医学图象三维可视化是医学图象可视化领域研究的热点和经典主题。本文在国家数字化医学影像设备工程技术研究中心的资助下，在牙齿三维可视化课题研究中解决了三个关键算法，从而为牙齿三维可视化软件的开发奠定了理论基础。 在预处理阶段，基于数学形态学理论，实现了牙齿和颌骨中心曲线自动分割提取，为进一步实现重建牙齿全景图象，重建牙齿旁轴位断面图象奠定了基础。可进一步解决传统方法由于牙齿倾斜等原因而难以获得完整牙齿全景图象的问题。 在三维重建阶段，在分析研究了当今主流体绘制算法的基础上，将Shear-Warp算法思想融合进Ray CaSting算法，将改进后的算法应用于牙齿动态三维重建，生成的图象质量比传统的通过低分辨率采样放大进行绘制有明显的提高。 在三维交互阶段，基于四元数理论，提出了一种新的三维旋转插值算法。与传统的基于坐标轴旋转插值算法相比，本文算法使三维对象旋转过程中与各坐标轴夹角同步变化，插值图象序列间过渡平滑，视觉连贯。