三维重建算法原理.doc

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三维重建算法原理
Marching Cube算法原理、Ray-casting算法原理
作者：希电(rinqar )
QQ： 150778770 E-mail:******@21cn. com
感谢：果果、歪歪、orange Helena的协助
感谢我的老师杜宇慧老师的支持
1 Marching Cube 算法原理
面绘制法则是根据设泄的阈值，从体数据中提取出表而的三角而丿》爭込用先照模型对三角而 片进行渲染，形成三维图像。而绘制法主要分为基丁•断层轮廓线的为?2竜基于体素的方法。基丁断 ；相邻的断层的轮廓线间构造
1. 1 Marching Cube 算法概述
层轮廓线的方法是先金不同的断层上提取出感兴趣区的轮廉线，F
出三角而片的方法，这在同一断层上有多个轮廓线时会产电榄迹話，上下两层的轮廓线不易对应。 用户干预町以避免一定的模糊性，但是这样大大増加了操初的复杂性。因此不被广泛采纳使用。M
J•体索的方法以移动立方体法(Marching Cube, 叨代表。
Marching Cubes算法是而显示算法中的统9瞰吐J它也被称为“等值面提取”
(IsosurfaceExtraction)本质是将一系弹南维俯切片数据看做是一个三维的数据场，从中将具有 某种域值的物质抽取出來，以某伴拓扌卜学：衣虚接成三角面片。克法的基本原理MC算法的基本思想是 逐个处理体数据场中的各个体 农*根粧祐元各个顶点的值來决定该体元内部等值而的构造形式" 算法实现过程中，体元内等傀覺磁婆经过以下两个2耍计算：1、体元中三角面片逼近等值面的计 算;2、三角而片各顶点4&；/忒计算。
1. 1. 2预备知甲欲他(体素模型和等值面介绍)
1、体素俅翩'務日
体素一福加种定义：一种与二维图像中像素定义相类似。直接把体数据中的采样点作为体素, 另一种是把八个相邻的來样点包含的区域定义为体素。
在三维空间某一个区域内进行采样，若采样点在x,,三个方向上分布是均匀的。采样间距分 别为山;△)，,& ,则体数据可以用三维数字矩阵來啊表示，每八个相临的采样点采样点相临的立方体 区域就定义为一个体素。而这八个采样点称为该体素的角点。他们的坐标分别为：

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(i, j, k) , (i+1, j, k), (i, j+l,k), (i+1, j+l,k), (i, j, k+1), (i, j, k+1), (i+1. j+k+1), (i, j+1, k+1)

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