王　娜，陈国栋，陈　怡

(1.福建师范大学福清分校 电子与信息工程学院，福建 福清 350300；2.福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350108)



基于改进Marching Cubes算法的血流实时仿真研究

王娜1，陈国栋2*，陈怡2

(1.福建师范大学福清分校 电子与信息工程学院，福建 福清 350300；2.福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350108)

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。

Marching Cubes(MC)算法; 体元; 血流; 等值面; 阈值

血流仿真作为虚拟手术系统中的一个重要组成部分，随着虚拟手术的进行而实时产生，仿真的效果将直接决定虚拟手术系统的整体真实感。作为虚拟手术系统中的关键技术，血液流动仿真也得到了快速的发展。总体而言，血液流动仿真作为流体仿真领域中的一员，经历了早期的基于构造的仿真和后期的基于物理的仿真。基于构造的血流仿真计算量小，适合早期计算机硬件水平比较落后的情况，但其突出的问题在于真实感不强。因此，对血流仿真领域的研究已经渐渐地转向使用基于物理的方法。该方法相比基于构造的仿真方法而言，真实感比较强。……