一种基于移动设备的医学图像体绘制方法

针对移动设备硬件局限性,提出一种新的纹理切片体绘制方案,利用最新支持移动设备的OpenGL ES 2.0接口的图形处理能力,精心地设计体绘制着色程序,完全避免复杂的计算和条件分支,较好地解决了实现医学图像交互式体绘制速度慢的问题。通过在不同的设备上和不同的场景下进行实验,表明本文的方法可以使绘制帧率提高一倍左右。     

使用GPU编程的工业CT断层图像三维可视化技术

在具有可编程管线的图形处理器（GPU）上重新实现了传统的光线投射算法,将耗时的三线性插值和采样过程放在GPU上进行,以提高绘制速度.首先将体数据映射为三维纹理并将其载入到显存,接着通过对顶点着色程序和像素着色程序的编写将光线进入点、离开点的计算以及图像的合成运算移入GPU中,最后根据不同的采样点颜色混合公式实现不同的绘制效果.本算法通过只绘制一个代理面,避免了使用固定管线的混合操作,从而可通过自定义的混合算法来实现各种复杂的绘制效果.结论：与传统的光线投射算法相比,文中算法可快速重建出质量较高的图像,使实时绘制工业CT断层图像成为了可能.     

基于光线投射的体绘制系统VIZARD Ⅱ

体可视化是一个从不同的科学角度去查看和分析大量数据的重要工具,它在许多领域有广泛的应用,例如生物医学、地球物理学、计算动态流体学、有限元建模、计算化学等.大数据集的实时可视化对现代工作站有很高的计算要求,特别是在内存系统,而要求的内存带宽在大多数的现在工作站和个人计算机上是不能达到的.如果要达到所要求的带宽,数据集必须被划分到多个内存模块中,而且必须使用并行处理的方式.这篇文章介绍的体绘制系统正是采用并行和流水线技术来实现光线投射,使实时体可视化在费用,性能方面都进行了优化.     

基于光线投射的体绘制系统VIZARD II

体可视化是一个从不同的科学角度去查看和分析大量数据的重要工具,它在许多领域有广泛的应用,例如生物医学、地球物理学、计算动态流体学、有限元建模、计算化学等。大数据集的实时可视化对现代工作站有很高的计算要求,特别是在内存系统,而要求的内存带宽在大多数的现在工作站和个人计算机上是不能达到的。如果要达到所要求的带宽,数据集必须被划分到多个内存模块中,而且必须使用并行处理的方式。这篇文章介绍的体绘制系统正是采用并行和流水线技术来实现光线投射,使实时体可视化在费用,性能方面都进行了优化。     

基于八叉树的体绘制早期射线终止算法

早期射线终止是实时体绘制重要的加速算法之一。针对现有的算法中体数据逼近困难,需要大量的预运算时间等缺点,提出一种改进算法,基于八叉树的体数据表达,按视线方向从前向后的次序遍历八叉树,获得射线终止信息,再以深度缓冲剔取实现早期射线终止。算法对体数据逼近精确,无需预运算,加速绘制效果明显,且无损最终图像质量。     

基于GPU的海面实时仿真的研究与实现

海面的仿真研究不仅在计算机图形学领域具有重要的意义,同时对于水力学、流体力学、波动力学、海洋学等都具有重要的实际意义.本文采用基于海洋统计和经验的模型,该模型采用大量正弦波的叠加来模拟海面,通过FFT合成一个类似海浪谱分布的高度场;通过实时纹理映射技术实现水面的反射和折射,从而增强水波动画的真实感;充分利用图形处理单元（Graphics Processing Unit,GPU）提供的可编程特性及强大的计算能力,用GPU来提高水面绘制速度,实现海面实时绘制.     

体绘制技术及其在矿床三维可视化中的应用

体绘制技术是与传统的面绘制技术完全不同的一种可视化方法。论述了体绘制技术的原理、算法和过程,并结合地矿工程特点,设计了一个基于改进的光线投射法的地矿三维可视化仿真系统,利用某一矿山实际地测数据对系统进行了验证。结果表明,所研究的系统能够很好地反映地矿三维空间实际情况,展示了算法的正确性与仿真系统的应用前景,使体绘制技术向实际应用迈进了重要的一步。     

一种基于非透明度校正的光线投射体绘制算法

针对传统光线投射体绘制算法的非透明度校正不能满足实际应用的要求,提出了一种新的体绘制算法。该算法基于新的采样合成函数,采用非透明度提前截止来判断光线终止。最后,通过gsgl语言编写顶点程序和片段程序对实现了算法。实验结果表明该算法在不同的采样间距下都可以大大改善体绘制的质量和速度。     

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.     

基于GPU的通用计算模型

基于计算核和图形接口能够支持GPU 通用计算的特点,给出了一个规范的四层编程模型.本文主要研究了在系统抽象层中对计算核和图形接口层的图形操作抽象成通用计算的过程,其目的是屏蔽图形操作的痕迹,使在应用层执行屏蔽图形绘制程序,图形接口能够被抽象成GPU进行通用计算操作,提高面向GPGPU绘制语言的可描述性和规范化,并通过检测模块的设置检测运行环境,以提高效率.     

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。     

可编程实时渲染技术在Web 3D中的应用研究

针对目前一些Web 3D应用系统实时渲染引擎在材质真实感表现方面的不足,阐述了利用图形处理器的可编程特性提升实时渲染引擎质感表现的思路,引入Cg高级着色语言,探讨了Cg shader在Web 3D虚拟展示中的应用。最后,以油漆材质表现的应用实例验证了方法及技术的可行性,取得初步的研究成果。     

可编程GPU技术的应用研究

本文主要介绍了GPU的工作原理和技术支持,研究了利用可编程GPU的体绘制技术,分析了利用可编程GPU进行图像编码与实时绘制的一种方法和算法．     

基于Shear-Warp的预合成体绘制方法

为提高用Shear-Warp重建的三维医学图像的质量,提出了一种改进的基于Shear-Warp的预合成体绘制算法IPVR.该算法采用预合成体绘制技术,在重采样过程中,结合体绘制方程和光照模型,确定最终的重采样值并合成中间图像,从而消除标准Shear-Warp算法中因欠采样而产生的混淆现象.实验证明该方法满足实时体绘制要求,显示效果较好.     

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。     

基于图像处理器的EWA Splatting体绘制加速算法

提出了利用目前的图像处理器（GPU）的点块纹理、帧缓存对象（FBO）和可编程功能来加速实现EWA Splatting的体绘制算法.该算法直接以采样点作为代理几何,利用光线投射在GPU中求取每个像素点的所对应三维纹理坐标,同时用一个近似低通滤波器代替高斯滤波器.试验结果表明,所提出的算法可以应用于高质量的交互科学计算可视化.     

医学体数据三维重建的体绘制加速算法研究

研究有效的体绘制加速算法.在抛雪球法的基础上,采用提取最近表面体素的方法实现加速.提出新的分割方法,以体素原有的灰度值作为颜色值的3个分量,将所有体素的不透明度设为0.9或1.0,结果表明,加速算法能满足显示要求且加速作用明显.该加速算法结合了表面绘制方法和体绘制方法的优点,但只适用于不透明物体的重建显示.     

基于硬件纹理体重建的切割算法

在硬件纹理加速体重建算法的基础上,提出了两种模拟三维数据切割的方法:利用深度缓存实现和利用离散距离场实现.由于使用了图形硬件加速,所提出的算法达到了交互速度,可以应用在手术模拟等诸多三维切割应用中.     

GPU加速实现的锥束CT高精度正投影算法

CT的正投影计算是对CT数据采集过程的模拟,不仅可用于生成投影数据,而且是CT图像迭代重建算法的一个关键组成部分.在CT的锥束扫描方式下,正投影计算量大,计算时间长.为此,提出了一种GPU加速实现的锥束CT正投影算法.该算法通过并行计算各条X射线在探测器上投影,实现了锥束CT正投影的快速计算.由于该算法支持全浮点运算精度计算,且采用三线性插值方式,因此计算精度高.通过对Shepp-Logan模型的正投影计算实验以及与其他正投影算法的比较,验证了作者算法的优点.