基于包围跳跃和改进反距离加权插值的光线投射算法

1

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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基于光线投射算法的脑血管体绘制技术 被引量：7

2

作者 解立志 周明全 +1 位作者 田沄 赵世凤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1864-1867,1872,共5页

针对分割之后的脑血管体数据场显示问题,在光线投射算法的基础上提出一种全新的体绘制方法。该算法首先对脑血管体数据场进行分类;在光线投射算法的基上,加权考虑脑血管边缘特性、视点与物体之间距离、光源与物体之间距离,提出多因素融... 针对分割之后的脑血管体数据场显示问题,在光线投射算法的基础上提出一种全新的体绘制方法。该算法首先对脑血管体数据场进行分类;在光线投射算法的基上,加权考虑脑血管边缘特性、视点与物体之间距离、光源与物体之间距离,提出多因素融合的颜色赋值方法;最后采用CUDA方法进行体绘制加速。实验结果表明,对分割之后的脑血管体数据场,能够实现符合人眼视觉特性的清晰显示,并能进行实时交互。 展开更多

关键词 光线投射算法 脑血管 体绘制 颜色赋值 CUDA

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体数据可视化的加速光线投射算法 被引量：11

3

作者 唐果 赵晓东 汪元美 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第4期295-301,共7页

加速的体数据光线投射算法将光线在三维空间的采样问题看成光线的三维扫描转换问题．以层为基本的处理，避免了对三维体数据的随机检索．并且利用平行投影光线的方向都相同的特点，用查表快速实现了光线的三维扫描转换．该算法在微机上... 加速的体数据光线投射算法将光线在三维空间的采样问题看成光线的三维扫描转换问题．以层为基本的处理，避免了对三维体数据的随机检索．并且利用平行投影光线的方向都相同的特点，用查表快速实现了光线的三维扫描转换．该算法在微机上得到检验，它在重建时间和内存花费上都优于传统的实现方法． 展开更多

关键词 光线投射算法 体数据可视 CT 体层扫描 医学

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基于八叉树编码的CUDA光线投射算法 被引量：4

4

作者 康健超 康宝生 +3 位作者 冯筠 王国栋 赵建东 唐斌 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期36-41,共6页

目的针对传统的GPU光线投射算法绘制效果差,绘制效率低的问题,在CUDA架构上对光线投射算法进行优化和加速。方法首先采用八叉树对体数据进行编码,有效地剔除体数据中对重建图像无贡献的部分;其次,将体数据绑定到三维纹理上,根据体数据... 目的针对传统的GPU光线投射算法绘制效果差,绘制效率低的问题,在CUDA架构上对光线投射算法进行优化和加速。方法首先采用八叉树对体数据进行编码,有效地剔除体数据中对重建图像无贡献的部分;其次,将体数据绑定到三维纹理上,根据体数据大小分配线程,每条光线与体数据求交时采用并行计算;最后,在CUDA内核中实现光线投射算法。结果仿真实验结果表明文中算法可以将传统GPU光线投射算法的绘制速度提高7～15倍,并增强算法的绘制效果。结论算法对传统的GPU光线投射算法的绘制速度和效果都有提高。 展开更多

关键词 光线投射算法 通用并行计算架构 八叉树 三维纹理

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一种改进的基于GPU编程的光线投射算法 被引量：3

5

作者 康健超 康宝生 +3 位作者 冯筠 王国栋 唐斌 赵建东 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第1期199-201,共3页

针对传统光线投射算法采样效率低、绘制精度差等缺点,提出一种新的体绘制算法,所给算法采用新的采样合成函数,并结合经典的Blinn-Phong光照模型,采用不透明度提前截止判断光线终止。整个过程使用Cg语言编写顶点程序和片段程序来实现。... 针对传统光线投射算法采样效率低、绘制精度差等缺点,提出一种新的体绘制算法,所给算法采用新的采样合成函数,并结合经典的Blinn-Phong光照模型,采用不透明度提前截止判断光线终止。整个过程使用Cg语言编写顶点程序和片段程序来实现。实验结果表明算法既可以增强传统光线投射算法的绘制效果,也可以加快算法的速度。 展开更多

关键词 体绘制 光线投射算法 Blinn.Phong光照模型 图形处理器

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关于光线投射算法的OpenGL高效实现 被引量：1

6

作者 解梅 景孝凯 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期610-613,共4页

采用光线投射算法对二维(2D)图片实现三维(3D)重建,用3线性插值算法计算每个采样点的颜色值和不透明度,提高三维重建图像后的精度。该算法实现主要借助于OpenGL函数库及其三维观察矩阵,以其精确计算规则三维数据场在观察方向上的二维投... 采用光线投射算法对二维(2D)图片实现三维(3D)重建,用3线性插值算法计算每个采样点的颜色值和不透明度,提高三维重建图像后的精度。该算法实现主要借助于OpenGL函数库及其三维观察矩阵,以其精确计算规则三维数据场在观察方向上的二维投影区域,减少了光线投射算法中投射光线数量。根据Phone光照模型为数据场预先计算和保存明暗表,并通过优化常规现实代码,有效地提高了光线投射体绘制算法的效率。该算法既保证了精度,又提高了显示的速度。 展开更多

关键词 三维重建 OPENGL 光线投射算法 变化矩阵 3线性插值 可视化 体绘制

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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：5

7

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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基于GPU加速的改进的光线投射算法研究 被引量：4

8

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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应用分形理论和光线投射算法的卫星云图模拟技术 被引量：1

9

作者 贾伟 王淦泉 陈桂林 《科学技术与工程》 2008年第1期101-105,共5页

卫星云图模拟是气象卫星成像仿真所研究的核心问题,针对快速生成效果逼真的卫星云图的要求,以分形理论为基础,设计了一种基于随机中点位移算法的云体数据生成模型,并采用光线投射算法将产生的三维云体数据绘制于二维平面图像上,实现了... 卫星云图模拟是气象卫星成像仿真所研究的核心问题,针对快速生成效果逼真的卫星云图的要求,以分形理论为基础,设计了一种基于随机中点位移算法的云体数据生成模型,并采用光线投射算法将产生的三维云体数据绘制于二维平面图像上,实现了卫星云图的模拟,得到了比较满意的结果。 展开更多

关键词 分形理论 随机中点位移算法 卫星云图模拟 光线投射算法

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光线投射体绘制算法的一种快速采样方法 被引量：2

10

作者 梁训东 李斌 刘慎权 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 1994年第S1期677-682,共6页

光线投射算法是数据场体绘制技术的一种重要方法,该算法一般采用三元线性插值在体元内进行点采样估计,这种方法的计算量大。本文提出了一种通过光线与体元两个交点处的体数据值线性采样的方法,减少了插值计算次数。分析了这种采样方法... 光线投射算法是数据场体绘制技术的一种重要方法,该算法一般采用三元线性插值在体元内进行点采样估计,这种方法的计算量大。本文提出了一种通过光线与体元两个交点处的体数据值线性采样的方法,减少了插值计算次数。分析了这种采样方法与三元线性插值方法的差异,证明这是一种可行有效的方法。 展开更多

关键词 采样方法 光线投射算法 线性插值 体元 体绘制技术 数据场 插值方法 插值点 绘制速度 可视化系统

全文增补中

基于线性八叉树的光线投射体绘制算法改进研究 被引量：2

11

作者 颜辉武 费立凡 马晨燕 《遥感信息》 CSCD 2004年第3期2-4,共3页

体视化是地学信息三维可视化研究的前沿技术之一 ,体绘制算法的效率直接关系到体视化的效果。本文在研究已有光线投射体绘制改进算法的基础上 ,提出利用线性八叉树数据结构对光线投射体绘制算法进行改进研究 ,不仅实现了体数据的压缩 ,... 体视化是地学信息三维可视化研究的前沿技术之一 ,体绘制算法的效率直接关系到体视化的效果。本文在研究已有光线投射体绘制改进算法的基础上 ,提出利用线性八叉树数据结构对光线投射体绘制算法进行改进研究 ,不仅实现了体数据的压缩 ,而且能对压缩体数据进行直接体视化。在PC机上的实验表明 ,该方法具有时间复杂度与数据复杂度基本无关的特点 ,加速效果明显。最后 ,文章指出了该方法的适用范围。 展开更多

关键词 体视化 体绘制 线性八叉树 光线投射体绘制算法

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基于Cell多核的光线投射并行算法 被引量：2

12

作者 冯高锋 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第1期245-247,260,共4页

如何充分利用多核异构系统的性能优势为实际应用服务正在成为新的研究热点。以图形算法为例,通过对光线投射体绘制算法的过程进行功能分解,并采用按行分块的静态分配策略,对光线投射体绘制算法研究实现了在CellB.E.多核异构系统上的并... 如何充分利用多核异构系统的性能优势为实际应用服务正在成为新的研究热点。以图形算法为例,通过对光线投射体绘制算法的过程进行功能分解,并采用按行分块的静态分配策略,对光线投射体绘制算法研究实现了在CellB.E.多核异构系统上的并行算法设计和开发,并使用SIMD等方法进行了性能优化。性能评测显示其具有较好的加速比和可扩展性,优化后性能提升明显。 展开更多

关键词 CELL SIMD 光线投射体绘制算法 静态分配 并行算法

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基于光线投射的电磁态势实时可视化 被引量：5

13

作者 高颖 陈旭 +1 位作者 周士军 郭淑霞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2306-2314,共9页

战场电磁环境态势具有复杂、多维、时变特性,研究战场电磁态势实时可视化技术,对于作战指挥员了解战场态势,作出科学指挥、决策意义重大。目前,表征战场电磁态势的数学模型并不完善,以场强为例,建立了多辐射源空间场强合成的数学模型,... 战场电磁环境态势具有复杂、多维、时变特性,研究战场电磁态势实时可视化技术,对于作战指挥员了解战场态势,作出科学指挥、决策意义重大。目前,表征战场电磁态势的数学模型并不完善,以场强为例,建立了多辐射源空间场强合成的数学模型,为电磁态势三维体数据场的构建提供数据来源;战场态势的复杂性,使得与体数据场相关的数学模型也相对复杂,传统基于中央处理器(CPU)的实现方法无法达到实时解算的要求,鉴于此,提出了基于通用计算图形处理器(GPGPU)的体数据场加速生成技术,实验结果表明该技术能够满足实时可视化的需求;设计了一种体绘制传递函数,并利用基于图形处理器(GPU)的光线投射算法,实现了电磁态势实时可视化。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 电磁态势 数据场建模 通用计算图形处理器 光线投射算法 体可视化

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一种适合于薄细结构显示的光线投射方法

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作者 郭钧锋 蔡元龙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第10期21-28,共8页

光线投射算法是三维数据可视化中一种重要的数据遍历方法。文中详细分析了该算法在显示薄细结构时所面临的困难，提出了两种改进算法，成功地解决了原算法的缺陷。

关键词 三维数据 SOV绘制 光线投射算法 薄细结构

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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

15

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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适用于地震数据可视化的体绘制模型与算法 被引量：3

16

作者 马仁安 杨静宇 王洪元 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第22期226-228,共3页

论文根据勘探数据量大、内部信息细节不重要等特点,应用了变密度粒子模型,使得分析人员能对油气藏的位置和储量等进行分析,从而能准确地确定钻井的位置,减少了风险。对传统的光线投射算法作了改进,对光线和体素立方体进行了离散化处理,... 论文根据勘探数据量大、内部信息细节不重要等特点,应用了变密度粒子模型,使得分析人员能对油气藏的位置和储量等进行分析,从而能准确地确定钻井的位置,减少了风险。对传统的光线投射算法作了改进,对光线和体素立方体进行了离散化处理,以层为单位遍历数据场,大大地减少了绘制时间,节约了内存空间。 展开更多

关键词 数据可视化 光线投射算法 三维扫描转换 变密度粒子模型

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异质材料CAD模型可视化算法 被引量：4

17

作者 吴晓军 刘伟军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第17期2095-2100,共6页

针对基于体素的异质材料建模方法中离散数据集不能连续显示的问题,基于体绘制的Ray-casting算法提出了一种适于异质材料体数据可视化的数据流程和方法。为了加速体绘制进程,提出了基于最小投影窗口的加速方法和基于视线方程参数测试的... 针对基于体素的异质材料建模方法中离散数据集不能连续显示的问题,基于体绘制的Ray-casting算法提出了一种适于异质材料体数据可视化的数据流程和方法。为了加速体绘制进程,提出了基于最小投影窗口的加速方法和基于视线方程参数测试的加速方法。实验结果表明,算法对异质材料体数据集能产生半透明和连续显示的效果,提高异质材料CAD建模的灵活性。 展开更多

关键词 三维CAD模型 异质材料 科学计算可视化 光线投射算法

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一种快速实现计算流动显示的算法 被引量：1

18

作者 龚雪晶 谢剑薇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2001年第S2期193-195,232,共4页

计算流动显示是近年来在流体力学领域出现的一个新的研究方向,是计算流体力学,实验流体力学,科学计算可视化等领域的结合。本文介绍了实验流体力学中光学流动显示原理,并由此原理提出了由计算流场生成干涉图、纹影图及阴影图的方法,最... 计算流动显示是近年来在流体力学领域出现的一个新的研究方向,是计算流体力学,实验流体力学,科学计算可视化等领域的结合。本文介绍了实验流体力学中光学流动显示原理,并由此原理提出了由计算流场生成干涉图、纹影图及阴影图的方法,最后给出了一种快速的基于光线投射方法的光线跟踪算法。 展开更多

关键词 光学流动显示 计算流动显示 体绘制 光线投射算法

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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：5

19

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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多层次并行体绘制算法的研究与应用 被引量：1

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作者 洪振刚 罗省贤 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第A01期221-224,共4页

三维数据场的体绘制技术是科学可视化中一个重要的研究方向,本文在研究和总结体绘制的发展历程与关键技术的基础之上,着重研究了体绘制中的光线投射算法,结合多核处理器机群系统,提出并实现了一种基于多层次并行编程模型的并行光线投射... 三维数据场的体绘制技术是科学可视化中一个重要的研究方向,本文在研究和总结体绘制的发展历程与关键技术的基础之上,着重研究了体绘制中的光线投射算法,结合多核处理器机群系统,提出并实现了一种基于多层次并行编程模型的并行光线投射体绘制算法,并成功地将该算法应用于三维城市浅层地质模型,取得了良好的可视化效果。分别对MPI环境和多层次并行编程MPI+OpenMP环境下的光线投射算法进行了不同计算规模的性能比较实验。实验和分析表明,多层次并行光线投射体绘制算法加快了体绘制的速度,MPI+OpenMP多层次并行模型性能高于纯MPI编程模型的性能。 展开更多

关键词 体绘制 光线投射算法 MPI+OPENMP 多层次并行 加速比

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