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基于改进Marching Cubes算法的雷达气象数据三维重建
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作者 魏敏 李足镇 李旭 《软件导刊》 2024年第9期181-186,共6页
在气象领域中,多普勒天气雷达探测到的气象数据采用以雷达站点为原点的三维极坐标系进行存储,具有形状不规则、数据量大等特征。Marching Cubes(MC)算法是三维重建中的经典算法,但应用于气象领域时存在重建效率低下和不能直接处理气象... 在气象领域中,多普勒天气雷达探测到的气象数据采用以雷达站点为原点的三维极坐标系进行存储,具有形状不规则、数据量大等特征。Marching Cubes(MC)算法是三维重建中的经典算法,但应用于气象领域时存在重建效率低下和不能直接处理气象数据的缺点。为了实现气象数据的三维重建,基于MC算法提出雷达数据归一化处理与状态标记判别算法NBV-MC。该算法根据雷达基数据文件的特点对其进行归一化预处理,使用雷达基数据构建拟梯形六面体体素,对每一个六面体体素进行状态标记,在遍历六面体体素时动态判别其是否需要处理。实验结果表明,NBV-MC算法不仅解决了由于气象数据具有不规则性而不能直接用于MC算法的问题,而且可以在保证数据真实性和重建效果的情况下有效减少绘制等值面所需要的三角面片数量,提高重建速度。与MC算法相比,NBV-MC算法的重建效率提升了77.70%以上,有利于实时场景交互,便于气象研究人员直接分析雷达数据。 展开更多
关键词 多普勒天气雷达数据 三维重建 marchingcubes算法
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Some improvements of the marching cubes algorithm for the rendering of an orebody 被引量:4
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作者 LI Chun-min LI Zhong-xue +1 位作者 WANG Yun-hai HAO Xiu-qiang 《Journal of China University of Mining and Technology》 EI 2008年第2期194-198,共5页
Orebody-rendering techniques are developed using the marching cubes (MC) algorithm. The shape of an orebody is viv- idly displayed in real time and can be used to guide mining design as well. The MC algorithm has been... Orebody-rendering techniques are developed using the marching cubes (MC) algorithm. The shape of an orebody is viv- idly displayed in real time and can be used to guide mining design as well. The MC algorithm has been improved in two aspects. By analyzing the principles of the MC algorithm, as well as the features of the specific application, improvements were developed to: eliminate ambiguities by using a unified isosurface constructing method in the voxels, and improve the operating efficiency of the MC algorithm by incorporating an octree structure. The analytical results of the examples demonstrate the effectiveness of our proposal. 展开更多
关键词 underground mines marching cubes algorithm 3D visualization OCTREE
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Application of marching cubes algorithm in visualization of mineral deposits 被引量:1
3
作者 DewenSeng ZhongxueLi +1 位作者 CuipingLi ChunminLi 《Journal of University of Science and Technology Beijing》 CSCD 2005年第3期203-207,共5页
An implementation scheme of the marching cubes (MC) algorithm was presented for the visualization of mineral deposits. The basic principles, processes and pitfalls of the MC algorithm were discussed. The asymptotic de... An implementation scheme of the marching cubes (MC) algorithm was presented for the visualization of mineral deposits. The basic principles, processes and pitfalls of the MC algorithm were discussed. The asymptotic decider algorithm was employed to solve the ambiguity problem associated with the MC algorithm. The implementation scheme was applied to model and reconstruct the surfaces of mineral deposits, using the geological data obtained from an iron mine in China. Experimental results demonstrate the ability of the implementation scheme to solve the ambiguity problem, and illustrate the effectiveness and efficiency of the MC algorithm in the visualization of mineral deposits. 展开更多
关键词 marching cubes algorithm VISUALIZATION surface reconstruction mineral deposit modeling
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Marching Cubes改进算法及其气象三维模拟 被引量:5
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作者 毕硕本 陆源 +2 位作者 曾晓文 路明月 张永华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1405-1410,1418,共7页
用三等分体元边界的方法取代了原始Marching Cubes算法中通过线性插值获得等值面与体元交点的方法,该方法不仅解决了线性插值不适用于气象数据模拟的问题,还有效地减少了等值面绘制过程中生成的三角面片的数量,在减少冗余提高绘制速度... 用三等分体元边界的方法取代了原始Marching Cubes算法中通过线性插值获得等值面与体元交点的方法,该方法不仅解决了线性插值不适用于气象数据模拟的问题,还有效地减少了等值面绘制过程中生成的三角面片的数量,在减少冗余提高绘制速度的同时也进一步提高了等值面图像绘制的质量。将改进之后的Marching Cubes算法应用在对气象模式数据即WRF数据的等值面模拟中,在图像绘制速度和绘制质量上均取得了不错的实验效果。 展开更多
关键词 marching cubes算法 等值面 三维模拟 WRF
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Marching Cubes算法改进研究及应用 被引量:6
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作者 僧德文 李仲学 +1 位作者 李翠平 李春民 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2006年第7期50-51,61,共3页
对MC算法进行了改进和优化,运用渐近线判别法解决了原有算法的二义性问题,改善了生成图形的质量;利用线性八叉树结构提高了图形的绘制速度,使实时绘制和交互操作成为可能。运用改进后的MC算法,结合某铁矿实测数据进行矿体表面三维重构,... 对MC算法进行了改进和优化,运用渐近线判别法解决了原有算法的二义性问题,改善了生成图形的质量;利用线性八叉树结构提高了图形的绘制速度,使实时绘制和交互操作成为可能。运用改进后的MC算法,结合某铁矿实测数据进行矿体表面三维重构,得到了满意的效果。 展开更多
关键词 移动立方体法 可视化 表面重构 矿体仿真
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基于表面再现 Marching cubes 算法改进与实现 被引量:6
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作者 沈旭昆 刘晶炜 赵沁平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期449-453,共5页
从医学体数据中得到对象的三维可视图像有广泛的应用领域,例如医学诊断、法医学、古人类学等.本文讨论并分析了一种基于表面再现的Marchingcubes算法的优点及存在的不足,给出了算法在时空开销、不确定性等方面的改进和... 从医学体数据中得到对象的三维可视图像有广泛的应用领域,例如医学诊断、法医学、古人类学等.本文讨论并分析了一种基于表面再现的Marchingcubes算法的优点及存在的不足,给出了算法在时空开销、不确定性等方面的改进和解决方案,改进后的算法在实际系统中取得了良好的效果. 展开更多
关键词 图像处理 表面方法 可视化 表面再现 mc算法
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基于Marching Cubes算法的多层医学图像重建实现 被引量:4
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作者 刘海华 万双 陆雪松 《中南民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第3期79-84,共6页
为了进一步增强医学三维图像的可视性,研究了用于医学三维图像重建的Marching Cubes算法,采用了双曲线渐进方法来消除其等值面连接的二义性,使用八叉树数据结构减少多层图像重建的冗余计算.在VS2005平台上,对CT医学图像序列,利用OPENGL... 为了进一步增强医学三维图像的可视性,研究了用于医学三维图像重建的Marching Cubes算法,采用了双曲线渐进方法来消除其等值面连接的二义性,使用八叉树数据结构减少多层图像重建的冗余计算.在VS2005平台上,对CT医学图像序列,利用OPENGL图形库实现了基于这些方法的多层医学三维图像重建.实验结果表明:基于MC算法的多层医学图像重建比单层重建能给医生提供更多的可视化信息,具有一定的临床优势. 展开更多
关键词 marching cubes算法 图像重建 可视化
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基于最近邻Marching Cubes的医学图像三维重建 被引量:9
8
作者 王旭初 王赞 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第18期154-158,共5页
在医学图像三维可视化中,移动立方体算法(Marching Cubes,MC)是面绘制的经典算法。针对MC算法计算插值点导致执行速度慢、效率不高的缺点,提出一种基于最近邻逼近的MC算法,该方法在n次等分点量化序列中寻找等值面最近邻点代替线性或非... 在医学图像三维可视化中,移动立方体算法(Marching Cubes,MC)是面绘制的经典算法。针对MC算法计算插值点导致执行速度慢、效率不高的缺点,提出一种基于最近邻逼近的MC算法,该方法在n次等分点量化序列中寻找等值面最近邻点代替线性或非线性插值,既避免了插值的大量计算又保证了误差精度,还可改善三角面片结构。利用可视化工具开发包VTK对人体脸部和脚部CT数据集进行三维重建,实验表明改进算法明显缩短了绘制时间,提高了重建效率。 展开更多
关键词 移动立方体(mc)算法 三维重建 等值点 最近邻 可视化工具包(VTK)
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三维服装表面模型的离散Marching Cubes算法 被引量:1
9
作者 黄敏 张剑 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期129-134,共6页
对三维服装表面模型的重构简化算法进行了研究。在三维表面模型和化简方面采用了离散MarchingCubes(DiscMc)算法,将离散的思想应用到三角面片的化简中,耗时插值计算量被降至最低,使得原有系统在重构效率和效果上都有极大的改善。位于同... 对三维服装表面模型的重构简化算法进行了研究。在三维表面模型和化简方面采用了离散MarchingCubes(DiscMc)算法,将离散的思想应用到三角面片的化简中,耗时插值计算量被降至最低,使得原有系统在重构效率和效果上都有极大的改善。位于同一平面且相邻的三角面片都进行合并,可以达到很高的简化比,算法效率很高,同时保持有限的精度损失,保持服装表面模型细微结构不会被DiscMC的简化过程所破坏,DiscMC优于其他算法。从算法描述实验可知,DiscMC仅限于原始体数据的密度值都在网格点上,并且简化是一次性的,不会反复进行简化,因此,非常适应于服装系统的三维表面模型简化。 展开更多
关键词 三维表面重构 marching cubes算法 三角面片 扫描 插值 服装
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基于中值法改进Marching Cubes曲面重建算法 被引量:2
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作者 范强 刘鹏 《测绘与空间地理信息》 2019年第12期11-14,共4页
等值面的提取是三维空间点云数据曲面重建过程中起决定性的关键因素之一。本文针对Marching Cubes点云曲面重建算法在三维重建过程中处理速度慢、插值效果不佳等问题,进行了基于点云数据的中值法改进。该算法的基本理论基础是三位点云... 等值面的提取是三维空间点云数据曲面重建过程中起决定性的关键因素之一。本文针对Marching Cubes点云曲面重建算法在三维重建过程中处理速度慢、插值效果不佳等问题,进行了基于点云数据的中值法改进。该算法的基本理论基础是三位点云具有连通性。根据该原理,选择一定数量的体素作为种子节点,再依据这些种子体素来拓展出地物的整个曲面。算法避免了对无用体素的遍历;利用中值计算法去取代线性插值法对等值点坐标和空间法向量进行求解,进一步缩减迭代次数。实验结果表明:与传统算法相比,基于中值法改进的Marching Cubes算法能在重建效果没有明显差异的情况下有效地提高效率。 展开更多
关键词 marching cubes算法 三维重建 等值面追踪 点云数据
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基于改进Marching Cubes算法的血流实时仿真研究
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作者 王娜 陈国栋 陈怡 《贵州大学学报(自然科学版)》 2016年第2期84-87,96,共5页
针对传统的Marching Cubes算法空体元检测时间过多影响执行效率的问题,设计了一种针对流体表面绘制的Marching Cubes改进算法。在算法中,首先检测了规则点阵的密度,然后通过设定阈值将粒子密度低于阈值的区域与密度高于阈值的区域分离,... 针对传统的Marching Cubes算法空体元检测时间过多影响执行效率的问题,设计了一种针对流体表面绘制的Marching Cubes改进算法。在算法中,首先检测了规则点阵的密度,然后通过设定阈值将粒子密度低于阈值的区域与密度高于阈值的区域分离,仅将密度较高的区域使用简化版Marching Cubes算法绘制。仿真实验证明,与球形渲染算法和Marching Cubes算法相比,本文提出的算法减少了对空体元的访问,提高了显示的质量,从而使得整体绘制算法符合实时渲染的要求。 展开更多
关键词 marching cubes(mc)算法 体元 血流 等值面 阈值
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基于Marching Cubes算法的数字岩心建模方法研究 被引量:2
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作者 赵玲 石雪 夏惠芬 《石油机械》 北大核心 2018年第10期97-102,共6页
三维岩心可视图像能直观、真实和准确地反映岩石在空间的分布情况,而CT扫描成像法建立数字岩心的准确度最高,最接近真实。为此,利用Micro-CT成像技术采集岩心切面在不同时刻的CT扫描图像,运用改进后的Marching Cubes算法,给出构建数字... 三维岩心可视图像能直观、真实和准确地反映岩石在空间的分布情况,而CT扫描成像法建立数字岩心的准确度最高,最接近真实。为此,利用Micro-CT成像技术采集岩心切面在不同时刻的CT扫描图像,运用改进后的Marching Cubes算法,给出构建数字岩心的方法,将所构建的三维数字化岩心成像,从而实现岩心孔隙结构模型的可视化。阐述了MC算法的基本原理,并通过该方法建立了2块砂岩样品的数字岩心。三维数字岩心重建试验结果表明:基于Marching Cubes算法的数字岩心建模方法能更好地对岩石切片进行重建,且耗时较少、精度更高。研究结果验证了新建模方法的有效性与先进性。 展开更多
关键词 三维数字岩心 MICRO-CT marching cubes算法 可视化 重建
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基于多尺度的Marching Cube改进算法
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作者 杨海涛 《电脑与电信》 2011年第9期30-32,共3页
在医学图像三维重建中,经典的等值面重建算法Marching Cube是一种比较常用的算法。该算法具有可以在给定阈值的情况下提取任意三维数据场的等值面的优点,但因需计算大量的数据和三角面片而使得该算法速度较慢。提出了使用不同尺度的等... 在医学图像三维重建中,经典的等值面重建算法Marching Cube是一种比较常用的算法。该算法具有可以在给定阈值的情况下提取任意三维数据场的等值面的优点,但因需计算大量的数据和三角面片而使得该算法速度较慢。提出了使用不同尺度的等值面重建理论,实现了一个多尺度的Marching Cube算法,经过实验对比,该算法比原Marching Cube算法具有效率高、速度快的优点。 展开更多
关键词 mc算法 等值面 三维重建 多尺度
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Using MC Algorithm to Implement 3D Image Reconstruction for Yunnan Weather Radar Data 被引量:2
14
作者 Zhongneng Liu Zhenzhong Shi +4 位作者 Murong Jiang Jie Zhang Liqing Chen Tian Zhang Gongqin Liu 《Journal of Computer and Communications》 2017年第5期50-61,共12页
3D image reconstruction for weather radar data can not only help the weatherman to improve the forecast efficiency and accuracy, but also help people to understand the weather conditions easily and quickly. Marching C... 3D image reconstruction for weather radar data can not only help the weatherman to improve the forecast efficiency and accuracy, but also help people to understand the weather conditions easily and quickly. Marching Cubes (MC) algorithm in the surface rendering has more excellent applicability in 3D reconstruction for the slice images;it may shorten the time to find and calculate the isosurface from raw volume data, reflect the shape structure more accurately. In this paper, we discuss a method to reconstruct the 3D weather cloud image by using the proposed Cube Weighting Interpolation (CWI) and MC algorithm. Firstly, we detail the steps of CWI, apply it to project the raw radar data into the cubes and obtain the equally spaced cloud slice images, then employ MC algorithm to draw the isosurface. Some experiments show that our method has a good effect and simple operation, which may provide an intuitive and effective reference for realizing the 3D surface reconstruction and meteorological image stereo visualization. 展开更多
关键词 WEATHER RADAR Data 3D Reconstruction mc algorithm cube Weighting INTERPOLATION
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针对脊柱CT图像三维重构MC方法的改进 被引量:9
15
作者 余伟巍 何飞 席平 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第2期25-28,128,共5页
对原始MC(Marching Cubes)方法存在的问题和局限进行改进,并以此为基础重构脊柱三维模型,使之满足术前分析和远程手术的要求。采用双曲渐近线判别式消除面二义性问题,利用插值函数的空间连续性解决体二义性问题。提出基于对象相关性的c... 对原始MC(Marching Cubes)方法存在的问题和局限进行改进,并以此为基础重构脊柱三维模型,使之满足术前分析和远程手术的要求。采用双曲渐近线判别式消除面二义性问题,利用插值函数的空间连续性解决体二义性问题。提出基于对象相关性的cube连通性判断,减少三角面片过多的问题,进一步采用Decimation算法消减面片网格。实验证明了上述改进方法的有效性和正确性,可得到良好的三维重构效果。 展开更多
关键词 计算机图像处理 医学图像 三维重构 移动立方体
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医学图像重建MC算法三角片的合并与实现 被引量:8
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作者 李华 蒙培生 王乘 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2003年第6期104-106,共3页
提出一种算法对MarchingCubes算法中产生的大量三角片进行合并。根据三角片顶点的空间位置,按照所给的约束条件对顶点进行判断,合并符合条件的顶点,以减少三角片的数目。这个方法在保留图像细节的前提下,改善影像的显示速度,以期实现三... 提出一种算法对MarchingCubes算法中产生的大量三角片进行合并。根据三角片顶点的空间位置,按照所给的约束条件对顶点进行判断,合并符合条件的顶点,以减少三角片的数目。这个方法在保留图像细节的前提下,改善影像的显示速度,以期实现三维医学图像实时显示。对数据量大的医学图像的三维重建尤为必要。 展开更多
关键词 marching cubes算法 网格简化 顶点合并 三维重建
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一种改进的MC算法 被引量:3
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作者 朱经纬 蒙培生 王乘 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2008年第7期1359-1366,共8页
为了对等值面与子等值面进行提取和分组,在MC算法原理的基础上,提出了一种改进的等值面提取与子等值面分组算法。该算法首先将数据场分解为点、棱边、面与体元的拓扑结构;然后在整个数据场范围内求所有棱边与等值面的交点,并在面内连接... 为了对等值面与子等值面进行提取和分组,在MC算法原理的基础上,提出了一种改进的等值面提取与子等值面分组算法。该算法首先将数据场分解为点、棱边、面与体元的拓扑结构;然后在整个数据场范围内求所有棱边与等值面的交点,并在面内连接交点形成面与等值面的交线,交线在体元内连接生成空间多边形;接着通过三角化各个体元内的空间多边形得到由顶点表与三角形表组成的等值面数据;最后根据三角形在顶点处的连接关系,采用种子算法对属于同一子等值面的三角形与顶点进行标记,属于同一子等值面的顶点与三角形将被存放在独立的顶点表与三角形表中。实验结果表明,该算法可以高效地实现等值面提取与子等值面的分组。 展开更多
关键词 marching cubes算法 子等值面 种子算法
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基于MC算法的高质量脊柱CT图像三维重建 被引量:18
18
作者 许婉露 李彬 田联房 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第6期79-82,92,共5页
从脊柱CT图像中重建出脊柱的三维模型以提供直观的术前病灶信息,能够有效辅助高难度的脊柱畸形矫正手术。针对传统MC(Marching Cubes)算法存在的重建表面不平滑、结构拓扑歧义的局限以及人体脊柱重构碎片过多的特点,提出一种基于保边局... 从脊柱CT图像中重建出脊柱的三维模型以提供直观的术前病灶信息,能够有效辅助高难度的脊柱畸形矫正手术。针对传统MC(Marching Cubes)算法存在的重建表面不平滑、结构拓扑歧义的局限以及人体脊柱重构碎片过多的特点,提出一种基于保边局部高斯滤波与三维区域增长的改进型MC算法。该算法采用保边滤波去噪并增强边缘,局部高斯滤波平滑待重建区域以改变原有体素类型,减少二义性体素对数,有效地解决了重建表面不平滑与结构拓扑歧义问题;采用基于三维区域增长的双阈值分割算法,大大减少碎骨重建的数量。实验证明,采用高质量重建算法重建的脊柱三维模型能够满足医学三维可视化的要求。 展开更多
关键词 脊柱CT图像 mc算法 三维重建 保边局部高斯滤波 三维区域增长
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MC算法生成数据的分组网格化处理 被引量:1
19
作者 朱经纬 王乘 蒙培生 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期12-14,共3页
对MC算法生成的数据进行后续处理,首先采用排序归并算法,归并顶点数据.根据相邻三角形共有顶点的特性,确定三角形之间的连接关系.根据属于同一个子等值面的三角形相互连接的特性,采用种子算法,将属于不同子等值面数据进行分组.采用顶点... 对MC算法生成的数据进行后续处理,首先采用排序归并算法,归并顶点数据.根据相邻三角形共有顶点的特性,确定三角形之间的连接关系.根据属于同一个子等值面的三角形相互连接的特性,采用种子算法,将属于不同子等值面数据进行分组.采用顶点表与三角形表的数据结构存放子等值面的数据,实现MC算法生成数据的分组与网格化. 展开更多
关键词 移动立方体算法 快速排序 数据归并 种子算法
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基于改进MC算法的CT/MR图像三维重建 被引量:4
20
作者 李显凌 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期683-687,共5页
针对MC(Marching Cubes)算法重建后模型表面的不光滑性和模型表面三角面片数量大的缺点,提出了在保证一定精度的前提下减少小面片的处理方式。通过对等值面进行三维空间上的方向平滑来代替等值面上的三维坐标平滑,达到了提高模型表面平... 针对MC(Marching Cubes)算法重建后模型表面的不光滑性和模型表面三角面片数量大的缺点,提出了在保证一定精度的前提下减少小面片的处理方式。通过对等值面进行三维空间上的方向平滑来代替等值面上的三维坐标平滑,达到了提高模型表面平滑性的目的。以边删除算法为基础,设计了网格简化算法,实现了模型表面的网格简化。以喉管和心血管两组磁共振(Magnetic Resonance,MR)体数据为例进行三维表面重建的结果表明,平滑后的三维显示效果有了显著改善,显示的结构细节清晰度与真实感明显提高。模型的网格简化90%后,依然能保持原模型的特征和较好的视觉效果,并大大提高了实时交互绘制的能力,明显缩短了交互操作时间。 展开更多
关键词 mc算法 等值面 平滑 三维重建
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