基于客戶端的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化系統(tǒng)僅能運(yùn)行于指定的單一平臺(tái)，限制了醫(yī)學(xué)圖像可視化系統(tǒng)的推廣，提高了系統(tǒng)的使用門檻。本文基于WebGL技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)無(wú)插件的醫(yī)學(xué)圖像可視化系統(tǒng)。體數(shù)據(jù)渲染常用的一種方法為光線投射算法，傳統(tǒng)的光線投射算法需要進(jìn)行大量的插值運(yùn)算，三維重建速度較慢。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的光線投射算法進(jìn)行改進(jìn)，從選取采樣點(diǎn)、插值運(yùn)算、提前光線截止等方面進(jìn)行改進(jìn)，從而提高了三維重建的速度，基本滿足實(shí)時(shí)交互的需要。

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)可視化成為一門新興的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方面重要的應(yīng)用學(xué)科，它將抽象的數(shù)學(xué)符號(hào)轉(zhuǎn)化成肉眼能夠直接觀察到的圖像，使研究學(xué)者更加方便觀察結(jié)構(gòu)。醫(yī)學(xué)圖像三維重建［1］在醫(yī)學(xué)診斷中扮演著越來(lái)越重要的角色，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)將CT、MRI 等數(shù)據(jù)圖像成像技術(shù)所獲取的人體信息利用計(jì)算機(jī)重構(gòu)為三維圖像，并在計(jì)算機(jī)中顯示出來(lái)，在臨床治療，手術(shù)和醫(yī)學(xué)教學(xué)方面等有很大的應(yīng)用前景?，F(xiàn)階段醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)可視化方法較多，國(guó)際上應(yīng)用比較成熟且廣泛的主要包括：

　　1） 基于商業(yè)數(shù)據(jù)可視化軟件二次開(kāi)發(fā)，利用其提供的接口實(shí)現(xiàn)，如Amira ［2］、Mimics ［3］等。其軟件十分成熟，能夠快速、高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療體數(shù)據(jù)的可視化；但是商業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)與使用成本非常昂貴，客戶端必須安裝相應(yīng)的軟件環(huán)境才能實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。

　　2） 基于開(kāi)源軟件包開(kāi)發(fā)，如VTK ［4］、ITK ［5］、MITK ［6］或OpenGL ［7］等，配合C 語(yǔ)言等編程語(yǔ)言在桌面程序環(huán)境中實(shí)現(xiàn)建模與繪制。這種方法具有開(kāi)源免費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)，能夠靈活實(shí)現(xiàn)醫(yī)療體數(shù)據(jù)的可視化；但開(kāi)發(fā)的桌面程序不具備跨平臺(tái)性，軟件的升級(jí)與維護(hù)困難，提高了用戶的使用成本。

　　可見(jiàn)傳統(tǒng)的醫(yī)療體數(shù)據(jù)可視化方法依賴于桌面環(huán)境，開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用成本較高。隨著HTML5 ［8］標(biāo)準(zhǔn)的提出與大規(guī)模應(yīng)用，基于瀏覽器的WebGL ［9］圖形技術(shù)提供了優(yōu)良的三維可視化途徑。與傳統(tǒng)客戶端方法相比，WebGL 具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　1） 平臺(tái)兼容性。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支持各種操作系統(tǒng)，在代碼上實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一化開(kāi)發(fā)，用戶可以自由選擇使用環(huán)境，特別是便攜式移動(dòng)終端技術(shù)的發(fā)展（如智能手機(jī)和平板電腦等），跨平臺(tái)性的優(yōu)勢(shì)更加明顯。

　　2） 開(kāi)發(fā)靈活性。WebGL 是免費(fèi)開(kāi)源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減低了開(kāi)發(fā)成本，對(duì)代碼的升級(jí)和系統(tǒng)的維護(hù)都是在服務(wù)器端統(tǒng)一處理，減少了客戶端的負(fù)擔(dān)，并且網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)很容易集成到其他的一些業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，可以無(wú)縫地為用戶提供更加強(qiáng)大的功能。

　　3） 用戶體驗(yàn)性。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)擁有良好的用戶體驗(yàn)?zāi)Ｊ?，用戶像瀏覽網(wǎng)頁(yè)一樣使用可視化系統(tǒng)，并且用戶可以在移動(dòng)終端上隨時(shí)隨地使用可視化系統(tǒng)，極大地方便了用戶。

　　體數(shù)據(jù)可視化有光線投射法、拋雪球方法和頻域繪制法［10］，其中光線投射法［10］是應(yīng)用最廣泛的方法。本研究基于WebGL，使用光線投射算法實(shí)現(xiàn)醫(yī)療體數(shù)據(jù)的可視化。然而醫(yī)療體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量比較大，并且光線投射算法計(jì)算復(fù)雜度較高，傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)繪制。因此本文基于WebGL 提出一種改進(jìn)的光線投射算法，并且以此為基礎(chǔ)提出一套醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。