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体绘制

二维图像技术

体绘制是一种直接由三维数据场产生屏幕上二维图像的技术。其优点是可以探索物体的内部结构，可以描述非常定形的物体；缺点是数据存储量大，计算时间较长。

简介
体绘制是一种直接由三维数据场产生屏幕上二维图像的技术。
数字图像对应的是描述数据元素的颜色和光强的二维阵列，这些元素成为像素，同理，一个三维数据场可以用一个具有相应值的三维阵列来描述，这些值称为体素。类似于数字图像的二维光栅，可以把体数据场看为一个三维光栅。一个典型的三维数据场是医学图像三维数据场，由CT（计算机断层成像）或MRI（核磁共振）扫描获得一系列的医学图像切片数据，把这些切片数据按照位置和角度信息进行规则化处理，然后就形成一个三维空间中由均匀网格组成的规则的数据场，网格上的每个节点描述了对象的密度等属性信息，相邻层之间的对应的八个节点包围的小立方体称为体素。体绘制以这种体素为基本操作单位，计算出每个体素对显示图像的影响。
体绘制技术最大的优点是可以探索物体的内部结构，可以描述非常定形的物体，如肌肉，烟云等，而面绘制在这些方面比较弱。缺点是数据存储量大，计算时间较长。
体绘制形成的图像一般是半透明的图像，颜色一般是人工指定的伪彩色。体绘制首先需要对数据进行分类处理，不同类别赋予不同的颜色和不透明度值，然后根据空间中视点和体数据的相对位置确定最终的成像效果。体绘制常用的算法有光线投射法，足迹表法，错切变形法，三维纹理贴图法等。当前的热点是基于可编程图形显卡 的体绘制算法和并行化的体绘制算法。
软件库
用于体绘制的软件库有VTK、volpack和Mitk等，里面实现了常用的体绘制算法。
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