改进的光线投射法 被引量：4

1

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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基于光线投射法的地下采矿工程三维可视化系统 被引量：1

2

作者 李春民 李仲学 +1 位作者 王云海 张兴凯 《中国矿业》 北大核心 2005年第11期4-7,共4页

本文给出了一种基于光线投射体绘制算法的地下采矿工程三维可视化系统,描述了地下采矿工程三维可视化过程及其关键技术,包括数据预处理、体素生成及图像合成等。采用这种技术可以将地矿工程的空间位置关系的展示和矿岩物理属性的描述有... 本文给出了一种基于光线投射体绘制算法的地下采矿工程三维可视化系统,描述了地下采矿工程三维可视化过程及其关键技术,包括数据预处理、体素生成及图像合成等。采用这种技术可以将地矿工程的空间位置关系的展示和矿岩物理属性的描述有机地结合起来,为地矿工程技术人员提供具有三维真实感的图形信息,对直观地考察地矿工程的空间关系和分析地矿工程设计的合理性具有重要意义。 展开更多

关键词 地下采矿工程 光线投射法 三维可视化 体绘制

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矿床仿真模型中光线投射法的改进 被引量：1

3

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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基于光线投射法的三维有限元网格自动划分

4

作者 左旭 卫原平 +1 位作者 陈军 阮雪榆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第9期80-85,共6页

提出并实现了一种基于光线投射法的三维有限元网格自动划分方法，能适用于任意用ＣＳＧ树表示的三维实体．此方法先把三维实体离散成一定形状的体元，再由体元产生有限元四节点四面体网格．最后给出了用此方法划分的两个实例．

关键词 网格划分 光线投射法 有限元法 四面体网格

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GPU的对半剖分体数据的光线投射法 被引量：1

5

作者 于水 王宽全 +1 位作者 夏勇 张恒贵 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期73-78,共6页

为解决传统可视化方法无法有效跳过具有空腔结构数据集的中空体素的问题,提出一种基于GPU的面向中空结构体数据的光线投射法.在进行光线投射之前,首先把体数据对半剖分成两部分,对此两部分分别使用八叉树进行重构,并同时剔除空块,建立... 为解决传统可视化方法无法有效跳过具有空腔结构数据集的中空体素的问题,提出一种基于GPU的面向中空结构体数据的光线投射法.在进行光线投射之前,首先把体数据对半剖分成两部分,对此两部分分别使用八叉树进行重构,并同时剔除空块,建立起各自新的有效数据块的顶点集合;然后使用GPU对顶点集合进行渲染,生成光线起点和方向等信息;最后利用CUDA对重构后的两部分体数据依次进行光线投射和颜色累积,将其结果合成后得到最终图像.实验结果表明,这种方法生成的图像质量与传统的可视化方法相比没有损失,但对具有较多空腔结构的体数据,则可以快速跳过中空体素,具有非常明显的加速效果. 展开更多

关键词 数据可视化 光线投射法 GPU渲染 八叉树 CUDA 中空体数据

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基于VTK的光线投射算法的采样间距

6

作者 陈华 张喜 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期812-816,826,共6页

在VTK算法平台上,分别采用细胞显微图像和头部图像等三维体数据实现了光线投射体绘制算法。实验采用不同的采样间距,得到不同的重构效果,所需的重构时间也不同。通过比较与分析采样间距与重构效果和重构时间的关系,获得合理的采样间距,... 在VTK算法平台上,分别采用细胞显微图像和头部图像等三维体数据实现了光线投射体绘制算法。实验采用不同的采样间距,得到不同的重构效果,所需的重构时间也不同。通过比较与分析采样间距与重构效果和重构时间的关系,获得合理的采样间距,为不同的序列切片图像三维重建技术研究与应用提供了实验基础。 展开更多

关键词 VTK 光线投射法 三维重建 采样间距

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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：18

7

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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四种体绘制算法的分析与评价 被引量：17

8

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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一个新的体绘制加速算法 被引量：2

9

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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体素几何模型中物体表面的绘制算法

10

作者 吴良武 欧宗瑛 +2 位作者 秦绪佳 纪凤欣 张勇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第6期833-835,共3页

在体素几何模型中 ,物体由体素表示 ,物体表面由边界体素表示。当体素大小与屏幕像素大小相等时 ,可把边界体素作为点向投影面投影 ,但这样易产生空洞现象和图像走样。基于物体边界体素 ,生成一个绘制表面 ,用光线投射法显示这个绘制表... 在体素几何模型中 ,物体由体素表示 ,物体表面由边界体素表示。当体素大小与屏幕像素大小相等时 ,可把边界体素作为点向投影面投影 ,但这样易产生空洞现象和图像走样。基于物体边界体素 ,生成一个绘制表面 ,用光线投射法显示这个绘制表面 ,可以消除空洞现象 ,减轻图像走样。这种算法能生成光滑细腻的图像。本文生成绘制表面的速度比 Dividing 展开更多

关键词 体素几何模型 走样 空洞 绘制表面 光线投射法 医学影像

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使用多分辨率切比雪夫距离图优化体渲染

11

作者 梁志文 巴图斯仁 冯雪 《计算机科学》 北大核心 2025年第S1期510-516,共7页

体渲染在医疗可视化领域有着广泛应用,但与面渲染相比其计算复杂性非常高,难以满足实时渲染的目标。为加速体渲染过程并减小渲染时占用的空间,提出了一种新的空白空间跳跃方法。在最先进的空白空间跳跃方法(切比雪夫距离空白空间跳跃法... 体渲染在医疗可视化领域有着广泛应用,但与面渲染相比其计算复杂性非常高,难以满足实时渲染的目标。为加速体渲染过程并减小渲染时占用的空间,提出了一种新的空白空间跳跃方法。在最先进的空白空间跳跃方法(切比雪夫距离空白空间跳跃法)的基础上,改进了光线投射算法的过程,使用低分辨率距离图跳过空白块,使用高分辨率距离图跳过有效块内部更小的空白块。仅存储高分辨距离图在有效块内部的数据,这有效缓解了引入高分辨率距离图增加的显存开销,体数据越稀疏时对空间的节约效应就越显著。实验对比了所提方法与切比雪夫距离空白空间跳跃法的性能指标,结果显示,所提方法结合了切比雪夫距离图加速的优势,在渲染帧率和渲染时占用空间方面,对于稀疏数据的体渲染有明显的改善。 展开更多

关键词 实时体渲染 光线投射法 空白空间跳跃 切比雪夫距离图 稀疏体数据

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面向直接体绘制的空间一致性分析方法与应用 被引量：1

12

作者 韩娟 罗月童 朱会国 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期44-49,60,共7页

空间信息对揭示体数据内部特征具有重要意义,传统基于传递函数的直接体绘制法难以有效利用空间信息。对于基于直方图的传递函数,文章提出基于特征的空间一致度概念以刻画特征的空间特性——体素的空间聚集度,并提出考虑空间一致度的自... 空间信息对揭示体数据内部特征具有重要意义,传统基于传递函数的直接体绘制法难以有效利用空间信息。对于基于直方图的传递函数,文章提出基于特征的空间一致度概念以刻画特征的空间特性——体素的空间聚集度,并提出考虑空间一致度的自适应光线投射法,该方法能基于空间一致度自动调节颜色和不透明度以优化绘制结果,并通过上述方法将空间信息引入到直接体绘制。多个实际体数据的测试结果表明,文中所提出的方法能有效考虑体数据的空间特性,可优化绘制结果。 展开更多

关键词 直接体绘制 传递函数 空间一致度 光线投射法

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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

13

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CT图像的土壤孔隙结构重构 被引量：9

14

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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体绘制技术及其在矿床三维可视化中的应用 被引量：4

15

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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基于相关性的快速体绘制研究 被引量：2

16

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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基于CUDA海量空间数据实时体绘制研究 被引量：5

17

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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基于VTK的果实三维重建与可视化研究 被引量：2

18

作者 王伟 耿楠 《农机化研究》 北大核心 2011年第1期45-48,共4页

针对目前果实品质无损检测手段少、不能清晰展现果实内部结构的现状,采用MRI(核磁共振成像)技术,引入VTK(视觉化工具包),实现了果实三维可视化重建,为果实品质无损检测、病虫害防治等方面提供了重要的技术支持。系统基于区域分割算法对... 针对目前果实品质无损检测手段少、不能清晰展现果实内部结构的现状,采用MRI(核磁共振成像)技术,引入VTK(视觉化工具包),实现了果实三维可视化重建,为果实品质无损检测、病虫害防治等方面提供了重要的技术支持。系统基于区域分割算法对MRI图像序列进行分割,利用改进的光线投射法进行体数据绘制。实验表明:体数据的绘制速度比经典光线投射法提高了约47%。 展开更多

关键词 VTK 三维重建 体绘制 图像分割 光线投射法

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