该论文对虚拟内窥镜中的关键技术做了比较深入细致的研究,主要包括成像算法的加速和系统导航功能.成像速度是影响虚拟内窥镜技术推广和应用的主要因素.面绘制虽然可以获得交互的成像速度,但存在成像质量差、预处理过程复杂等缺点.因此,该文采用了体绘制成像算法,成像质量高,但是计算代价高,绘制速度非常缓慢.为了提高体绘制成像速度,该论文主要从软件、硬件、软硬件结合等角度出发,着重研究了成像算法的加速问题,使得渲染图像大小为512×512时成像速度可以达到每秒3帧左右,基本能够被临床上所接受.同时,为了使虚拟内窥镜系统能够真正实用,还需要提供方便的导航功能.为此,该文对虚拟内窥镜系统的导航技术进行了较为全面的研究,提出的导航技术高效、便捷.归纳起来该文主要完成了以下有特色的工作:(1)提出了一种基于多重增量递推和采样点分解的光线投射算法.该算法主要考虑到同一条投射光线上的相邻采样点间存在较大的相关性,屏幕上相邻象素点投射的光线间也存在着相关性,为了利用这两种相关性,提出多重增量递推采样点计算方法.(2)提出了一种基于PC图形卡W-Buffer的交互光线投射算法.该算法是一种体绘制和面绘制相结合的加速技术.该算法间接地利用了传统计算机图形硬件的加速功能,成像速度得到了很大的提高.(3)提出了一种基于Intel奔腾SIMD和分割技术的快速体绘制算法.(4)研究了虚拟内窥系统的交互和自动导航功能,并重点研究了自动导航方式的路径提取、平滑与插值等关键问题.(5)提取出器官骨架后,采用两次跟踪技术裁剪骨架分支,得到所需的导航路径.