虚拟外翻是可视化领域的一项新近提出的方法,用以直观地提供空腔内壁表面的信息,该方法的最大优点在于保持了空腔原有的空间和解剖学结构特点,同时避免了乏味而耗时的内窥镜漫游。现有的虚拟外翻方法采用局部电场模型,根据电荷的设置可分为基于中心路径和基于基准面两种。研究围绕基于基准面的虚拟外翻展开,首先提出针对基准面的生成,在现有的形态学运算的基础上,增加各邻近点间的细微处理过程,通过迭代,缩小基准面表面的起伏变化,达到光滑基准面的目的。本文最主要的工作在于对电场模型进行了改进,提出建立全局电场模型,从根本避免了欠采样和过采样的出现;同时,引入向量场分布快速算法,借助快速傅立叶变换的高效性以实现全局电场的设想,解决了在旧有的局部电场模型中,效果与效率之间故此失彼的问题,使虚拟外翻技术更成熟。实验设计包括二维图像实验和三维图像实验。二维图像实验证实了全局电场的普适和抗噪的特点,概念性地说明了快速算法的实施流程;三维图像实验则通过对三维真实病人的结肠CT数据进行虚拟外翻,验证了在快速算法支撑下的全局电场模型准确而高效,具有应用推广的潜力。