论文部分内容阅读
体视化(Volume Visualization)是科学可视化(Scientific Visualization)的一个重要组成部分,是处理和分析从实验获得的、扫描器测得的或者由计算模型合成的体数据,并对这些体数据进行变换、操作和显示的学科,其目的是让人们更清楚地认识蕴涵于体数据之中的复杂结构。体视化系统以体视化算法为核心,对体数据进行有效的分析,其应用遍及医学、地质学、工业检测、航空航天和科学计算等诸多领域。体视化系统的设计和开发已经成为可视化应用研究中的热门领域。目前,体视化系统的设计呈现出两种趋势:一方面,体视化以它能够处理大规模离散数据的特点被越来越多的各个学科专业人员所接受,但这些专业人员并不关心系统的体系结构和设计细节,只是将其作为数据显示和分析工具使用。这样的体视化系统以易使用性为设计目标,根据特定的应用建立固定的可视化流程,往往只适用于特定的领域。另一方面,不同的学科不同的专业方向对体视化的要求不尽相同,对于那些具有体视化专业知识的研究人员来说,体视化系统应该对特定任务具有功能重组的能力。正是基于这样的背景,本文提出了一种体视化平台的设计思想。该平台采用面向对象的方法进行设计,以国际上先进的可视化工具包VTK(Visualization Toolkit)为基础,实现了跨平台三维有结构规则标量体数据的可视化;同时平台还提供了一组具有普适性的功能模块,能够方便地搭建特定的可视化流程,实现功能重组。本文介绍了VISU平台的设计思想,给出了平台的整体结构设计,并分别<WP=3>从体数据的输入输出,2D/3D图象处理,3D场景设置,基于表面的绘制(Surface Rendering)和直接体绘制(Volume Rendering)几方面入手,详细介绍了体视化平台VISU的设计和基于可视化工具包VTK的实现过程。接下来文章给出了平台的功能测试结果。测试结果表明VISU平台不仅能对三维体数据进行常规的可视化和交互操作,还提供了一组易于扩展的功能模块可用以构造特定的可视化流程,并且平台在window和linux环境下皆运行正常。文章的最后总结了体视化平台VISU的设计,提出了平台进一步完善的研究方向,展望了体视化系统设计的未来发展方向。