體繪制技術(shù)是一種可以較為全面展示信息的可視化方法,被廣泛用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域展示數(shù)據(jù)內(nèi)容。然而,目前體繪制技術(shù)中設(shè)計(jì)傳輸函數(shù)這一過(guò)程還存在不直觀、繁瑣的問(wèn)題,設(shè)計(jì)效率并不理想。本文針對(duì)標(biāo)量場(chǎng)數(shù)據(jù)體繪制中透明度傳輸函數(shù)的快速設(shè)計(jì)問(wèn)題,根據(jù)標(biāo)量場(chǎng)內(nèi)值近似頂點(diǎn)具有相似的物理性質(zhì)的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)場(chǎng)內(nèi)所有頂點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)和批量化操作,結(jié)合數(shù)據(jù)的梯度分布自動(dòng)生成透明度參數(shù),對(duì)透明度傳輸函數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了自適應(yīng)改進(jìn),并開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性。具體的體繪制透明度傳輸函數(shù)自適應(yīng)生成方法:首先,基于標(biāo)量三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)使用層次聚類(lèi)方法構(gòu)造聚類(lèi)樹(shù),通過(guò)分析合并距離的拐點(diǎn)自動(dòng)確定聚類(lèi)數(shù)目閾值;然后通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)的梯度分布信息,對(duì)每個(gè)聚類(lèi)生成其內(nèi)部透明度參數(shù);最后結(jié)合使用者的需求分別調(diào)整各類(lèi)的透明度,生成全局傳輸函數(shù),進(jìn)行體繪制渲染。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該自適應(yīng)生成方法與現(xiàn)有可視化工具中透明度傳輸函數(shù)的設(shè)計(jì)方法相比,不僅改變了傳統(tǒng)手動(dòng)設(shè)定傳輸函數(shù)的方式、提升了參數(shù)設(shè)置效率,而且提升了數(shù)值模擬中數(shù)據(jù)展示的直觀性和逼真度,改善了繪制效果。因此,本文所研究的體繪制透明度傳輸函數(shù)自適應(yīng)生成方法具有較好的工程實(shí)際應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３繪制結(jié)果二??

圖１．２繪制結(jié)果一??￣＂??

?體繪制透明度傳輸函數(shù)自適應(yīng)生成方法研宄???圖１．１?Ｖｉｓｉｔ傳輸函數(shù)??圖（Ｕ）中黑色塊是數(shù)據(jù)在取值范圍內(nèi)的頻度分布，淺色曲線是為其指定的不透明??度值。其他可視化工具的設(shè)計(jì)過(guò)程也是大同小異。??舉一個(gè)醫(yī)學(xué)ＣＴ數(shù)據(jù)可視化的例子，針對(duì)不同醫(yī)生的觀察需求，我們對(duì)同一份ＣＴ??數(shù)據(jù)使用了不同的透明度傳輸函數(shù)進(jìn)行體繪制，以此來(lái)說(shuō)明不同傳輸函數(shù)對(duì)于體數(shù)據(jù)繪??制結(jié)果的重要性。ＣＴ掃描數(shù)據(jù)包含了?ＣＴ掃描的全部信息，在圖（１．２）中通過(guò)特定的??傳輸函數(shù)顯示了肌肉組織區(qū)域，在圖（１．３）顯示了骨骼區(qū)域。透明度參數(shù)及其繪制效果??如圖所示：??Ｖ?…餡…?？〇?Ｙ－Ａ）ｉｉｉ?ｔｏｏ?７ｓｃ??ＸＡｔ??Ｉ?—??圖１．２繪制結(jié)果一??Ｉ￣Ｐ＂??Ｉ??圖１．３繪制結(jié)果二??我們僅從左側(cè)直方圖中無(wú)法直觀地觀察出某一值具體對(duì)應(yīng)的人體組織，通常只能結(jié)??合領(lǐng)域相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推斷，嘗試性地對(duì)直方圖的不同范圍指定參數(shù)。這一過(guò)程要通過(guò)反??復(fù)的調(diào)整，才能得到理想的繪制結(jié)果。因此，雖然體繪制技術(shù)在信息展示程度方面有無(wú)??可比擬的優(yōu)勢(shì)，但因?yàn)閭鹘y(tǒng)的傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程不直觀以及需要反復(fù)調(diào)整的缺點(diǎn)，導(dǎo)致??體繪制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。??２??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3233520