直接体绘制是最有效的体数据可视化方法之一,它通过定义一个与数据集关联的传输函数,将数据映射为颜色和不透明度,能够有效地显示三维数据场的内部信息,因此已被广泛应用于医学成像、地质勘探等领域的可视化技术中。能够有效可视化三维数据场中的特征信息是直接体绘制研究的难点,而体数据中特征信息的有效展示主要依赖于体数据的绘制与分类。绘制是将三维空间数据映射为二维图像的过程,而基于GPU的光线投射算法是当前直接体绘制的主要方法。分类是指通过分析、提取体数据中的特征信息,建立特征信息与光学属性之间的映射关系,从而展示出感兴趣的特征,传输函数是用于体数据分类的常用方法,但是传输函数的设计过程比较复杂耗时,且需要用户具备领域经验。为了在不需要复杂传输函数的前提下,能够快速清晰地绘制出体数据内部众多特征信息,本文进行了一定的探索与研究,提出了基于特征分析的不透明度动态调整的可视化方法以及用于增强特征感知的绘制方法。(1)特征抽象的直接体绘制方法。首先通过移动最小二乘法对采样光线上离散的标量值进行拟合,形成标量曲线,然后分析标量曲线,提取出曲线上的各个特征区域,将这些特征区域抽象为不同层次的采样点,称之为抽象采样点,抽象采样点的不透明度根据采样光线上特征数的变化而改变；最后在保证距视点最远的抽象采样点具最大可视性的前提下,修改标准的体绘制积分方程。为了增强特征的形状感知,根据数据的特征信息引入局部光照技术。(2)特征增强绘制方法。为了增强绘制体数据内的重要特征,本文在特征抽象的直接体绘制方法的基础上提出使用重要度量函数用于权衡体数据内各特征的重要性,通过用户的交互设定,能在展示出所有特征的同时,增强绘制重要性高的特征。同时为了增强绘制结果的视觉感知和特征的空间层次感,在光线累积过程中引入特征的深度信息,增强各特征在空间中的前后关系,另外又提出使用颜色映射技术来增强特征的深度感知。本文方法是基于Voreen开源框架实现的,使用QT、OpenGL、GLSL等开发包和工具将本文方法集成到Voreen框架中,实现了基于GPU的光线投射方法。通过对不同的体数据进行实验分析,结果表明本文方法能快速地展示体数据内各个重要特征,相比于传统的经典体绘制方法和用于特征增强可视化的AVR方法,本文方法绘制的结果,特征信息更丰富,展示的特征更清晰,并且还具有良好的实时交互性。