基于gpu编程的体绘制算法研究及应用

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于GPU编程的体绘制算法研究及应用姓名：于士坤申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：李华;李庆龙20090201摘要近年来医学图像的三维重建及可视化一直是医学影像信息处理领域的一个热点问题，也是-f-j融合了多门学科的综合技术，包括计算机技术、计算机图形学、计算机图像处理技术等。它在诊断医学、整形及假肢外科、放射治疗规划、手术规划及模拟仿真、解剖教学等方面都有重要应用。因此，对医学图像三维重建及可视化的研究，具有重要的理论意义和应用价值。对于相关医学体数据重建算法的研究内容主要包

2、括体数据的预处理、图像分割、三维表面重建、三维体绘制、三维高级后处理等。本文在已有研究成果的基础上对上述问题中的关键技术体绘制技术进行了系统的研究，首先，对三维纹理映射算法，光线投射算法，进行了系统的分析，性能比较，其次利用GPU图形硬件编程实现了相关体绘制算法，并利用动态分块技术，空间跳跃技术对算法进行了优化。最后，针对目前的研究成果，结合软件工程，在VisualC++，OpenGL，Cg软件环境下，基于硬件NVIDIAGF7900GS开发完成了基于GPU的医学影像三维成像系统。在实现高质量重建的同时也能达到实

3、时交互的绘制速度。关键词：体绘制三维纹理映射光线投射大数据分割AbstractForthepastdecadeyears，three．dimensionalreconstructionandvisualizationofthemedicalimagehavebeenpaidmoreandmoreattention．nowadaysithasbeenanhotspotissueinseveralfield；meanwhilemoreandmorefieldsandtechnologieshavebeeninvolv

4、ed，suchascomputerscience，computergraphics，imageprocess，visualtechnologyetc．Three．dimensionalmedicalimagereconstructionandvisualizationinmedicaldiagnosis，artificiallimbsandplasticsurgery，radiationtreatmentplanning，surgicalplanningandsimulation，teachinganatomya

5、ndSOonhaveimportantapplications．Therefore，thethree．dimensionalmedicalimagereconstructionandvisualizationoftheresearchhasimportanttheoreticalandapplicationvalue．Themainresearchonmedicalthree．dimensionalimageCanbedividedintomanyfields，suchasdatapre。process，imag

6、esegmentation，surfacereconstruction，volumerendering，datapost．processetc．ThisthesisiSbasedonthekeytechnology—volumerenderinginthemedicalimagereconstructionfield．Firstly，researchthebasicalgorithminvolumerendering，suchasthreedimensionaltexturealgorithm，ray-casti

7、ngalgorithm，analyzeandcomparetheefficiencywiththebasicalgorithmandthengivetherealizationofthealgorithmbasedonGPU，andoptimizeitusingdynamic—blockingandspacejumpingtechnology．Lastly，givethedesignofthemedicalimagereconstructionsystemfromtheviewofsoftwareengineer

8、ing，usingVisualC++，OpenGL，Cgplatform．KeyWords：volumerendering3dtextureray·-castingdatasub--blocking西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明本人声明所警交的论文是我个人在校内导师和企业导师的共同指导下进行的研究．T作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢