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随着CT、MRI、PET等医学成像技术的迅速发展,如何通过影像数据有效获取人体病灶结构和相关信息至关重要。最近提出的虚拟人,其第一阶段研究为可视人,即将二维图像重建成三维图像,这对图像处理技术提出了新的要求。科学计算可视化正是应用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像,以便于进行观察和研究的技术。 本论文阐述了体绘制和面绘制两种主要的图像重建的原理和方法,并比较了两种重建方法的优缺点和实用环境。将知识表示与可视化相结合应用在数字化肠道系统中,此系统通过虚拟人断面彩色图像分割出肠道,在 VC++环境下借助VTK(Visualization ToolKit)可视化工具包进行表面重建,对不同肠道进行本体定义并赋予相应属性特征。本系统的主要特点功能包括:(1)虚拟人体肠道的面绘制,其中实体颜色、透明度,背景颜色,网格删减系数,表面平滑次数,光线效果等参数可以设定,以达到不同的面绘制效果。(2)可以通过旋转、平移、缩放,正交视图、任意切面显示、虚拟内窥镜等交互式操作,达到方便、直观的观察效果。(3)实现了知识表示在数字化肠道系统中的应用。(4)从三维空间坐标到肠道相对位置的映射,且可以在三维图像中利用鼠标定位查询空间坐标和肠道相对位置。 此系统可以独立运行,具有较强的移植性和扩展性。可以应用于电子药丸的肠道空间定位、提供了肠道相对位置的查询功能;在教学和科学研究方面提供了一个辅助的演示系统;也是知识表示在虚拟人体研究中的技术探讨。