基于Web的三维可视化系统充分融合了现代网络技术､医学成像技术以及图像处理技术,使得处于不同地域的医生参与远程会诊;它能帮助生物医学工作者提高解剖结构的理解力,提高学习与交流的便利性,以及促进现代医学与人类社会的健康发展｡本文开发出基于Web的医学图像三维可视化系统技术,使得这些技术具有良好的鲁棒性､精确性和实用性,在网络数字化医疗诊断､教育中发挥实际作用随着Web技术的快速发展与医学成像水平的不断提高,基于Web的医学图像三维可视化逐渐在生物医学领域中占有主导地位｡
三维重构后的可视化图像能清晰地显示人体器官的解剖结构｡本文提出了基于AJAX与X3D结合的场景交互框架,实现X3D标准的API和ECMA交互脚本的应用,通过三个二维平面来确定待显示的三维目标,实现三维目标的交互式应用Web医疗图像三维重构可视化应用｡
2 GPU并行重构
三维重构的方式主要分为面绘制与体绘制两种｡体绘制需要将数据场中每个体元的值映射为颜色与阻光度,这一映射过程通过传输函数实现,转换后的RGBA值通过合成投影到帧缓冲区相应的像素位置上,合成的方式可以通过多种算法实现｡面绘制,是指在三维数据场中构造并显示等值面的过程,是从三维数据场中还原物体三维信息的主要手段之一｡基于多核GPU并行技术方式的MC算法,将2D横断面分割成多个独立的片段,通过重构合并多线程进而形成3D等值面模型｡
本文中提出了重构模型的X3D的模型转换技术及相应模型的纹理映射,形成Web兼容的3D格式｡等值面中的坐标将被转换到X3D中指定的索引面集合节点中｡该索引面集被用于表示X3D重构模型中的一个多边形网格的形状和表面｡为了将纹理映射到这样一基于W eb的医学图像三维重构与可视化方法文/赵聪聪王进科随着Web技术的快速发展与医学成像水平的不断提高,基于Web的医学图像三维可视化逐渐在生物医学领域中占有主导地位｡
三维重构后的可视化图像能清晰地显示人体器官的解剖结构｡本文提出了基于AJAX与X3D结合的场景交互框架,实现X3D标准的API和ECMA交互脚本的应用,通过三个二维平面来确定待显示的三维目标,实现三维目标的交互式应用Web医疗图像三维重构可视化应用｡
个模型上,我们创建了一个和模型同样大小的模板立方体｡将输入的2D横断面生成的纹理图像,根据其坐标被映射到立方体里模型上,然后合并纹理立方体和重构模型的索引面集节点｡我们使用了完整的分辨率图像切片,并且计算是运行在GPU平台上,从而产生适用于Web的X3D模型,最终使得本文获得的重构模型更加灵活,更加容易被扩展,并且被一般的3D浏览器支持｡
本文在提出了MVC的框架设计模式的过程中,设计了一个可视化的流水线系统,从而来有效地提高系统的灵活性与扩展性｡在可视化框架设计中,我们根据MVC设计原则将系统划分为模型层､视图层､控制器三层｡
主要是提供操作的数据,如等值面模型､纹理模型､可绘制点等｡
4.2视图层
为了使得生成的等值面被OpenGL可视化,在处理层我们需要重点提出了等值面模型转化技术,即将等值面转化为多边形模型｡
4.3控制器
分派请求和控制流程,主要是将ECMA脚本等添加到视图模型中,从而提高可视化系统在Web页面上的交互性｡
5 AJAX与X3D结合的场景交互
Web3D技术提供多种方式来实现可视化的场景交互｡本文对于三维可视化过程中场景交互仅仅聚焦在三维目标的平移､旋转､放缩等基本交互操作,从而满足Web实时性的要求｡本文为三维可视化的Web模式提出了提供了两种交互式框架:一个基于传感器节点的场景更新框架,另一个基于Ajax3D(Ajax,Asynchronous JavaScript and XML)的框架｡
5.1基于传感器节点的场景更新框架基于传感器节点的场景更新框架使用Web3D技术中预先定义的传感器节点来增强场景交互和更新｡该场景中的传感器节点被动感应,并响应用户的存在和交互｡Web3D允许开发者针对特定的用途,集成定制的脚本,并为内部和外部的ECMA脚本或者Java代码提供计算服务来实现相应的功能｡使用这个框架,一旦场景从一个服务区载入到一个客户端,用户能够通过他们内部的传感器节点进行场景交互｡
5.2基于Ajax3D的框架
本文使用2D图像导航来阻止这样的不必要的模型重载,低分辨率图像的集合会比3D模型小很多｡该2D导航器可以通过页面的Java script,使用Ajax3D技术,将指令消息转发给Web浏览器｡该指令消息被推送到场景访问界面,来恰当地重新建模或者重新配置模型｡使用这种方式,模型的2D导航器不会立即出发一个模型的重载,而是,3D模型会在用户提交选择好的位置和平面后进行重载｡
6总结
