虚拟手术系统是近年来发展迅速的学科方向,其使用计算机图形学和虚拟现实技术,模拟真实的手术环境,指导医生进行手术操作。真实感绘制是虚拟手术系统中的重要环节,而传统的二维纹理映射会存在接缝变形现象,并且无法表现不同剖面下的器官内部纹理差异,体纹理则可以很好的表现三维纹理信息。现有的体纹理合成方法存在的主要问题是精度不高,并且合成时间较长,无法满足虚拟手术高精度和实时性的需要。针对以上存在的问题,本文以虚拟肝脏手术为研究对象,选用可视化人体计划(VHP)肝脏切片集作为高精度数据源,提取肝脏轮廓并构建三维模型。采用复用计算的思想合成肝脏体纹理,再将体纹理映射到构建好的肝脏模型上,提高虚拟手术的真实感,并且实现了切割操作,用户切割肝脏模型可以看到内部纹理,提高系统的交互性能。本文的主要工作如下：(1)对-HP图片集作预处理,提出了一种采用Bezier曲线拟合技术与传统漫水填充分割算法相结合的肝脏轮廓提取方法。利用提取的轮廓数据结合医学可视化工具包VTK进行三维重建,采用约束的Delaunay四面体方法对表面模型进行实体化,根据四面体分裂算法实现切割操作。(2)针对传统体纹理合成方法时间开销大的问题,采用动态选取ROI区域的方法构建样本体纹理块并对其可视化。讨论体纹理空间与二维空间的区别之处,对二维的复用计算方法进行改进并扩展至体纹理空间。提出了体纹理块的迭代条件判断方法和重叠区域处理方法,复用合成肝脏体纹理,提高了合成体纹理的速度,并且提出一种改进的S3TC算法对合成的体纹理进行压缩。(3)计算肝脏模型表面四面体分布情况,通过判断表面四面体各顶点与体纹理块的位置关系计算三维纹理坐标,完成肝脏体纹理映射工作。计算三角面片内部点集实现纹理的精细化,用户通过切割可以看到肝脏内部纹理。并且按照三角包围盒高度递减规则制作了纹理地图集来提高体纹理映射效率。最后设计并开发了虚拟肝脏手术原型系统,将涉及的模型、体纹理、算法等整合到统一的平台中,给出实验结果并总结所做的工作,对下一步的研究进行展望。实验结果表明,本文所构建的虚拟肝脏手术系统,可以方便地完成图像分割和三维重建,快速地合成具有高精度的肝脏体纹理,用户可以通过鼠标与肝脏模型进行交互,切割肝脏查看肝脏的内部纹理。课题对于虚拟手术中纹理合成的研究具有重要意义,具有广泛的应用前景。