水声数据可视化是人类探索海洋世界的重要手段,在海洋资源探测、海底地貌勘察以及渔业领域等方面具有广泛的应用。随着GPU等并行处理技术的发展,绘制质量较高的直接体绘制技术成为了实现可视化的主要方式,而传递函数的设计作为其中的关键技术,一直是人们的关注焦点。为进一步提升水声数据的可视化效果,本文针对水声数据的特点,对体绘制中传递函数的设计进行了较为深入的研究,主要研究工作和成果如下:首先,针对现有传递函数对水声数据水体层和地底层分类效果较差的问题,提出了一种基于三维非下采样Brushlet变换的水声数据体绘制传递函数方法。利用三维Brushlet变换在检测和捕捉体数据中的高维奇异性信息及方向纹理信息方面的优越性,首先结合灰度共生矩阵在非下采样Brushlet变换的不同方向系数体积块中提取水声数据的纹理特征,然后利用模糊C均值聚类方法完成数据分类,最后根据分类结果分别设计不透明度和颜色映射函数实现可视化。实验结果表明,与其他方法相比,该方法具有更好的分类能力,并且能有效地滤除水声数据中的杂质,强化边界信息,从而增强绘制效果。其次,针对传统的水声数据目标检测算法对目标物体的分割效果不佳的缺点,提出了一种改进的自适应阈值三维区域生长算法对水声数据的目标物体进行检测,并将它应用于水声数据传递函数的设计当中。该算法能自动选取水声数据中最合适的初始种子点,根据生长规则自适应改变阈值并达到最佳的区域生长效果;接着结合三维数学形态学分别对水声数据中水体层和地底层的目标进行检测和数据分类;最后根据分类结果,分别为水体层非目标背景区域、地底层非目标背景区域以及目标物体设计相应的不透明度和颜色映射规则,并调用可视化工具包VTK完成可视化。实验结果表明,该方法能有效分割目标物体和背景区域,并获得比较理想的绘制效果。