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体绘制中的自动转换函数研究与实现

系统仿真学报 2006年第z1期18卷 298-300,303页

作者：王连生陈旭灿蔡勋李思昆国防科学技术大学计算机学院长沙410073

转换函数是体绘制一个必不可少的组成部分。针对传统的自动转换函数缺乏通用性和交互性的不足,提出一种通用自动转换函数GATF,基于自组织映射神经网络SOM识别数据集的类型,利用反向传播神经网络BPN得到相应转换函数的权值,相应的类型和... 详细信息

转换函数是体绘制一个必不可少的组成部分。针对传统的自动转换函数缺乏通用性和交互性的不足,提出一种通用自动转换函数GATF,基于自组织映射神经网络SOM识别数据集的类型,利用反向传播神经网络BPN得到相应转换函数的权值,相应的类型和权值信息保存于信息库中,这样任何数据集只要能在信息库中找到相同或相似度足够的类型,就可以直接取出BPN权值自动进行颜色转换。实验结果证实GATF达到了转换函数的通用性,具有类型识别率高和更能揭示细节的能力。

关键词：体绘制转换函数分类神经网络 SOM BPN

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体绘制技术在剂量三维可视化中的应用

仪器仪表学报 2013年第7期34卷 1675-1680页

作者：王玉王宏康雁东北大学中荷生物医学与信息工程学院沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

本文基于光线投射方法的体绘制三维可视化用技术,在光线投射采样过程中,对阻光度分别基于CT值自动分类和手动自定义分类,基于感兴趣区进行自定义分类,对颜色值分量分别基于剂量值进行自动分类,基于处方剂量进行自定义分类。这些分类方... 详细信息

本文基于光线投射方法的体绘制三维可视化用技术,在光线投射采样过程中,对阻光度分别基于CT值自动分类和手动自定义分类,基于感兴趣区进行自定义分类,对颜色值分量分别基于剂量值进行自动分类,基于处方剂量进行自定义分类。这些分类方式及不同组合,使医生可以根据临床需要对阻光度及颜色进行定义,从而使得剂量分布可以基于需要进行三维可视化显示,从而使医生能更直观地判断相关组织的剂量分布情况。此外,由于基于光线投射理论的体绘制技术无需构造中间几何图元,使得基于患者CT图像体数据的三维可视化细节更加清晰。

关键词：光线投射体绘制三维可视化分类处方剂量

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设计转换函数实现保留上下文环境体绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第9期22卷 1491-1496页

作者：冯前进贠照强秦安陈武凡南方医科大学生物医学工程学院广州510515

摘要为了帮助医生对医学图像进行准确的定位和诊断,在显示感兴趣区域的同时保留其上下文信息,提出一种保留上下文环境体绘制方法.首先记录沿光线方向的首个等值面的空间位置;然后根据采样点到等值面的距离和采样点处的梯度构造衰减函数... 详细信息

摘要为了帮助医生对医学图像进行准确的定位和诊断,在显示感兴趣区域的同时保留其上下文信息,提出一种保留上下文环境体绘制方法.首先记录沿光线方向的首个等值面的空间位置;然后根据采样点到等值面的距离和采样点处的梯度构造衰减函数,将衰减函数作用于不透明度转换函数,以控制光线合成.对头、腹和脚部等CT数据的实验结果表明,该方法可以在保留组织轮廓清晰的前提下增强感兴趣区域显示.

关键词：转换函数上下文环境体绘制等值面

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一种基于体绘制的二元变量体可视化方法

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第8期42卷 1082-1089页

作者：李霖曾祥倚段新桥朱海红张一鸣武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 中国电子科技集团公司第二十八研究所江苏南京210007

二元变量的体可视化是探索多维多变量复杂空间可视化的基础。基于体绘制技术原理,将两种不同变量分别映射为颜色和不透明度。为避免颜色和不透明度相互影响,提出一种借助纹理采样的不透明度映射方法。该方法可同时直观地反映两种变量的... 详细信息

二元变量的体可视化是探索多维多变量复杂空间可视化的基础。基于体绘制技术原理,将两种不同变量分别映射为颜色和不透明度。为避免颜色和不透明度相互影响,提出一种借助纹理采样的不透明度映射方法。该方法可同时直观地反映两种变量的空间分布特征及其相互关系。采用多个海域的温盐数据进行实验分析,结果表明该方法较好地展示了这些海域温盐的整体分布特征和相互关系,为二元变量的体可视化探索提供了支持。

关键词：二元变量可视化探索体绘制纹理采样温盐数据

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动态任务分配CUDA线程束步进体绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2016年第10期28卷 1630-1638页

作者：孙万捷高瞻潘海燕王杰华蒋峥峥南通大学电子信息学院南通226019 南通大学计算机科学与技术学院南通226019 南通大学附属医院心血管内科南通226001

针对标准CUDA光线投射体绘制过程中因线程束内线程计算量不均产生线程束分化,导致计算资源利用率低的问题,提出CUDA线程束步进的算法.首先分析标准CUDA实现导致线程束分化的原因,提出将光线积分映射至线程束上,线程束内所有线程同步分... 详细信息

针对标准CUDA光线投射体绘制过程中因线程束内线程计算量不均产生线程束分化,导致计算资源利用率低的问题,提出CUDA线程束步进的算法.首先分析标准CUDA实现导致线程束分化的原因,提出将光线积分映射至线程束上,线程束内所有线程同步分段积分直至光线终止,以避免线程束分化;然后结合光线积分的数学原理和GPU的硬件特性提出线程束内光线积分的算法;最后针对静态线程束任务分配方式导致负载失衡的缺点,提出动态线程束任务分配的实现算法.实验结果表明,动态任务分配线程束步进算法的性能较标准CUDA实现可获得1.9～7.9倍的加速效果.

关键词： CUDA 线程束体绘制资源利用率

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一种基于MPI的并行体绘制算法

计算机工程 2005年第13期31卷 171-173页

作者：梁峰鲁强曾绍群华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室武汉430074

介绍了基于MPI并行程序开发平台实现的一种三维重建并行处理算法。算法采用了Master-Slave并行计算模型,针对射线投射方法的特点,为减少运算时间,选择对图像空间进行任务划分的策略,并用任务池方法实现了动态负载平衡。通过对虚拟中国... 详细信息

介绍了基于MPI并行程序开发平台实现的一种三维重建并行处理算法。算法采用了Master-Slave并行计算模型,针对射线投射方法的特点,为减少运算时间,选择对图像空间进行任务划分的策略,并用任务池方法实现了动态负载平衡。通过对虚拟中国人女性一号(VCH-F1)的头部和脚部数据集的重建,表明该算法在任务规模和节点规模上具有较好的可扩展性。

关键词：并行算法消息传递接口体绘制虚拟中国人

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带材质的GPU加速体绘制算法

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第12期22卷 2133-2137页

作者：葛军舒华忠罗立民东南大学影像科学与技术实验室南京210096

在体绘制过程中,为了给物质表面加入材质(光照和纹理)来提高结果的可读性,提出一种带材质的体绘制算法.通过引入2D球面光照贴图,用纹理映射替代了GPU中复杂的光照模型计算;利用物质表面单位法向量索引球面光照贴图中对应点的颜色信息,... 详细信息

在体绘制过程中,为了给物质表面加入材质(光照和纹理)来提高结果的可读性,提出一种带材质的体绘制算法.通过引入2D球面光照贴图,用纹理映射替代了GPU中复杂的光照模型计算;利用物质表面单位法向量索引球面光照贴图中对应点的颜色信息,从而给物体表面赋予各种材质属性;并结合基于3D纹理的GPU光线投射算法完成绘制.实验结果表明,该算法简单易行,在增强可视化效果的同时使得绘制的效率也得到提升.

关键词：体绘制 GPU 材质球面光照贴图

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体绘制技术及其在矿床三维可视化中的应用

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2005年第4期24卷 473-476页

作者：僧德文李仲学李春民李翠平浙江水利水电专科学校资源工程系浙江杭州310018 北京科技大学资源工程系北京100083

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,... 详细信息

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。

关键词：面绘制体绘制光线投射法可视化

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并行精确排序的快速投影四面体体绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第8期25卷 1153-1158页

作者：李昕陈伟锋吴向阳吴福理左伍衡陈为中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院青岛266555 浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058 杭州电子科技大学图形图像研究所杭州310018 浙江工业大学计算机学院杭州310032 浙江工业大学教育科学与技术学院杭州310023

投影四面体法需要对四面体集合进行逐帧排序,而相邻四面体之间的顺序制约和依赖性限制了并行排序的效率.基于以上问题,提出一种视点相关的、基于逻辑切割的快速四面体集合精确排序方法.该方法分为4个串行步骤:首先沿视线方向将四面体集... 详细信息

投影四面体法需要对四面体集合进行逐帧排序,而相邻四面体之间的顺序制约和依赖性限制了并行排序的效率.基于以上问题,提出一种视点相关的、基于逻辑切割的快速四面体集合精确排序方法.该方法分为4个串行步骤:首先沿视线方向将四面体集合所在空间剖分成一列有序的深度区间,每个区间包含一组四面体子集;然后并行地对每个区间的子集逐层提取互不遮挡的四面体,完成精确排序;再将区间边界上的四面体进行逻辑切割,并采用分段积分计算所有四面体在区间内的颜色贡献;最后按序沿视线方向累积所有区间的颜色贡献.实验结果表明,文中方法提高了四面体拓扑排序的并行度,极大地降低了排序时间,并大幅度地改进了绘制效率.

关键词：体绘制四面体投影逻辑切割精确排序