赵文超　万韬阮　武桐　朱耀麟

摘 要：针对光线投射算法难以满足实时性需求的问题，提出一种光线投射改进算法。该算法把梯度估计、分类与着色、明暗计算过程放置体绘制预处理阶段，减少绘制过程计算任务；简化光照模型，从前向后进行融合运算提前终止融合，避免不必要的计算量。实验结果表明该算法能有效提高光线投射算法的绘制速度。

关键词：分类与着色；明暗计算；图像融合

中图分类号：TP3 文献标识码：A

Abstract：For real-time ray-casting algorithm can not meet the requirements of the problem，an improved algorithm ray casting.The algorithm of the gradient estimation，classification and coloring，shading calculations placed volume rendering preprocessing stage，a drawing process to reduce the computational tasks；simplified illumination model，from front to back early termination of integration of the fusion operation，avoid unnecessary computation.Experimental results show that the algorithm can effectively improve the rendering speed of light projection algorithm.

Keywords：classification and colored；shading calculation；image fusion

1 引言（Introduction）

可视化指利用计算机图像处理技术，将海量的测量数据转换为图像的技术[1]。有效利用医学图像中的大数据进行三维重建，绘制出病灶的三维结构，帮助医生作出的诊断。高质量的绘制效果与快速的绘制速度通常难以兼得。

相关的研究人员提出过改进方法，Lenoy提出自适应图像超采样技术来挖掘体素空间的一致性[2]。算法中仅从屏幕的一个像素子集发射光线，具有相同值的两个像素中间采用插值的方法计算，对于图像梯度较大的情况，算法再通过增加投射的光线密度来解决二义性。Walson提出利用体素空间的一致性。算法以较低的采样频率进行重采样，如果两个相邻重采样点间的数据值差别较大，将在该区域增加采样频率[3]。

2 算法原理（The basic method of the algorithm）

2.1 算法框图

基于调整绘制流程的光线投影算法流程图，如图1所示。

2.2 计算量分析

假定三维空间网格为均匀网格，体数据分辨率为，视平面分辨率为，每条射线上采样点数量为。假定代表一个重采样点所花费时间，则进行一次体绘制所需时间为。……