科学计算可视化具有多方面的重要意义,基于轮廓线的可视化是科学计算可视化中的一种常用方法。项目《三维肿瘤概率映射辅助前列腺活组织穿刺取样方法研究》需要从经直肠超声波检测到的序列的二维图像重建出前列腺的三维立体表面,为泌尿科医师提供可视化信息。研究和设计一个基于轮廓线的三维立体表面的可视化系统,并在.NET平台下予以实现。基于轮廓线的可视化系统分四个步骤来完成,首先是轮廓线的提取。采用基于边缘检测的方法对图像进行分割,凸显出要重建物体的边缘轮廓,然后手动勾勒轮廓并用轮廓线跟踪法提取轮廓线的坐标点集。其次是轮廓线间的插值。为了减小轮廓线层间距离与层内像素间距离的差距,使其尽量能构造出均匀的三维数据场,就必须在每层轮廓线之间插入新的轮廓线层。按等角度对轮廓线进行取点,然后用线性插值的方法进行插值,这种方法简单易行。第三是轮廓线间的三角划分,即通过一定的算法规则,将相邻轮廓线上的点上下连接,形成互不相交的三角形,从而构成物体的三维表面。将最短对角线法和相邻轮廓线同步前进法这两种三角划分的方法相结合来进行三角划分,适用于前列腺的三维表面重建,且速度快,重建效果良好。最后是三维显示,即在二维屏幕上显示出重建后的三维体。在.NET平台下结合Managed DirectX进行三维显示,并通过鼠标来控制图形的平移、缩放和旋转,操作灵活。