科学计算可视化能够将三维数据转换为具有丰富信息的图像,并进行交互处理。水声数据可视化便是其中的一个重要分支,主要应用于水下资源探测、沉船打捞以及渔业应用等方面。由于水下环境的复杂且声纳采集的数据易受噪声的影响,所以对其进行有效的绘制是水声数据可视化的核心工作。体绘制技术在三维水声数据可视化发展中占据了重要的位置,因此在介绍了几种体绘制算法后,选择其中最为典型的光线投影算法完成绘制,尤其针对其中最为重要的传递函数的设计进行了较为深入的研究,并进一步设计并开发了可视化平台。主要研究内容和成果如下:实现可视化的过程关键环节是传递函数的设计,其目的是突出显示重要的信息和结构特征。水声数据主要由水体层、过渡层、地层组成,由于目标数据包含在其中,因此其边界信息也是至关重要的。LH直方图传递函数能够显著的提高边界的区分能力,然而原始LH值计算计算范围较大,不能满足高效性的需求。因此提出一种基于区域空间的LH直方图传递函数设计方法,通过在水声数据中选择某一区域空间,并计算此区域内每个体素与其相邻体素的均值和方差,通过比较方差与设定的估计范围值,确定是否与其邻域体素相似,以确定是否是内部相等体素,从而减少FL与FH值的计算工作量,之后遍历体数据所有区域空间,得出区域空间LH直方图传递函数,从而实现高效分类映射的需求。实验结果表明,与现有基于阈值的LH直方图传递函数方法相比,基于区域空间的LH直方图方法节省了将近50%的计算耗费,同时保持很好的边界区分能力与较好的绘制效果,有效的改善了光线投影算法计算时间较长的问题。结合跨平台C++图形用户界面库Qt和可视化工具包VTK,设计实现了基于VTK和Qt的水声数据应用平台,利用VTK进行图像可视化,再利用QT对图形用户界面进行设计并交互,设计出两类标量值传递函数与梯度值传递函数控件,并通过设置插值、阴影、光照强度等小控件真实还原水下环境。实验通过对分类后的两组切片数据采用两种不同的光线投影算法进行测试,通过比较不同设定下的控件,从而快速的绘制出较为清晰的三维水声图像,达到交互的需求。