文档介绍：要于葡针对多步光线投射算法的不足,本文首先实现了一种基于牡ゲ焦庀咄图像无贡献的空体素,从而实现加速。实验结果表明,该算法能有效跳过体数据科学计算可视化广泛应用于医学、地质勘探、气象学、分子模型构造、计算流体力学、空间探测和有限元分析等领域。在众多科学计算可视化方法中,光线投射算法因其重建图像质量高而占据着重要的位置。但是传统的基于墓庀投射算法绘制速度较慢,限制了它的应用。因此探索如何提高光线投射体绘制的速度和质量,对于完善可视化理论、拓展体绘制的应用等都有重要的理论和实践意义。射算法,绘制包围盒前后面各一次即可得到投射光线的参数,只需一个片段程序就可以完成光线入射点和方向的生成、光线投射、光线终止约疤崆爸罩的判断、颜色和阻光度的积累等。实验结果表明,该算法能大大减小光线投射过程的复杂性。为了提高绘制速度,本文提出了一种基于空间跳跃技术的加速算法,利用八叉树组织体数据,得到体数据的统计信息,绘制时依据当前传递函数跳过对重建内部的空体素,显著提高内部包含大量空体素的体数据的绘制速度。基于空间跳跃技术的加速算法不能显著提高内部只包含少量空体素的体数据的绘制速度,而且需要额外生成两个纹理,占用了显存资源。为此,基于体数据分块的思想,从平衡顶点处理器和片段处理器负载的角度出发,提出了一种基于紧致包围盒的加速算法。该算法利用八叉树子分体数据,依据当前传递函数生成紧致包围盒从而排除对重建图像无贡献的空体素。实验结果表明,该算法能显著提高内部或外围包含空体素的体数据的绘制速度。在基本算法和加速算法的基础上,本文实现了几种高级算法。其中包括最大密度投影,离散等值面重建嘀肿派J等,最后基于立方趼瞬ㄆ魇迪至一种等值面曲率重建算法。实验结果表明,基于墓庀咄渡渌惴ㄔ谑迪指咧量重建的同时也能达到实时交互的绘制速度。关键词:庀咄渡淇占涮窘糁掳Ш辛⒎紹样条摘要
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日期:E日期:丝≥:荷本人签名:杀叠西安电子科技大学创新性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚本人签名:在解密后遵守此规定导师签名:
第一章绪论弟一早珀§研究背景及意义出并发展起来的一个新兴研究领域。可视化技术是运用计算机图形学、图像处理、信息转换为直观的图形图像并在屏幕上显示出来的理论、技术和方法。科学计算可视化的应用领域十分广泛,几乎涉及自然科学技术的一切领域。目前广泛应用的领域有医学、地质勘探、气象学、分子模型构造、计算流体力学、当前,科学计算可视化的研究内容和方向主要为:体可视化、流场可视化、可视化人机交互、科学计算可视化的数学建模、可视化基本原理的研究、复杂对体数据可视化方法可分为三类:面绘钝惴ㄓ朊婊嬷扑惴ㄍ耆ú煌不构造中间图元,而是直接由体数据生成图像,然后显示在屏幕上,是近年来发展迅速的一种体数据可视化方法【。由于忻挥心P偷母拍睿嬷频ピJ迨葜械牡ジ鎏逅兀芄桓萦没枨螅≡窀行巳さ淖橹蚪峁如人体骨骼嬷频耐枷癜含体数据的完整信息,更加直观方便。另外苌筛咧柿康耐枷瘢脖阌诓科学计算可视化兰甏笃谔计算机视觉等方法,将科学、工程学、医学等计算、测量过程中的符号、数字等空间探测和有限元分析等。象形状的建模和复杂数据集基于模型的可视化等。其中体数据可视化一直是科学计算可视化研究的核心。本文的研究对象就是规则标量体数据的可视化。、直接体绘制珼突旌匣鎓籙。面绘制的基本思想是利用体数据构造出中间几何图元缛敲嫫,然后再用传统计算机图形学中的明暗模型等技术进行渲染。面绘制的图像不能反映原始体数据的全貌和细节,但是可以产生较清晰的等值面图像。最著名的是由和晏岢龅囊贫⒎教,惴ā因此对于没有精确的刚性模型的物体数据、模型结构未知的物体数据、模型结构非常复杂的物体数据,以及需要观察数据内部信息的应用,际蹙哂泻艽蟮优势,在工程测绘、医学影像、气象天文、地质勘探