体视化平台visu的设计与实现

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1、四川大学 硕士学位论文 体视化平台VISU的设计与实现 姓名：郑嘉 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：游志胜 20040510 四川大学硕_ ? 学位论文 体视化平台V I S U 的设计与实现 体视化平台V I S U 的设计与实现 计算机应用技术专业 学生：郑嘉指导老师：游志胜 体视化( V o l u m eV i s u a l i z a t i o n ) 是科学可视化( S c i e n t i f i cV i s u a l i z a t i o n ) 的 一个重要组成部分，是处理和分析从实验获得的、扫描器测得的或者由计算模 型合成的体数据，并对这些体

2、数据进行变换、操作和显示的学科，其目的是让 人们更清楚地认识蕴涵于体数据之中的复杂结构。 体视化系统以体视化算法为核心，对体数据进行有效的分析，其应用遍及 医学、地质学、工业检测、航空航天和科学计算等诸多领域。体视化系统的设 计和开发已经成为可视化应用研究中的热门领域。 目前，体视化系统的设计呈现出两种趋势：一方面，体视化以它能够处理 大规模离散数据的特点被越来越多的各个学科专业人员所接受，但这些专业人 员并不关心系统的体系结构和设计细节，只是将其作为数据显示和分析工具使 用。这样的体视化系统以易使用性为设计目标，根据特定的应用建立固定的可 视化流程，往往只适用于特定的领域。另一方面，不同的学

3、科不同的专业方向 对体视化的要求不尽相同，对于那些具有体视化专业知识的研究人员来说，体 视化系统应该对特定任务具有功能重组的能力。 F 是基于这样的背景，本文提出了一种体视化平台的设计思想。该平台采 用面向对象的万法进行设计，以国际上先进的可视化工具包v T K ( V i s u a l i z a t i o n T o o l k i t ) 为基础，实现了跨平台三维有结构规则标量体数据的可视化；同时平 台还提供了。组具有普适性的功能模块，能够方便地搭建特定的可视化流程， 实现功能重组 本文介绍j V I S U 平台的设计思想，给出了平台的整体结构设计，并分别 四川大学坝j | 学位论

4、立体视化平台V 1 S U 的设计与实现 从体数据的输入输出，2 D 3 D 图象处理，3 D 场景设置，基于表面的绘制( S u r f a c 詹 R e n d e r i n g ) 和直接体绘制( V o l u m eR e n d e r i n g ) 几方面入手，详细介绍了体视 化平台V I S U 的设计和基于可视化工具包V T K 的实现过程。接下来文章给出了 平台的功能测试结果。测试结果表明V I S U 平台不仅能对三维体数据进行常规 的可视化和交互操作，还提供了一组易于扩展的功能模块可用以构造特定的可 视化流程，并且平台在w i n d o w 和l i n u x

5、 环境下皆运行正常。 文章的最后总结了体视化平台V I S U 的设计，提出了平台进一步完善的研 究方向，展望了体视化系统设计的未来发展方向。 关键词：体视化：可视化工具包：面绘制：体绘制 I J 婴型查兰丝：! 兰竺堡兰 竺望些! 鱼! ! ! 旦塑垦生兰壅墨 D e s i g n a n d I m p l e m e n t a t i o n o faV o l u m e V i s u a l i z a t i o nP l a t f o r m S U M a j o r ：C o m p u t e rA p p l i c a t i o nT e c h n o l

6、o g y G r a d u a t e ：Z h e n g h aA d v i s o r ：Y o uZ h i s h e n g V o l u m eV i s u a l i z a t i o ni st h em a l nb r a n c ho fS c i e n t i f i c V i s u a l i z a t i o n ，w h i e h p r o c e s s ，t r a n s f e r , o p e r a t ea n dv i s u a l i z e t h ev o l u m ed a t a p r o d u c e

7、 df r o mv a r i o u s s c a n n e r s ，e x p e r i m e n to rc o m p u t i n gm o d e l T h eg o a lo f v o l u m ev i s u a l i z a t i o ni st o k n o wt h ec o m p l e xs t r u c t u r eo fv o l u m ed a t a c l e a r l y V o l u m ev i s u a l i z a t i o ns y s t e me r i e c t i v e l ya n a

8、l y z e st h ev o l u m ed a t ab a s e do nt h e a l g o r i t h m so fv i s u a l i z a t i o n ，w h i c h c a nb eu s e di n m e d i c i n e ，g e o l o g y ，i n d u s t r y , a v i g a t i o na n d s c i e n t i f i cc o m p u t i n gf i e l d s T h ed e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no

9、f v o l u m e v i s u a l i z a t i o ns y s t e mi st h em a i n p a r to f r e s e a r c hi nv i s u a l i z a t i o na p p l i c a t i o n N o w a d a y s ，t h e r ea r em a i n l yt w oi d e a sf o rt h ed e s i g no fv o l u m ev i s u a l i z a t i o n s y s t e m B e c a u s em o s to f t h e

10、v o l u m ev i s u a l i z a t i o ns y s t e mo s e r sd o n tc a r et h ed e t a i l s o f s y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dt h ed e s i g nm e t h o d ，t h e yj t t s tt a k et h es y s t e m 淞a t o o lo f d a t av i s u a l i z a t i o n F r i e n d l yM M I ( m a l l m a c h i n e i n t e

11、 r f a c e ) a n dc o n v e n i e n to p e r a t i o n i st h em a i n d e s i g ng o a lf o rs u c h k i n do f s y s t e m B u tj u s tb e c a u s e t h i sk i n do f s y s t e m o f t e nc o n s t r u c tf i x e dv i s u a l i z a t i o np i p e l i n e ，i to n l yc a nb eu s e di nas p e c i f i

12、 cf i e l d F o r p r o f e s s i o n a lr e s e a r c h e r s ，e x t e n d i b i l i t ya n d m o d u l a r i z a t i o no fs y s t e mi sn e c e s s a r y b e c a u s et h e yn e e dt Oe a s i l yc o n s t r u c tv a r i o u sv i s u a l i z a t i o np i p e l i n e sa c c o r d i n gt o d i f f e

13、 r e n tv i s u a l i z a t i o nr e q u i r e m e n t T h i s p a p e rp r o p o s e d an o v e l d e s i g n i d e a f o rv o l u m e v i s u a l i z a t i o n p l a t f o r m T h i sp l a t f o r m w a sd e s i g n e d u s i n gO b j e c t O r i e n t e ds y s t e ma n a l y s i s a n d 朋川大学硕十学位论

14、文体视化平台v I s U 的设计与实现 d e s i g nt e c h n i q u e s ，a n dw a si m p l e m e n t e d b a s e do nt h ea d v a n c e dv i s u a l i z a t i o nt o o l k i t ( V T K ) ，w h i c hw a sa l s oi n t r o d u c e dh e r e T h i sp l a t f o r mn o to n l yC a nv i s u a l i z e3 D s c a l a rr e g u l a rv

15、 o l u m ed a t ab u ta l s op r o v i d eas e to fg e n e t i cm o d u l e st oc o n s t r u c t s p e c i f i cv i s u a l i z a t i o np i p e l i n ef o r v a r i o u sa p p l i c a t i o n I nt h i sp a p e r , f i r s t l yt h ei d e ao f p l a t f o r md e s i g nW a si n t r o d u c e d ，t h

16、 e nt h eo v e r a l l s y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dd a t a f l o wd i a g r a mw e r ei l l u s t r a t e d T h ef u n c t i o no f 2 D 3 D i m a g ep r o c e s s i n g ，3 Ds c e n e ，s u r f a c er e n d e r i n g a n dv o l u m e r e n d e r i n g i sr e p r e s e n t e d S e q u e n t l y an u m b e ro ff u n c t i o n a lt e s t sr e s u l t sw e r el i s t e d O u re x p e r i m e n t a l r e s u l t ss h o wt h a tt h i s p l a t f o r m i sn o t o