交互式虚拟人脑内窥镜系统关键技术

目的为解决传统内窥镜方法的缺点。方法设计并开发了一套基于体绘制技术的交互式虚拟人脑内窥镜系统。结果给出了系统主要功能和流程,并且对系统实现中的3项关键技术:虚拟相机模型建立、漫游路径抽取和三维体数据的绘制方法作了详细介绍,改进的光线投射算法使得重建的三维模型图像清晰,绘制效率高。结论系统能够通过手动和自动两种方式进行器官内漫游并生成动画记录,为临床诊断和医学仿真提供了有效地支持。     

基于PC系统的快速体绘制实现

由于体绘制算法需要强大的计算能力，通常在PC系统上难以实现满足交互式应用的绘制速度，因而阻碍了其应用普及。该文使用Shear-Warp体绘制算法，结合Intel公司的SSE2扩展指令对整个绘制过程进行加速，实现了基于中高档PC系统对256*256*256体数据的实时快速体绘制技术。     

一种改进的Splatting体绘制方法

Splatting方法是一种基于物序的直接体绘制方法，由于要提前将重构核积分成二维的足迹表，故并不能生成很精确的图像，并且Splatting中较流行的sheet—buffer方法会带来popping问题。该文通过定义平行于视平面的view—buffer，采用平行于view—buffer的体素遍历方法，并根据预先计算好的三维查找表，来改善经典Splatting算法。该方法能很好地消除体旋转过程中的popping现象，还能得到更高质量和更精细的绘制结果。     

一种基于Phong模型的体绘制明暗度快速算法

高效，精确地完成三维医学图像数据（如CT，MRI等）的体积显示，有助于医生对感兴趣的病灶部分或器官形成直观的认识，从而做出诊断或手术计划，针对体绘制的一个重要环节－明暗度的处理，提出了一种基于球面三角化的快速算法，其速度较传统的明暗度处理方法快近2倍，同时大大节省了中间数据的存储量，有利于在微机上实现，误差分析和实验结果表明，所提出的快速算法绘制质量与传统方法没有明显差异，具有可行性。     

一种基于离散点的真实感图形绘制算法

曲面造型通常所采用的是基于三角形或多边形的表示方法，该方法存在着一些不足之处，文中对真实感图形生成过程进行了研究，提出了一种基于离散点绘制景物的新方法。景物由一组离散点集合表示，每个离散点包括坐标、颜色、法线、深度等。论述了基于离散点的实体造型、取景变换、消隐和光照等，并且在实践中进行了验证。     

一种优化的光线投射体绘制采样算法

提出一种通过光线与体元两个交点处的体数据值线性采样的方法，减少了插值计算次数，分析了这种采样方法与三元线性插值方法的差异，证明这是一种可行的有效方法．     

三种体绘制算法的比较

体绘制技术是一种能够准确反映出数据内部信息的可视化技术，本文介绍了3种常用体绘制算法：光线投射算法，足迹算法和错切-变形算法的基本思想，在此基础上比较了它们的性能并对它们的改进作了进一步的讨论，最后给出了结论并对这3种算法的前号作出了的展望．     

基于scan-buffer三维不规则数据场的直接体绘制技术

针对三维有限元模型不规则数据场的特点 ,在直接体绘制算法的基础上 ,提出了一种基于scan buffer、适合多种有限元单元类型的算法 ,讨论了数据场到密度场不同的映射函数对绘制效果的影响 ,提出了适合于有限元数据场的几种映射模型     

一种快速绘制Bezier曲面的算法

本文基于曲面的部分提出一种绘制Ｂｅｚｉｅｒ曲面的算法，同传统算法相比具有绘制速度快，晚于控制等优点。     

基于PC图形卡W-Buffer的交互直接体绘制

提出一种基于PC图形卡W Buffer的交互光线投射算法,这是一种面绘制与体绘制结合的快速体绘制方法.首先用3D分割等方法提取边界体素或用MarchingCubes等算法提取等值面,然后利用图形硬件预先投影这些边界体素或等值面以产生深度信息,最后由光线投射模块根据W Buffer中的深度信息快速找到实际等值面的位置,进行采样、着色、不透明度与颜色合成等渲染工作.这一方法不仅显著地加快了成像速度,而且不降低图像质量.实验结果表明,用该算法在PC机上以200×200分辨率渲染时,能达到10帧/秒的速度,基本满足虚拟内窥镜系统的动态导航和高质量图像要求,具有较大实用价值.     

虚拟内窥镜中心路径抽取技术

目的在空腔器官中提取一条最佳的用于虚拟内窥镜漫游的中心路径。方法采用基于距离变换的方法进行路径抽取。结果给出了虚拟内窥镜中心路径的定义，总结了中心路径的基本特性。结论在虚拟人脑内窥镜系统中实现了中心路径的提取，用于器官内窥检查，效果良好。     

三维数据场体绘制研究进展

三维数据场的体绘制技术具有重要的学术意义和应用价值,已成为计算机图形学的一个热点研究方向。介绍了体数据场按物理特征和几何特征的分类,综述了三维数据场体体视化的两类绘制算法——面绘制和直接体绘制,描述了各种体绘制算法的基本思想,分析比较了相应的关键技术,详细讨论了体绘制技术的最新研究进展.     

A Scalable Data-Distributed Algorithm for Volume Rendering on Parallel Virtual Machines

IntroductionVolume rendering is an essential method forexploring the inner structure of complex3- D data.One of the classic volume- rendering approaches isthe so- called ray- casting algorithm. In thisalgorithm,each image pixel is rendered accordingto a ray which is emitted from the pixel and isoriented towards the observation direction. Thecomputations along each ray consist of two typicalphases:resampling of the3- D data followed by thecolor composition. Unfortunately,both phases aretime c…     

基于舍弃采样的光线投射加速算法

光线投射法是一种重要的体绘制算法,但直线上采样点的确定和采样值计算是非常费时的,也是影响体绘制实时性的重要因素.针对这个问题,该文利用对象空间的相关性,采用舍弃贡献不大的射线段参与采样的方法,加快了绘制速度.同时利用平面簇的交点可以快速求得直线上的采样点及其特征值,结合自适应采样方法,提高了绘制图像的质量.改进以后的算法复杂度明显降低,实验结果证明绘制速度可以提高20%左右.     

一种针对汽车三维虚拟仿真系统的多线程渲染优化方法

针对汽车三维虚拟现实仿真系统在多核平台下的渲染效率和CPU利用率较低的这一问题,提出了一种基于OpenMP的多线程渲染优化方法。该方法采取了设置动态线程数量、策略调度以及渲染帧并行绘制等策略,对汽车三维虚拟现实仿真系统渲染过程中的初始化阶段、逻辑阶段以及渲染阶段进行并行优化。在多核平台上进行了实验,结果表明,该方法能有效地提高系统的渲染效率和CPU 利用率,改善CPU的负载均衡。     

云计算虚拟机群中带遗传算法的负载均衡算法

研究面向单个云的虚拟机群,以最小化任务响应时间和资源损耗代价为优化目标,提出基于遗传算法的负载均衡优化算法.所提算法实现了自适应的变异概率,并且可以根据用户任务的实际需求动态地调整系统响应时间和资源损耗在整个优化过程中所占的比重.模拟仿真结果表明,该算法不仅能够满足用户需求,而且能够获得较高的资源利用率.     

一种应用于农作物生长过程的快速体绘制算法

以科学计算可视化中的体绘制技术为中心，分别介绍了该技术的基本概念及所采用的常用体绘制算法，并结合一种农作物的生长情况研究了一种具体的体绘制算法，实现了对该作物所处温度的实时反映。实现过程中，利用了OpenGL图形平台，简化了算法实现过程，加快了算法的效率。     

基于改进的遗传算法的虚拟机部署研究

云计算环境下虚拟机的部署是有关资源管理、服务质量等方面的综合性问题,是一个多目标的NP-hard问题。根据弹性云环境下虚拟机部署的特点,利用遗传算法解决多目标组合优化问题的优点,提出一种基于改进遗传算法的虚拟机部署算法,以减少物理计算机开销、提高资源利用率、满足用户SLA为优化目标,将云计算环境下的资源管理和服务质量需求转化为算法可识别的信息,通过改进遗传算法,使之适应于静态和动态部署的要求。实验结果分析表明,该算法在满足多目标的条件下得到较优的解,为虚拟机到物理节点的映射提供了较好的解决方案。