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《一種高效的光線投射體繪制算法-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第24卷第8期計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展Vo1．24No．82014年8月COMPUIIERTECHNOLOGYANDDEVELOPMENTAug．2014一種高效的光線投射體繪制算法方軍，房曉陽(南京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210094)摘要：作為體繪制中的一個(gè)經(jīng)典繪制算法，光線投射算法理論簡(jiǎn)單同時(shí)能產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像可視化領(lǐng)域。但在繪制過程中有大量的投射光線和體素的重采樣，導(dǎo)致繪制速度較為緩慢。為提高繪制的速度，文中提出一種高效的光線投射體繪制算法，通過引入碰撞檢測(cè)技術(shù)減少投射光線的數(shù)目，避免冗余光線的采樣計(jì)算，同時(shí)采用光線跳躍方法在碰撞檢測(cè)包圍盒內(nèi)跳過對(duì)
2、空體素的重采樣，加快了光線合成的過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法不僅能保證所需要的圖像質(zhì)量，還能大幅度地減少采樣計(jì)算的時(shí)間，高效地提高繪制速度。關(guān)鍵詞：光線投射；體繪制；光線跳躍；碰撞檢測(cè)；包圍盒中圖分類號(hào)：TP301．6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673—629X(2014)08—0067—04doi：10．3969／j．issn．1673—629X．2014．08．016AnEficientRayCastingVolumeRenderingAlgorithmFANGJun，F(xiàn)ANGXiao-yang(SchoolofComputerScienceandEngineering，Nan
3、jingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Asaclassicalrenderingalgorithmofvolumerendering，raycastingalgorithmhasasimpletheoryandCanproducehighqualityimagesatthesametime，whichiswidelyusedinthefieldofmedicalimagevisualization．But，itproducesalargenumberofprojectingraysandvo
4、xelsresamplingintheprocessofrendedng，leadingtOtheslowrenderingspeed．InordertOimprovethespeedofrendering，presentaneficientraycastingvolumealgorithm，thealgorithmintroducesthetechnologyofcollisiondetectiontOreducethenumberofprojectingrays，avoidingredundantraysamplecalculations，whileusingrayleaping
5、methodtOskipemptyvoxelresamplinginthecolli—siondetectionboundingbox，speedinguptheprocessofsynthesisofray．Theexperimentalresultsshowthat，theimprovedalgorithmnotonlyguaranteestheimagequalityrequired，butalsosignificantlyreducesthesamplingcalculationtime，effectivelyimprovingtherender-ingspeed．Keywo
6、rds：raycasting；volumerendering；rayleaping；collisiondetection；boundingbox0引言用。為提高繪制的速度，許多研究者提出了關(guān)于光線近年來，醫(yī)學(xué)圖像可視化技術(shù)在醫(yī)學(xué)圖像處理中投射算法的加速技術(shù)。利用光線相關(guān)性，Lakare和已經(jīng)成為一個(gè)熱門的話題。利用可視化技術(shù)可以獲得Kaufman提出了一種空間跳躍加速體繪制技術(shù)；樊人體組織和器官的內(nèi)部信息，將其信息構(gòu)造成三維圖鵬等人提出改進(jìn)求交的自適應(yīng)光線投射算法，確定像，可以更加方便地觀察其內(nèi)部的真實(shí)構(gòu)造情況，成為自適應(yīng)采樣步長(zhǎng)；文獻(xiàn)[4]提出片段融合的光線投射醫(yī)生進(jìn)行診斷和治療疾
7、病的重要輔助手段。醫(yī)學(xué)三維算法，減少了插值計(jì)算量和對(duì)無效平面的求交；文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化方法分為兩類：面繪制和體繪制。體[5—7]提出GPU加速的光線投射算法。這些算法雖繪制包括光線投射算法、足跡表算法、錯(cuò)切變形算法、然有一定的加速，但還沒有達(dá)到實(shí)時(shí)繪制的要求。目拋雪球算法和紋理映射算法。其中光線投射算法是一前研究的熱點(diǎn)是如何用更少的投射光線和采樣點(diǎn)數(shù)目個(gè)經(jīng)典的圖像空間掃描的體繪制方法，繪制圖像質(zhì)量進(jìn)行光線投射。文中結(jié)合碰撞檢測(cè)包圍盒技術(shù)和光線最高，應(yīng)用最為廣
