激光共焦扫描显微镜(LCSM)是一种典型的高新技术光电仪器,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分.本文研究了典型的体绘制方法并根据LCSM系统采集到的图像特点提出了适用于LCSM系统三维重构方法.

主要研究激光共焦扫描显微镜（LCSM）系统数据场的体绘制方法。根据LCSM系统数据场的特点，提出了源－点光源光照模型以及体缓冲器绘制方法。实验结果表明此方法适用于LCSM系统，能够生成逼真的三维图形。

医学图像可视化技术利用二维医学图像序列重建出三维模型,为医生提供了直观、全面、准确的病灶和正常组织信息。传统的方法直接采用由序列轮廓线生成的三角片来拟合曲面,重建的速度与效果均有限。本文采用了一种直接绘制等值面点的三维重建算法,该算法只对视觉有贡献,约占总体数据的2%左右表面点进行遍历绘制,大大提高了绘制速度。另外,本文提出了由等值面数据计算法向量的方法,实现了在只有等值面坐标数据的情况下计算法向量。

医学图像三维可视化是当前科学计算可视化应用的重点。通过对DICOM图像的结构、解析方法和三维可视化技术的探讨以及对系统结构和各模块功能的研究,开发了DICOM医学图像三维可视化系统。研究表明,该系统能有效地实现DICOM医学图像三维可视化,为医务人员提供更为直观逼真立体图像,具有广泛的临床应用价值。

光线投射算法作为经典的像序体绘制算法被广泛应用于医学领域。针对光线投射算法在手术模拟中绘制速度慢、不能满足实时交互操作要求的问题,结合各学者提出的各种改进算法的优点,提出了一种基于最大熵阈值分割和包围盒划分的体绘制加速算法,算法通过二维最大熵阈值分割、包围盒划分、八叉树数据格式存储最大限度地滤去无效体素,从而提高了光线投射算法绘制速度。实验结果表明,提出的改进算法与传统光线投射算法相比在绘制速度上可以提高3倍以上,基本满足了实时绘制的要求。