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1.
为克服基于Marching Cubes的表面重建算法在绘制三维表面时因二义性面的存在而使生成的表面网格易出现错误连接而形成层间空洞的不足,提出了基于Double Marching Cubes的表面重建算法.该算法采用双立方体体素作为生成表面网格的基本单元,以双立方体的12个特征点的标记情况为依据,建立一个双立方体体素索引表,通过查找索引表的方法绘制三维表面.该算法在建立双立方体索引表时就排除掉了二义性面的所有错误连接方式,因而生成的表面网格不会出现层间空洞,避免了为消除二义性面所进行的复杂计算,加快了表面重建的速度. 相似文献
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对体可视化Marching Cube算法的改进 总被引:5,自引:2,他引:5
提出一个由三维数据计算等值面中点的算法,它在两方面对标准Marching Cube算法进行了改进。第一个改进是:在等值面上样本点的状态依赖于它所连接的边同等值面相交的数目;第二个改进是:两相邻样本点中等值面多边形顶点被定位于中点,使得共面三角片合并为一个多边莆,减少了生成多边形的数量,提高了算法效率。 相似文献
3.
在医学图像三维可视化中,移动立方体算法(Marching Cubes,MC)是面绘制的经典算法。针对MC算法计算插值点导致执行速度慢、效率不高的缺点,提出一种基于最近邻逼近的MC算法,该方法在n次等分点量化序列中寻找等值面最近邻点代替线性或非线性插值,既避免了插值的大量计算又保证了误差精度,还可改善三角面片结构。利用可视化工具开发包VTK对人体脸部和脚部CT数据集进行三维重建,实验表明改进算法明显缩短了绘制时间,提高了重建效率。 相似文献
4.
Marching Cubes算法研究现状 总被引:2,自引:0,他引:2
对现有的Marching Cubes改进算法从拓扑结构二义性、提高逼近精度、算法的时间和空间效率3个方面进行综述,对每一类改进算法进行新的分类,并对各类算法的实验结果进行比较. 相似文献
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6.
针对海量数据可视化过程中预处理时间长的问题,提出一种加速构造等值面提取索引结构的栅格构造算法.该算法以二叉区间树的span space划分为基础,利用栅格化方法对二叉区间树节点进行重构,降低了区间排序预处理计算规模,可将预处理效率提高50%左右.理论分析与实验证明,文中算法与传统最优算法有相近的活动单元搜索效率,能够大大缩短整个海量数据可视化过程,对实时性要求较高的可视化应用具有实际应用价值. 相似文献
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在医学图像三维重建中,经典的等值面重建算法Marching Cube是一种比较常用的算法。该算法具有可以在给定阈值的情况下提取任意三维数据场的等值面的优点,但因需计算大量的数据和三角面片而使得该算法速度较慢。提出了使用不同尺度的等值面重建理论,实现了一个多尺度的Marching Cube算法,经过实验对比,该算法比原Marching Cube算法具有效率高、速度快的优点。 相似文献
8.
等值面提取在标量场体数据可视化和隐函数曲面显示中具有重要应用,经典算法包括移动立方体算法和移动四面体算法,其核心是在立方体或四面体体素单元中用线性的三角面片逼近原始曲面.文中以可计算的代数曲面为例,对上述2种等值面提取算法的逼近精度、时间和空间效率等方面进行了详细的对比,为各种应用中等值面提取算法的选取提供了参考依据. 相似文献
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Marching Cubes是医学体数据可视化的经典算法,但生产的网格质量差、算法执行速度慢成为阻碍其用于数值分析的两个主要缺点。文中提出一种基于硬件加速的Marching Cubes改进算法。该算法采用统一设备架构(CUDA)充分发挥Marching Cubes算法分而治之的优点,利用CUDA的可编程性并行分类体数据,加快了活跃体素和活跃边的提取;同时,该改进算法将得到的活跃边按照中点投影方式进行偏移,从而达到了改善网格质量的目的。最后通过实验表明,该算法可以保证在阈值未知的情况下,进行交互式的高质量网格建模。 相似文献
10.
根据气象雷达回波数据的三维极坐标分布特点,提出一种改进的Marching Cubes三维重建算法.该算法将Marching Cubes常规算法中的单位正立方体构建转换为直接对回波极坐标数据的拟柱体构建,生成相应的等值三角面,并对三角面的顶点数据进行地曲订正,供OpenGL显示.为进一步提高重建算法的效率,该算法避免了对高仰角远距离无回波区的重建.实验表明,该算法有效实现了雷达回波的三维重建. 相似文献
11.
In this paper we revisit the computation and visualization of equivalents to isocontours in uncertain scalar fields. We model uncertainty by discrete random fields and, in contrast to previous methods, also take arbitrary spatial correlations into account. Starting with joint distributions of the random variables associated to the sample locations, we compute level crossing probabilities for cells of the sample grid. This corresponds to computing the probabilities that the well‐known symmetry‐reduced marching cubes cases occur in random field realizations. For Gaussian random fields, only marginal density functions that correspond to the vertices of the considered cell need to be integrated. We compute the integrals for each cell in the sample grid using a Monte Carlo method. The probabilistic ansatz does not suffer from degenerate cases that usually require case distinctions and solutions of ill‐conditioned problems. Applications in 2D and 3D, both to synthetic and real data from ensemble simulations in climate research, illustrate the influence of spatial correlations on the spatial distribution of uncertain isocontours. 相似文献
12.
Holger Theisel 《Computer Graphics Forum》2002,21(1):19-32
In this paper we study the exact contours of a piecewise trilinear scalar field. We show how to represent these contours exactly as trimmed surfaces of triangular rational cubic Bézier patches. As part of this, we introduce an extension of the marching cubes algorithm which gives a topologically exact triangular approximation of the contours for any case. Finally, we modify the exact contours to be globally G1 continuous without changing their topologies. We test the algorithm on both theoretical and practical data sets. 相似文献
13.
为了对等值面与子等值面进行提取和分组,在MC算法原理的基础上,提出了一种改进的等值面提取与子等值面分组算法。该算法首先将数据场分解为点、棱边、面与体元的拓扑结构;然后在整个数据场范围内求所有棱边与等值面的交点,并在面内连接交点形成面与等值面的交线,交线在体元内连接生成空间多边形;接着通过三角化各个体元内的空间多边形得到由顶点表与三角形表组成的等值面数据;最后根据三角形在顶点处的连接关系,采用种子算法对属于同一子等值面的三角形与顶点进行标记,属于同一子等值面的顶点与三角形将被存放在独立的顶点表与三角形表中。实验结果表明,该算法可以高效地实现等值面提取与子等值面的分组。 相似文献
14.
《CVGIP: Graphical Models and Image Processing》1994,56(2):182-183
A simple technique to visualize the isosurfaces extracted from a cell-based volumetric dataset using the Marching Cubes algorithm is proposed. The technique exploits the intrinsic ordering of the triangles produced by the surface extraction algorithm by adopting a Back-to-Front visualization technique. The use of the technique together with the adoption of a simple shading algorithm permits the rendering of high resolution volumetric datasets in computational environments with limited capabilities in terms of memory and graphics hardware. 相似文献
15.
Dietrich Carlos A. Scheidegger Carlos E. Schreiner John Comba Jo o L.D. Nedel Luciana P. Silva Cl udio T. 《IEEE transactions on visualization and computer graphics》2009,15(1):150-159
Marching Cubes is a popular choice for isosurface extraction from regular grids due to its simplicity, robustness, and efficiency. One of the key shortcomings of this approach is the quality of the resulting meshes, which tend to have many poorly shaped and degenerate triangles. This issue is often addressed through post processing operations such as smoothing. As we demonstrate in experiments with several datasets, while these improve the mesh, they do not remove all degeneracies, and incur an increased and unbounded error between the resulting mesh and the original isosurface. Rather than modifying the resulting mesh, we propose a method to modify the grid on which Marching Cubes operates. This modification greatly increases the quality of the extracted mesh. In our experiments, our method did not create a single degenerate triangle, unlike any other method we experimented with. Our method incurs minimal computational overhead, requiring at most twice the execution time of the original Marching Cubes algorithm in our experiments. Most importantly, it can be readily integrated in existing Marching Cubes implementations, and is orthogonal to many Marching Cubes enhancements (particularly, performance enhancements such as out-of-core and acceleration structures). 相似文献
16.
三维目标表面积参数广泛应用于石油地质,医学,制造行业等领域。在介绍一种基于Marching cubes的局域配置方法来估算三维目标的表面积的过程中,针对Marching cubes分类的14种模型元,给出了一种简单和易于实现的分类方法,避免了重新实现Marching cubes算法或者使用一系列复杂的三维表面探测算法。基于Marching cubes的表面积估算方法对于规则和不规则目标表面积的估算均适用。通过实验数据对比几种不同的估算方法结果的精确度,说明基于Marching cubes的估算方法精确度是非常高的,可以应用于实际工程中。 相似文献