体绘制透明度传输函数自适应生成方法研究

发布时间：2021-06-16 17:53

　　体绘制技术是一种可以较为全面展示信息的可视化方法,被广泛用于科学计算领域展示数据内容。然而,目前体绘制技术中设计传输函数这一过程还存在不直观、繁琐的问题,设计效率并不理想。本文针对标量场数据体绘制中透明度传输函数的快速设计问题,根据标量场内值近似顶点具有相似的物理性质的特点,通过对数据场内所有顶点进行聚类和批量化操作,结合数据的梯度分布自动生成透明度参数,对透明度传输函数的设计过程进行了自适应改进,并开展了实验验证其有效性。具体的体绘制透明度传输函数自适应生成方法:首先,基于标量三维网格数据使用层次聚类方法构造聚类树,通过分析合并距离的拐点自动确定聚类数目阈值;然后通过计算数据的梯度分布信息,对每个聚类生成其内部透明度参数;最后结合使用者的需求分别调整各类的透明度,生成全局传输函数,进行体绘制渲染。实验结果表明,该自适应生成方法与现有可视化工具中透明度传输函数的设计方法相比,不仅改变了传统手动设定传输函数的方式、提升了参数设置效率,而且提升了数值模拟中数据展示的直观性和逼真度,改善了绘制效果。因此,本文所研究的体绘制透明度传输函数自适应生成方法具有较好的工程实际应用前景。 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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图１．２绘制结果一??￣＂??

?体绘制透明度传输函数自适应生成方法研宄???图１．１?Ｖｉｓｉｔ传输函数??图（Ｕ）中黑色块是数据在取值范围内的频度分布，浅色曲线是为其指定的不透明??度值。其他可视化工具的设计过程也是大同小异。??举一个医学ＣＴ数据可视化的例子，针对不同医生的观察需求，我们对同一份ＣＴ??数据使用了不同的透明度传输函数进行体绘制，以此来说明不同传输函数对于体数据绘??制结果的重要性。ＣＴ扫描数据包含了?ＣＴ扫描的全部信息，在图（１．２）中通过特定的??传输函数显示了肌肉组织区域，在图（１．３）显示了骨骼区域。透明度参数及其绘制效果??如图所示：??Ｖ?…餡…?？〇?Ｙ－Ａ）ｉｉｉ?ｔｏｏ?７ｓｃ??ＸＡｔ??Ｉ?—??图１．２绘制结果一??Ｉ￣Ｐ＂??Ｉ??图１．３绘制结果二??我们仅从左侧直方图中无法直观地观察出某一值具体对应的人体组织，通常只能结??合领域相关经验进行推断，尝试性地对直方图的不同范围指定参数。这一过程要通过反??复的调整，才能得到理想的绘制结果。因此，虽然体绘制技术在信息展示程度方面有无??可比拟的优势，但因为传统的传输函数设计过程不直观以及需要反复调整的缺点，导致??体绘制技术在实际应用中受到限制。??２??

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3233520