[理學(xué)]醫(yī)學(xué)成像技術(shù)第八章三維重建技術(shù)-展示頁(yè)
2025-01-25 13:17本頁(yè)面
【正文】 hing Cubes， Dividing Cubes； 直接體繪制算法： Raycasting， Splatting，VBuffer； 及各種加速算法； 實(shí)用系統(tǒng)研究階段 (90年代末 ) 外科手術(shù)模擬系統(tǒng) 、 放射治療模擬 、 虛擬內(nèi)窺鏡 、 整形外科 、 解剖模擬 。 應(yīng)用領(lǐng)域 診斷醫(yī)學(xué)： 在臨床核醫(yī)學(xué)研究中， CT圖象、磁共振圖象和超聲圖象的廣泛應(yīng)用是診斷的有力的手段。 整形與假肢手術(shù)規(guī)劃 可視化技術(shù)在整形外科中的應(yīng)用是假肢設(shè)計(jì)（造型）。首先根據(jù) CT或 MR圖象重構(gòu)假肢的精確三維模型，交工廠制作，然后進(jìn)行手術(shù)更換。如果輻射定位不準(zhǔn)或劑量不當(dāng)，輕則造成治療效果不佳，重則危及周?chē)＝M織。 腦結(jié)構(gòu)圖及其功能研究 由于腦的復(fù)雜性 ， 純粹采用神經(jīng)生物學(xué)家所常采用的簡(jiǎn)化方法無(wú)法對(duì)之作出進(jìn)一步了解 。 主要內(nèi)容 預(yù)處理 分割 模型構(gòu)建 模型網(wǎng)格簡(jiǎn)化 繪制 預(yù)處理 分割 二維分割 三維分割 重建 繪制 面繪制 體繪制 表面繪制 Marching Cube 算法 表面 重建 皮膚 灰度 閾值 HU=500 表面 重建 皮膚 HU=500 骨頭 HU=1150 表面 重建 透明顯示 皮膚 HU=500 表面 重建 透 明顯示 皮膚 HU=500 骨骼 HU=1150 阻光度 = 阻光度 = 阻光度 = 阻光度 = 體繪制 在自然環(huán)境和計(jì)算模型中，許多對(duì)象和現(xiàn)象只能用三維數(shù)據(jù)場(chǎng)來(lái)表示。對(duì)于每一體素，不僅其表面而且其內(nèi)部都包含了對(duì)象信息，這是僅用曲線(xiàn)和曲面等幾何造型方法所無(wú)法表示的。 體光照模型 體光照模型是研究直接體繪制的基礎(chǔ)。前者如光線(xiàn)穿過(guò)云層會(huì)發(fā)生吸收、散射等現(xiàn)象；后者如光線(xiàn)射到桌面上，有漫射、反射、透射等現(xiàn)象。體光照模型就是研究光線(xiàn)穿過(guò)體素時(shí)的變化，將光線(xiàn)穿過(guò)體素時(shí)的物理現(xiàn)象用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述。該模型為體數(shù)據(jù)場(chǎng)中的每一體素分配一個(gè)源強(qiáng)度和一個(gè)衰減系數(shù)，每一個(gè)體素作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)光源，發(fā)出的光線(xiàn)在數(shù)據(jù)場(chǎng)中沿距離衰減后被投影到視平面上，形成結(jié)果圖象。被物體吸收的部分轉(zhuǎn)化為熱，反射、透射的光進(jìn)入人的視覺(jué)系統(tǒng)，使我們能看見(jiàn)物體。三維形體的圖形經(jīng)過(guò)消隱后，再進(jìn)行明暗效應(yīng)的處理，可以進(jìn)一步提高圖形的真實(shí)感。 光照模型 影響觀察者看到的表面顏色的因素 ① 物體的幾何形狀 ②光源 位置、距離、顏色、數(shù)量、強(qiáng)度、種類(lèi) ③環(huán)境 遮擋關(guān)系、光的反射與折射 、 陰影 ④視點(diǎn)位置 ⑤物性 材料、顏色、透明度 折射性 ⑥表面光潔度 光源 ① 幾何性質(zhì) ?點(diǎn)光源 ?線(xiàn)光源 ?面光源
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