基于物质分类的频域体绘制算法

本文提出了一种新的频域体绘制算法．与以前的频域体绘制（ＦＶＲ—ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎＶｏｌｕｍｅＲｅｎｄｅｒｉｎｓ）算法不同的是，该算法借鉴并引入了传统空域绘制算法中普遍采用的分类过程，从而使得生成的图象更加接近于空域方法的结果．在此算法的基础上，文中又提出了一种在图象效果上类似于传统空域面绘制（ＳｕｒｆａｃｅＲｅｎｄｅｒｉｎｇ）算法的方法．该方法通过在频域重采样过程中运用Ｌａｐｌａｃｅ算子，使得数据场的三维物质边界面得到突出．为了减少传统的二维、三维快速傅里叶变换（ＦＦＴ）的空间代价，引入了多维快速哈特利变换（ＦＨＴ）．最后在时间效果上与空域方法做了对比，并给出了几个生成图象的实例，对应地与空域绘制算法的结果进行了比较．

频域体绘制中的颜色合成

和传统体绘制算法相比，频域体绘制算法具有较低的算法复杂度，能够更快地完成对三维数据场的显示．然而这种方法却不能简捷有效地表示和处理数据场的深度信息，因此其生成的图象缺少深度的遮挡效果．有鉴于此，Ｌｅｖｏｙ等曾通过诸如线性深度补偿的技术来弥补这一缺憾．尽管如此，运用这种技术得到的结果和传统空域方法仍有明显的差别．本文首先着眼于对空域体绘制方法中广泛采用的离散颜色合成技术的分析，然后引出了透明度密度分布函数的概念，进而推导出连续形式颜色合成过程的解析描述．根据这个结果，只要对三维数据场的透明度分布加以适当限制，就能够通过频域体绘制方法来实现颜色合成，增加绘制的深度效果．作者最后指出，基本频域体绘制方法和Ｌｅｖｏｙ的线性深度补偿方法的实质可以看成是这种颜色合成过程的近似．文中对透明度均匀分布的情况做了详细讨论，并且给出了具体算法，同时用生成的图象实例相应地进行了比较．

一种基于数据差分的频域体绘制算法

针对频域体绘制的图像质量问题,提出一种基于数据差分的且能动态提升图像质量的频域体绘制算法。用数据场差分替代原数据场,计算三维数据场的动态调节因子,通过模拟补偿图像的深度感和真实感,动态地调节图像质量。设计了采样点合并等加速技术绘制图像。实验结果表明该算法能提升图像质量,加快了绘制速度。

基于工作站机群的并行频域体绘制

体绘制是三维数据场可视化中的一类重要算法，近年来人们分别通过对频域技术和并行技术的研究和应用使得这类算法有了很大的提高，然而迄今为止，这两个方面的成果仍然没有能够有机地结合起来。有鉴于此，本文介绍了一个基于工作站群机环境的并行频域体绘制算法。由于该算法充分发挥了频域技术和并行技术的优点，有效地提高了绘制速度。已在一个工作站机群环境中具体实现。对于该算法的各方面性能，文中都给出了详细的测试统计数据。