科學(xué)計(jì)算可視化-第二講-規(guī)則數(shù)據(jù)場(chǎng)及mc-wenkub
2023-06-27 18:36:54 本頁(yè)面
【正文】 ，但可以對(duì)感興趣的等值面產(chǎn)生清晰的圖像。其最大的特點(diǎn)是可以充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)對(duì)三維圖形的支持。 三維規(guī)則標(biāo)量數(shù)據(jù)場(chǎng) 5 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 外存組織方式：數(shù)據(jù)文件 文件頭可存儲(chǔ)場(chǎng)的大小信息，各個(gè)方向單位距離信息 文件內(nèi)容按照順序圖層的方式組織 ? 內(nèi)存組織方式：三維數(shù)組 Double RegularField[MaxX][MaxY][ MaxZ] 其中，數(shù)組標(biāo)號(hào)為各個(gè)場(chǎng)頂點(diǎn)的空間位置索引值，數(shù)組內(nèi)容為場(chǎng)數(shù)據(jù)值。所以， CT圖像是重建圖像。 ? CT是用 X線(xiàn)束對(duì)人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的 X線(xiàn)，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)?電信號(hào) ，再經(jīng)模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器 （ analog/digital converter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。 三維規(guī)則標(biāo)量數(shù)據(jù)場(chǎng) 2 體元 ? 體素 (Voxel) ：正交網(wǎng)格中的網(wǎng)格點(diǎn)。 =j*Dy ,j=0,1,2,… ,Maxy。 =k*Dz ,k=0,1,2,… ,Maxz。其主要屬性為該點(diǎn)在三維空間的坐標(biāo)值、數(shù)據(jù)場(chǎng)的場(chǎng)值等信息。圖像形成的處理有如對(duì)選定層面分成若干個(gè)體積相同的 長(zhǎng)方體 ，稱(chēng)之為 體素（ voxel）。每個(gè)體素的 X線(xiàn)吸收系數(shù)可以通過(guò)不同的數(shù)學(xué)方法算出。 例如：假設(shè)整個(gè)數(shù)據(jù)場(chǎng)初始點(diǎn)坐標(biāo)為（ x,y,z），則數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)為（ i， j， k）的頂點(diǎn)坐標(biāo)為（ x+i*Dx, y+i*Dy, z+i*Dz ） 按照體元定義中取出的 8個(gè)頂點(diǎn)就構(gòu)成了體元。（ OpenGL、顯卡加速等） ? 體繪制方法 直接基于體數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制，其最大的特點(diǎn)是可以體現(xiàn)數(shù)據(jù)場(chǎng)中的整體數(shù)據(jù)分布，而且繪制效率高。 預(yù)備知識(shí) 1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中物體的表示方法 ? 線(xiàn)框表示：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用頂點(diǎn)和鄰邊表示形體 ? 曲面表示：在上述基礎(chǔ)上，增加面，從而可以滿(mǎn)足對(duì)面的操作 ? 參數(shù)曲面 ? 三角形表示 ? 實(shí)體表示 ? 點(diǎn)模型表示 ? 基本幾何元素包括：點(diǎn)、邊、面、體。 由于在單元中采用線(xiàn)形插值 (雙線(xiàn)性插值） ， 為雙曲拋物面，等值線(xiàn)段為雙曲線(xiàn)。實(shí)際上應(yīng)用中，某個(gè)值的等值線(xiàn)所穿過(guò)的單元數(shù)往往只占整個(gè)網(wǎng)格單元數(shù)的較小部分（ 10%以下）。 步進(jìn)法 適應(yīng)法 算法首先求取等值線(xiàn)上兩點(diǎn) startpoint和 endpoint作為等值線(xiàn)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，然后對(duì)兩點(diǎn)之間的等值線(xiàn)逐步精化。由此提出網(wǎng)格無(wú)關(guān)（ gr
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