本文定位于医学 CT(断层扫描技术)图像三维重建,在全面了解当前可视化技术发展现状的同时,有重点的阐述了可视化技术在医学中的应用,并针对三维重建技术实现的技术细节,尤其是对插值技术做了较为详细的论述。 文章第一部分从可视化技术谈起,简明扼要地叙述了可视化技术的发展历程,所需要的学科背景,应用到的领域及其发展前景。由于我们主要是涉及医学可视化领域,所以将更多的内容放在了可视化技术在医学影像领域的发展与应用的论述;第二部分是可视化技术方面的知识,主要对 OpenGL 的基本原理、基本功能、函数库及三维动画技术等方面的概括,在系统实现时就是通过调用 OpenGL 函数库实现三维显示的;第三部分是数值计算方面的知识,三维重建技术需要进行拟合处理,离不开插值技术的研究,所以这一部分从埃尔米特函数原理开始讨论,引入三次埃尔米特函数,进一步计算时又引用三次样条函数。讨论时重点突出了三次埃尔米特函数和三次样条函数,表达方式由浅入深,逐步扩展到双三次埃尔米特函数和双三次样条函数,最后归结到三三次埃尔米特函数和三三次样条函数。可以说,正是由于三三次插值技术程序设计的成功,才真正实现了三维重建技术,较为完美和真实地显示出三维信息;第四部分是系统的设计与实现过程,内容包括系统设计所用的程序设计语言平台,面向对象语言的选择,列出一些类的函数并简要说明。系统在设计时充分考虑到系统的交互性,方便用户从多角度观察,尽量达到人性化的设计。最后所附几张演示图片的实例,成功地显示出双三次插值与三三次插值的具体效果。 本文的主要特色是引入三次埃尔米特函数,为了使求值结果更为逼近和计算简便性,在求解的过程中又选择了三次样条函数,两种插值方法相结合使得到的结果更为逼近真实值。实现三维重建要求我们要建立在三维空间上的插值技术,所以我们首先将三次埃尔米特函数和三次样条函数插值技术扩展到二维空间,求出双三次埃尔米特函数和双三次样条函数,最后推广到三维空间,求出三三次埃尔米特函数和三三次样条函数,实现真正意义上的三维插值。 本系统成功地搭建了一个三维显示的平台,加载并显示出 CT 模型,同时对三维重建技术方面进行了必要的测试工作。