提出了一種基于紋理映射的體繪制算法，提高了圖像的重建效率，增強(qiáng)了圖像的重建效果。算法實現(xiàn)了對二維醫(yī)學(xué)圖像序列的三維重建，在目前通用的個人計算機(jī)上可以以近似實時的速度重建出高質(zhì)量的三維圖像。針對算法中存在的問題提出了兩種不同的改進(jìn)方法，取得了較好的效果。結(jié)合紋理生成的過程和紋理重采樣的過程，對重建后的三維圖像實現(xiàn)了交互切割的算法。
關(guān) 鍵 詞 交互切割; 紋理映射; 三維重建; 三維紋理; 三線性插值; 體繪制

與二維圖像相比，三維醫(yī)學(xué)圖像更直觀、逼真，醫(yī)生借助它能更容易地對病變進(jìn)行空間定位。因此，包括三維模型交互切割功能在內(nèi)的醫(yī)學(xué)圖像三維重建引起越來越多的研究者的關(guān)注。
目前三維重建的體繪制算法可以分為面繪制(間接體繪制)[1]和直接體繪制[2]兩大類。面繪制是基于圖形學(xué)的繪制方法，對形體的表示、操作和顯示都是基于圖形學(xué)中的基本元素——點、線、面來完成的。面繪制可以有效地繪制三維形體的表面，但缺乏對內(nèi)部信息的表達(dá)。直接體繪制是針對三維體數(shù)據(jù)的繪制方法。與面繪制相比，雖然直接體繪制可以精確地顯示對象體豐富的內(nèi)部細(xì)節(jié)，但是，體數(shù)據(jù)離散的數(shù)據(jù)格式導(dǎo)致物體表示精度依賴于體數(shù)據(jù)的分辨率，而分辨率的大小又直接與所占存儲量相關(guān)。另外，直接體繪制在幾何信息的表述上也顯欠缺[3]。最重要的是，它算法計算量大，實時的顯示和交互都很困難。為了能更好地顯示人體軟組織器官及其周圍組織管道系統(tǒng)的詳細(xì)信息，并能夠在PC機(jī)上進(jìn)行實時地繪制和交互，本文采用一種新的基于紋理映射的三維重建算法。
1 基于紋理映射的體繪制算法
紋理映射的體繪制算法是一種直接體繪制技術(shù)，通過混合二維或者三維紋理數(shù)據(jù)切片來重建三維圖像。算法的原理類似于直接體繪制技術(shù)中的光線投射算法[4]，并且兩種算法得到的結(jié)果圖像也很類似。但與光線投射算法不同的是，基于紋理映射的算法利用三維空間的一致性，針對二維紋理切片而不是單個的像素進(jìn)行處理。所以，比起光線投射算法，紋理映射的體繪制算法效率有明顯的提高。
1.1 算法的基本原理
基于紋理映射的體繪制算法包括兩個主要過程：紋理空間到物體空間的映射和物體空間到屏幕空間的映射，如圖1所示。