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体数据可视化

时间:2022-03-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:体数据的可视化是人-机交互过程,即根据需要对体数据所蕴涵的对象数据进行选择,并进行缩放、平移、旋转及剖切等操作,最终实现对体数据的显示和浏览。体数据的可视化主要有2种方法,一种是直接对体数据进行显示的方法,称为体渲染,另一种是基于表面的显示方法。体渲染的优点是避免了体数据复杂的二值分割,模糊的分类更准确地描述了物质空间分布,可以直接显示物体内部细微的结构。

体数据的可视化是人-机交互过程,即根据需要对体数据所蕴涵的对象数据进行选择,并进行缩放、平移、旋转及剖切等操作,最终实现对体数据的显示和浏览。

体数据的可视化主要有2种方法,一种是直接对体数据进行显示的方法,称为体渲染(volume rendering),另一种是基于表面的显示方法(surface-based rendering)。

体渲染实质是将三维的体素投影到二维像平面。人们可以观察有一定透明度物体的内部结构,与此类似,体渲染把体数据看成由非均匀的半透明体素组成。由于体素值是在连续空间中对某一种物理属性的离散采样,并不包含透明度等光学性质,因此需要人为地建立从体素值到透明度、颜色、反射系数等光学属性的映射,最终投影到屏幕上显示渲染后的图像。

体渲染的优点是避免了体数据复杂的二值分割,模糊的分类更准确地描述了物质空间分布,可以直接显示物体内部细微的结构。缺点是体素的物理属性与体渲染时所赋予的光学属性之间映射关系如何确定至今还没有定论。

面绘制是先对体数据进行三维重建,生成物体的三维表面模型,然后在屏幕上显示物体的表面图像。基于体数据进行三维重建,其实质是通过离散点拟合连续曲面:首先对体数据中的体素进行分割和分类,其中位于表面的体素可以认为是过物体表面或者邻近物体表面的采样点,然后利用这些采样点拟合物体的几何表面。最常用的拟合方法是用三角面片拟合。

三维重建的方法大致可分为基于轮廓三维重建和基于体素三维重建2种方法。

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