基于gpu編程的體繪制算法研究及應(yīng)用

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1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于GPU編程的體繪制算法研究及應(yīng)用姓名：于士坤申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：軟件工程指導(dǎo)教師：李華;李慶龍20090201摘要近年來醫(yī)學(xué)圖像的三維重建及可視化一直是醫(yī)學(xué)影像信息處理領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題，也是-f-j融合了多門學(xué)科的綜合技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)等。它在診斷醫(yī)學(xué)、整形及假肢外科、放射治療規(guī)劃、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真、解剖教學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。因此，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維重建及可視化的研究，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于相關(guān)醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)重建算法的研究?jī)?nèi)容主要包

2、括體數(shù)據(jù)的預(yù)處理、圖像分割、三維表面重建、三維體繪制、三維高級(jí)后處理等。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上對(duì)上述問題中的關(guān)鍵技術(shù)體繪制技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，首先，對(duì)三維紋理映射算法，光線投射算法，進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，性能比較，其次利用GPU圖形硬件編程實(shí)現(xiàn)了相關(guān)體繪制算法，并利用動(dòng)態(tài)分塊技術(shù)，空間跳躍技術(shù)對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化。最后，針對(duì)目前的研究成果，結(jié)合軟件工程，在VisualC++，OpenGL，Cg軟件環(huán)境下，基于硬件NVIDIAGF7900GS開發(fā)完成了基于GPU的醫(yī)學(xué)影像三維成像系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量重建的同時(shí)也能達(dá)到實(shí)

3、時(shí)交互的繪制速度。關(guān)鍵詞：體繪制三維紋理映射光線投射大數(shù)據(jù)分割A(yù)bstractForthepastdecadeyears，three．dimensionalreconstructionandvisualizationofthemedicalimagehavebeenpaidmoreandmoreattention．nowadaysithasbeenanhotspotissueinseveralfield；meanwhilemoreandmorefieldsandtechnologieshavebeeninvolv

4、ed，suchascomputerscience，computergraphics，imageprocess，visualtechnologyetc．Three．dimensionalmedicalimagereconstructionandvisualizationinmedicaldiagnosis，artificiallimbsandplasticsurgery，radiationtreatmentplanning，surgicalplanningandsimulation，teachinganatomya

5、ndSOonhaveimportantapplications．Therefore，thethree．dimensionalmedicalimagereconstructionandvisualizationoftheresearchhasimportanttheoreticalandapplicationvalue．Themainresearchonmedicalthree．dimensionalimageCanbedividedintomanyfields，suchasdatapre。process，imag

6、esegmentation，surfacereconstruction，volumerendering，datapost．processetc．ThisthesisiSbasedonthekeytechnology—volumerenderinginthemedicalimagereconstructionfield．Firstly，researchthebasicalgorithminvolumerendering，suchasthreedimensionaltexturealgorithm，ray-casti

7、ngalgorithm，analyzeandcomparetheefficiencywiththebasicalgorithmandthengivetherealizationofthealgorithmbasedonGPU，andoptimizeitusingdynamic—blockingandspacejumpingtechnology．Lastly，givethedesignofthemedicalimagereconstructionsystemfromtheviewofsoftwareengineer

8、ing，usingVisualC++，OpenGL，Cgplatform．KeyWords：volumerendering3dtextureray·-castingdatasub--blocking西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性(或創(chuàng)新性)聲明本人聲明所警交的論文是我個(gè)人在校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下進(jìn)行的研究．T作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝