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第1章　绪论1

1.1　三维空间数据场可视化概述1

1.2　三维数据场重建的发展与应用2

1.3 三维数据可视化系统的开发步骤与技术方法8

1.3.1　三维数据可视化系统的开发步骤8

1.3.2　三维数据场可视化的主要技术方法10

第2章　三维数据场的数据类型与转换18

2.1 三维空间数据场的数据类型与表达18

2.1.1　三维数据场的数据类型18

2.1.2 三维空间数据场的通常表达方式19

2.2　医学图像格式格式介绍21

2.2.1 医学图像格式DICOM基本介绍21

2.2.2 DICOM标准中涉及的基本概念和定义22

2.2.3 DICOM标准的组成23

2.2.4 DICOM在医学图像信息系统中的应用24

2.2.5 DICOM图像文件结构24

2.3　三维空间数据场的数据转换27

2.3.1 各种三维数据转换接口技术及应用27

2.3.2　三维数据模型转换功能模块的设计27

2.3.3　医学图像格式转换42

第3章　基于等值面的三维空间数据场重构与显示47

3.1 基于等值面的三维空间数据场重构技术47

3.1.1 Marching Cubes算法的基本概念47

3.1.2 Marching Cubes算法介绍48

3.1.3 Marching Cubes算法的程序实现51

3.1.4　其他基于面的三维重构算法介绍53

3.2　基于面表达的基本三维重构基本软件包设计54

3.2.1 医学器官三维重构软件包系统的基本技术要求54

3.2.2　医学器官三维重构软件包系统的基本软件系统的构成55

3.2.3　基于Marching Cubes的等值面产生的程序实现技术57

3.2.4　三维重构算法的程序流程64

3.2.5 Marching Cubes算法中三角形片构成的效率比较与分析65

3.2.6　三维重构软件系统各功能模块的设计66

3.2.7　三维重构系统各功能模块的协调81

3.3 图像预处理对三维重构效果的作用82

3.4 OpenGL在三维数据场显示中的应用83

3.4.1 OpenGL基本技术简介83

3.4.2　图形变换基础86

3.5 OpenGL的程序应用技术90

3.5.1 OpenGL应用功能91

3.5.2 Delphi下的OpenGL绘制过程92

3.5.3 Delphi下的OpenGL编程93

3.6　基于面表达的复杂三维重构软件包的设计108

3.6.1 基于面表达的复杂三维重构软件包的功能要求108

3.6.2　基于面表达的复杂三维重构软件包的功能实现技术109

第4章　基于直接体绘制的三维空间数据场的显示188

4.1 直接体绘制技术简介188

4.2　体绘制中的光学模型190

4.2.1　光吸收模型190

4.2.2　光线发射模型190

4.2.3　光线吸收与发射模型190

4.3　体绘制方程191

4.3.1　体绘制方程一般公式191

4.3.2　体绘制近似合成公式192

4.4　图像空间扫描的体绘制技术193

4.4.1 光线投射算法的基本原理193

4.4.2　光线投射算法的实现技术195

4.5　物体空间扫描的体绘制技术201

4.5.1 抛雪球法201

4.5.2　错切—变形法（Shear-Warp）203

4.6　基于直接体绘制的基本三维重构软件的设计218

4.6.1 基于直接体绘制的基本三维重构软件包的框架设计218

4.6.2　基于直接体绘制系统的主要功能模块设计220

4.6.3　传递函数的设计231

4.7 由三维纹理映射硬件支持的直接体绘制238

4.7.1 三维纹理映射及其硬件实现的基本原理238

4.7.2　基于三维纹理映射硬件支持三维显示软件的设计239

4.8　基于GPU的三维绘制技术258

4.9　各种体绘制算法的实验与比较260

第5章　基于二维轮廓线的三维重构与显示262

5.1 由二维轮廓线重构三维形体的基本原理262

5.2　单轮廓线之间的三维形体重构的基本方法264

5.2.1　最短对角线法264

5.2.2　最大体积法265

5.2.3　相邻轮廓线同步前进法265

5.2.4　基于Delaunay剖分的外表面重构266

5.3 图像的滤波和边缘轮廓求取与应用274

5.3.1 图像的滤波处理274

5.3.2　图像的阈值分割277

5.3.3　图像的边缘检测282

5.3.4　图像的边界提取287

5.3.5　提取轮廓线上的网格点290

5.3.6 由二维轮廓线的点构成三维曲面296

5.3.7　显示二维轮廓线组成的三维曲面的技术305

5.3.8　基于轮廓线的三维表面重构实验与结果分析307

5.4 由二线轮廓线重构三维形体显示软件的设计307

参考文献312