【摘 要】
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随着医学显像设备的高速发展,正电子发射计算机断层显像（PET,即positron emission tompgraphy）设备面世并在医学可视化领域扮演着越来越重要的作用。与此同时面向PET数据的三维可视化需求也越来越多。然而,目前三维重建方法多应用于CT数据而对PET数据进行数据可视化的方法相对匮乏,因此研究相应的解决方案具有重要的意义。文章对常见的三维重建算法进行了研究,在分析比较面绘制体绘制
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随着医学显像设备的高速发展,正电子发射计算机断层显像（PET,即positron emission tompgraphy）设备面世并在医学可视化领域扮演着越来越重要的作用。与此同时面向PET数据的三维可视化需求也越来越多。然而,目前三维重建方法多应用于CT数据而对PET数据进行数据可视化的方法相对匮乏,因此研究相应的解决方案具有重要的意义。文章对常见的三维重建算法进行了研究,在分析比较面绘制体绘制方法优劣后,采用体绘制算法作为可视化方案,同时选择Open GL可编程渲染管线作为渲染系统的底层框架,最终设计并实现了基于光线投射的体绘制算法来对PET体素数据进行可视化。在算法实现过程中,对PET体素数据进行预处理并把数据存储在包围盒中,采用slab相交检测算法得到光线与包围盒的交点,最后对交点之间的光线做步进迭代运算以及合成得到渲染结果。其次,文章对于体绘制算法的渲染效果以及效率两个方面展使用了部分优化方案。从效率角度,将数据处理部分的slab算法进行了GPU化,优化了着色器编码结构。同时还通过光线提前终止的方法减少迭代次数,最后还从渲染本身出发,设计了延迟渲染方法优化算法运行效率。从渲染结果角度,加入Blinn-Phong光照模型优化了最终的渲染结果。通过一系列优化方案,文章实现的光线投射算法的帧率和渲染效果都有了显著的提升。在最后还将算法应用到具体工程,作为独立的为可视化组件加入到软件应用中。同时添加了诸多交互和调参的功能,提高了用户体验的同时还充分论证了算法的可行性。
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