图像的三维可视化技术对医学诊断具有重要意义,但若绘制时间过长将限制该技术在实践中的应用,研究既能满足医生临床诊断需要,又能快速实现三维可视化的加速模型具有实用价值.提出的基于Open CL的三维可视化加速模型是一种基于Open CL架构,通过合理设计内核函数实现改进的光线投射算法在GPU上并行和并发运行的三维可视化加速模型,该模型实现代码可不用修改在两大主流显卡平台NVIDIA和AM D上任意移植,实验证明,该模型绘制三维图像速度与NVIDIA的CUDA实现模型相当,快于传统GPU模型,但其图像渲染更逼真和清晰,实现代码具有显卡平台移植性. 展开更多
关键词 三维可视化 光线投射算法 Open CL 体绘制 医学图像
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基于GPU加速的改进的光线投射算法研究 被引量:4
15
作者 唐振禹 吕晓琪 任国印 《现代电子技术》 北大核心 2016年第21期56-60,共5页
传统的医学图像体绘制算法大多通过CPU端实现,为解决传统算法存在绘制时间较长,交互不够流畅,且使用平台单一等问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的医学序列影像的实时体绘制技术。通过对不透明度值设置阈值,提前终止光线计算... 传统的医学图像体绘制算法大多通过CPU端实现,为解决传统算法存在绘制时间较长,交互不够流畅,且使用平台单一等问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的医学序列影像的实时体绘制技术。通过对不透明度值设置阈值,提前终止光线计算,并在光线遍历体数据时,调整采样间距,改进了光线投射算法。实验结果表明,对其中一组最大数据(931张切片)的绘制时间为1.3s左右,交互时的绘制帧数在20~40之间。在绘制时间方面,不仅比传统的基于CPU的算法有大幅度提高,相比于前人的基于GPU的算法也有明显改进,加速比可以达到1.5左右。 展开更多
关键词 GPU 光线投射算法 体绘制 采样间距 不透明度值
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基于OpenGL的光线投射算法的研究 被引量:4
16
作者 江兆尧 路游 +2 位作者 贾广忠 亓永刚 徐振 《计算机技术与发展》 2010年第3期218-220,224,共4页
利用VC++6.0以及OpenGL实现光线投射算(Ray Casting)法。介绍了光线投射算法以及OpenGL的知识。主要实验方法为:第一、对原始CT图像进行数据预处理、数据分类,得到满足绘制要求的规则体数据,并且对各个数据点赋予颜色值和不透明度;第二... 利用VC++6.0以及OpenGL实现光线投射算(Ray Casting)法。介绍了光线投射算法以及OpenGL的知识。主要实验方法为:第一、对原始CT图像进行数据预处理、数据分类,得到满足绘制要求的规则体数据,并且对各个数据点赋予颜色值和不透明度;第二、利用体绘制算法绘制出人头(主要是人脑)图像,并且能够实现空间上三个方向的浏览与绘制功能,但是绘制速度比较慢。实验结果表明:采用光线投射算法能够实现人脑的三维可视化,并且能够绘制出清晰图像,图像效果令人满意。 展开更多
关键词 光线投射算法 重采样 体绘制
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最大熵阈值分割和包围盒划分的三维重建算法研究 被引量:4
17
作者 李航 孙景文 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第12期187-190,194,共5页
光线投射算法作为经典的像序体绘制算法被广泛应用于医学领域。针对光线投射算法在手术模拟中绘制速度慢、不能满足实时交互操作要求的问题,结合各学者提出的各种改进算法的优点,提出了一种基于最大熵阈值分割和包围盒划分的体绘制加速... 光线投射算法作为经典的像序体绘制算法被广泛应用于医学领域。针对光线投射算法在手术模拟中绘制速度慢、不能满足实时交互操作要求的问题,结合各学者提出的各种改进算法的优点,提出了一种基于最大熵阈值分割和包围盒划分的体绘制加速算法,算法通过二维最大熵阈值分割、包围盒划分、八叉树数据格式存储最大限度地滤去无效体素,从而提高了光线投射算法绘制速度。实验结果表明,提出的改进算法与传统光线投射算法相比在绘制速度上可以提高3倍以上,基本满足了实时绘制的要求。 展开更多
关键词 体绘制 最大熵 包围盒 光线投射算法
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基于自适应复合插值的光线投射算法(英文) 被引量:4
18
作者 曾艳阳 裴庆庆 李保锟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4187-4194,共8页
光线投射算法因其算法成熟、成像质量高而被广泛应用于体绘制技术中。为解决高质量图像带来的计算量大、绘制时间长等问题,该文在传统光线投射算法的基础上,针对体绘制过程中重采样点插值、合成耗时长问题进行研究,提出一种改进的自适... 光线投射算法因其算法成熟、成像质量高而被广泛应用于体绘制技术中。为解决高质量图像带来的计算量大、绘制时间长等问题,该文在传统光线投射算法的基础上,针对体绘制过程中重采样点插值、合成耗时长问题进行研究,提出一种改进的自适应复合插值光线投射算法。依据设置的阈值范围,调整后退采样步长大小进行插值采样点以及插值算法的选取,优化重采样及插值过程。实验结果表明,在保证所需图像质量下,此文改进方法与传统体绘制算法相比速度获得显著提升。 展开更多
关键词 体绘制 光线投射算法 重采样 复合插值
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工业CT数据场面绘制和体绘制改进算法研究 被引量:3
19
作者 侯慧玲 王明泉 任少卿 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第23期172-175,共4页
工业CT图像的重建速度和精度是工业CT产品的两个重要指标。针对面绘制的MC算法提出了一种基于相似性区域分割的三维工业图像表面重建算法,实现了准确分割,并利用分割结果精确地提取等值面,显著提高了检测效率;针对体绘制的光线投射算法... 工业CT图像的重建速度和精度是工业CT产品的两个重要指标。针对面绘制的MC算法提出了一种基于相似性区域分割的三维工业图像表面重建算法,实现了准确分割,并利用分割结果精确地提取等值面,显著提高了检测效率;针对体绘制的光线投射算法提出了一种基于二维最大熵阈值的分割预处理方法,利用二维直方图熵最大化寻找阈值的最佳组合,能有效减少重建体数据量,实测数据表明体绘制速度明显提高。 展开更多
关键词 工业CT 面绘制 体绘制 MC算法 光线投射算法
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一种基于Ray Casting算法的医学影像重建系统 被引量:3
20
作者 徐红娟 韩玉合 +1 位作者 刘文洲 李书杰 《软件》 2012年第9期118-118,121,共2页
三维重建技术是一个热点,广泛用于医学等领域。3D-Volume插件基于Ray Casting算法开发,实现2D医学图像3D模型化。本文对3D-Volume插件的原理及功能进行了简单的介绍。通过对Ray casting算法的研究,运用Java语言设计并成功实现了预期功... 三维重建技术是一个热点,广泛用于医学等领域。3D-Volume插件基于Ray Casting算法开发,实现2D医学图像3D模型化。本文对3D-Volume插件的原理及功能进行了简单的介绍。通过对Ray casting算法的研究,运用Java语言设计并成功实现了预期功能的程序。 展开更多
关键词 医学影像重建 raycasting算法
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