近幾年來，體視化技術已成為科技先進國家圖形學研究的熱門課題之一。體視化技術研究的是在真正的三維空間裡實現數據的輸入、存儲、構造、分析、處理以及顯示的方法，目的是探查客觀事物的全貌，使人們能夠看到客觀對象內部原本不可見的複雜結構。
基本介紹
- 書名：體視化技術及其套用
- 作者：李金,王磊,梁洪等
- ISBN：9787121262913
- 頁數：236
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2015年09月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
基本信息,內容簡介,目錄信息,
基本信息
體視化技術及其套用
作 譯 者：李金,王磊,梁洪等
出版時間：2015-09
千 字 數：377
版 次：01-01
頁 數：236
開 本：16(185*260)
I S B N ：9787121262913
內容簡介
體視化技術是計算機圖形學領域中快速發展起來的一個新的研究領域，它在描述客觀對象方面所具有的強大功能遠遠超過了傳統的計算機圖形學。 本書系統地闡述了體視化技術的基本概念、原理、方法、實現，包括體數據預處理、表面繪製、像空間的體繪製、物空間的體繪製、頻域體繪製、三維不規則體數據的體繪製、三維數據並行體繪製等核心內容，並結合我們最近 幾年的最新科研成果和教改成果，融合體視化技術研究動態以及各個領域的實際套用，突出了工科研究生注重理論研究與工程實踐相結合的宗旨與特色。本書可以作為高等學校研究生的教材，也可以作為從事體視化技術的研究或開發人員的技術參考書。
目錄信息
第1章 緒論 1
1.1 科學計算可視化概述 1
1.2 矢量圖形與光柵圖形 2
1.3 計算機三維重構 5
1.4 面繪製技術 7
1.4.1 面繪製技術的成像機制 7
1.4.2 面繪製技術存在的問題 9
1.4.3 面繪製技術的關鍵問題研究 9
1.5 體繪製技術 10
1.5.1 體繪製技術的成像機制 10
1.5.2 體繪製技術所具有的優勢 11
1.5.3 體繪製技術所存在的問題 12
1.5.4 面繪製技術與體繪製技術的特性對比 13
1.5.5 體繪製技術的關鍵問題研究 13
1.6 體視化技術的套用 14
1.6.1 體視化在醫學中的套用 14
1.6.2 體視化在教育中的套用 16
1.6.3 體視化在顯微分析中的套用 18
1.6.4 體視化在生物學和分子模型構造中的套用 19
1.6.5 體視化在計算流體動力學中的套用 20
1.6.6 體視化在有限元分析中的套用 21
1.6.7 體視化在氣象學中的套用 21
1.6.8 體視化在\\無損傷探測中的套用 22
1.6.9 體視化在考古中的套用 23
1.6.10 體視化在石油勘探中的套用 25
1.7 本章小結 26
第2章 體視化基礎 27
2.1 引言 27
2.2 體數據的來源 27
2.3 斷層圖像的幾種採集方式 27
2.4 體數據的定義及體素化 28
2.4.1 體數據的定義 28
2.4.2 體素化 30
2.5 體數據的表示方式 30
2.6 體數據的類型 31
2.6.1 按採樣空間的維數分類 31
2.6.2 按體素的數據類型分類 31
2.6.3 按採樣點之間的拓撲結構分類 31
2.7 三維離散拓撲學基礎 33
2.8 體視化的理論模型 34
2.9 體數據的預處理 35
2.9.1 圖像檔案的處理 35
2.9.2 體數據的濾波 35
2.9.3 圖像分割 37
2.9.4 平行切割圖像的插值 60
2.9.5 扇掃切割圖像的插值算法 62
2.10 本章小結 71
思考題 71
第3章 Marching Cubes方法 72
3.1 Marching Cubes方法的基本原理 72
3.1.1 體素中等值面剖分方式 73
3.1.2 等值面與體素邊界的交點計算 74
3.1.3 等值面法向的計算 74
3.1.4 MC算法流程 75
3.2 Marching Cubes方法中二義性的消除 76
3.2.1 Marching Cubes方法中二義性問題 76
3.2.2 二義性消除方法 77
3.3 多邊形的連線與三角化 78
3.4 本章小結 79
思考題 79
第4章 體視見方法 80
4.1 引言 80
4.2 二維幾何變換 81
4.2.1 二維平移變換 81
4.2.2 二維比例變換 81
4.2.3 二維旋轉變換 82
4.2.4 二維錯切變換 83
4.2.5 二維複合變換 83
4.3 體變換 84
4.3.1 空間幾何變換 85
4.3.2 前向映射變換 89
4.3.3 逆向映射變換 90
4.3.4 逆正交變換和投影 90
4.4 逆向映射中的光線投射 91
4.5 兩種視見方法 92
4.6 視見方法的比較 93
4.7 顏色 94
4.8 阻光度傳遞函式設計 95
4.8.1 阻光度傳遞函式 95
4.8.2 基於體素的阻光度傳遞函式 95
4.8.3 基於體素和梯度的阻光度傳遞函式 96
4.8.4 基於體數據直方圖熵的分類算法 98
4.8.5 基於體數據直方圖矩的分類算法 106
4.8.6 基於直方圖凹度的閾值選取方法 112
4.8.7 基於Fisher準則的阻光度傳遞函式 113
4.8.8 基於核估計的阻光度傳遞函式 116
4.8.9 基於自然選擇粒子群的阻光度傳遞函式 121
4.9 體濃淡方法 130
4.9.1 概述 130
4.9.2 光照模型的選擇 131
4.9.3 表面法向量的估算 132
4.10 沿著光線的累積和合成 132
4.11 本章小結 133
思考題 133
第5章 體光學模型 134
5.1 光線的發射 134
5.2 光線的吸收 135
5.3 光線的發射與吸收 136
5.4 本章小結 137
思考題 137
第6章 像空間的體繪製 138
6.1 光線投射的基本原理 138
6.2 逆映射中的光線投射 139
6.3 光線投射的基本過程 139
6.4 光線投射的計算方法 141
6.5 再採樣方法 144
6.5.1 插值核 144
6.5.2 最小近鄰法 145
6.5.3 線性插值法 146
6.5.4 三線性插值算法 147
6.5.5 加權插值法 148
6.6 圖像合成的基本原理 148
6.7 光線投射積分 149
6.8 光線投射積分的離散化 149
6.8.1 光線積分的從前向後形式 150
6.8.2 光線積分的從後向前形式 151
6.9 圖像合成的方法 151
6.9.1 利用光線上的一個採樣點 151
6.9.2 利用光線上的所有採樣點 151
6.10 本章小結 155
思考題 155
第7章 物空間的體繪製 156
7.1 Z快取算法 156
7.2 足跡表法 157
7.2.1 體重構方程 157
7.2.2 體重構核 158
7.2.3 足跡函式 158
7.2.4 足跡表 159
7.3 錯切-變形算法 163
7.3.1 錯切-變形算法基本原理 163
7.3.2 兩種基於錯切-變形的體繪製算法的流程 165
7.4 本章小結 167
思考題 167
第8章 頻域體繪製技術 168
8.1 基本的頻域體繪製算法原理 168
8.1.1 二維空間傅立葉投影截面定理 168
8.1.2 三維空間傅立葉投影截面定理 170
8.2 頻域體繪製所存在問題的解決方法 171
8.2.1 線性深度補償 172
8.2.2 指數深度補償 172
8.2.3 物質分類和顏色賦值與頻域體繪製方法的融合 173
8.2.4 頻域邊界面突出算法 173
8.3 本章小結 175
思考題 175
第9章 三維不規則體數據的體繪製 176
9.1 規則體數據 176
9.2 不規則體數據 176
9.2.1 不規則體數據的規則化 176
9.2.2 直接對不規則體數據進行體繪製 178
9.3 本章小結 179
思考題 179
第10章 三維體數據並行體繪製 180
10.1 並行體繪製基本原理 181
10.1.1 基於CPU的並行體繪製的基本原理 181
10.1.2 基於GPU的並行體繪製的基本原理 182
10.2 基於CUDA的並行體繪製 184
10.2.1 CUDA軟體體系結構及編程模型 184
10.2.2 CUDA C語言 185
10.2.3 基於CUDA的算法並行化原理 186
10.2.4 基於CUDA的腦組織圖像體繪製實例 188
10.3 基於改進八叉樹的工業CT體素編碼 190
10.3.1 傳統八叉樹編碼 190
10.3.2 改進八叉樹編碼 191
10.3.3 基於改進八叉樹的並行光線投射體繪製 192
10.3.4 基於改進八叉樹的並行光線投射繪製實驗與分析 193
10.4 本章小結 195
思考題 195
第11章 體視化技術套用示例 196
11.1 由計算形成的體數據的體繪製 196
11.2 由計算機模擬形成的胸部臟器體數據的體繪製 197
11.3 由平行切割獲得的頭部CT圖像數據的體繪製 198
11.4 規則模型的扇掃切割圖像數據的體繪製 202
11.5 不規則模型的扇掃切割圖像數據的體繪製 204
11.6 工業部件的三維無損檢測及模擬拆卸 207
11.6.1 汽車模型的體繪製實驗 207
11.6.2 電鑽的體繪製實驗 209
11.7 三維剖分 211
11.7.1 汽車模型的三維剖分 211
11.7.2 電鑽的三維剖分 213
11.8 本章小結 214
參考文獻
