[发明专利]使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法

权利要求书

1.使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：(1)构造三维场景中的可视化几何载体；(2)对三维体数据“V”进行采样与插值计算，将结果附着于可视化几何载体；(3)使用显卡语言vector shader和fragment shader用二个纹理映射单元显示三维体数据“V”内容；(4)实现三维拾取、拖动和编辑，根据浏览处理需要调整三维场景中可视化几何载体的位移、大小和形状，及增减几何载体的棱边；所述可视化几何载体是指多面棱柱体、曲面柱体、棱柱面与曲柱面相结合的复合柱面体形状之一的可视化几何柱体，所述对三维体数据“V”进行采样与插值计算是指在剖面显示时，使用可视化几何柱体表面对“V”进行采样与插值；在垂直的柱体侧面按顶点/控制顶点所在棱边分块采用等间距采样插值法进行采样与插值，并将结果存放于二维纹理数组；所述对三维体数据“V”进行采样与插值计算是指在体透视时，将可视化几何柱体用平行于坐标轴的最小外接长方体包围起来，使用该长方体中平行于坐标轴且与视角最为垂直的切片平面对“V”进行采样，将所有位于柱体以外、该长方体以内的采样数据用透明值替代，并将结果存放于三维纹理数组。

2.根据权利要求1所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述构造三维场景中的可视化几何载体的方法是：由一组有序的、平行于水平面的顶点/控制顶点定义环形样条曲线，调整每段样条曲线的松紧度能使样条曲线段变紧直至变为折线段，垂直移动而形成可视化几何柱体。

3.根据权利要求1所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述将结果附着于可视化几何载体是指将结果至少附着于可视化几何载体的表面和内部中的一种，以实现相应的剖面显示和体透视；至少在可视化几何柱体一个面段以及上下底面能控制成透明，以实现非封闭环形的剖面显示。

4.根据权利要求1所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述使用显卡语言vector shader和fragmentshader用二个纹理映射单元显示三维体数据“V”内容是指用显卡硬件对“V”进行快速、清晰的实时显示，实现大型体数据的实时浏览；所述的二维纹理数组和三维纹理数组为第一纹理单元，第二纹理单元是内容为RGBA(红、绿、蓝、透明度.)的色彩映射表；将第一纹理单元和第二纹理单元装入显卡，以第一纹理单元取值作为索引，在第二纹理单元查找色彩映射表，确定屏幕像素值。

5.根据权利要求1所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述实现三维拾取、拖动和编辑，根据浏览处理需要调整三维场景中可视化几何载体的位移、大小和形状，及增减可视化几何载体的棱边是指通过改变可视化几何载体的位置与形状来浏览和处理三维体数据“V”时所采用的交互编辑和控制技术；所述交互编辑和控制技术包括：(1)可视化几何柱体的拾取；(2)可视化几何柱体的拖动；(3)可视化几何柱体的编辑。

6.根据权利要求5所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述可视化几何柱体的拾取是指选定柱体表面的一个点后，用垂直屏幕方向前后延伸所形成的直线与三维场景中的物体求交，按由近至远的次序将各交点及交点所属的几何体排列成列表，形成交点的几何体即是当前可拾取的几何体，交点就是所拾取的三维坐标。

7.根据权利要求5所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交互实时浏览处理方法，其特征在于所述可视化几何柱体的拖动是指选定柱体表面的一个点后，将柱体拖动到所要的位置，通过该位置屏幕坐标且与屏幕垂直的直线与三维斜平面求交计算出物体在三维空间的真实移动量。

8.根据权利要求5所述的使用可视化几何柱体对计算机三维体数据进行交

互实时浏览处理方法，其特征在于所述可视化几何柱体的编辑是指对柱体的大小和形状进行改变，以及增加或减少柱体的棱边用以获得不同的可视化几何柱体；其方法是在柱体的每一顶点/控制顶点上放置一能被拾取和拖动的驱动小方块，柱体的任一顶点能够根据驱动小方块的移动而移动，从而使柱体按照需要改变大小和形状；驱动小方块能够用规定色彩标识当前顶点，以用作对棱边数量的调整；当需要在某一边上增加棱时，可将柱体俯视图逆时针方向的相邻顶点选为当前顶点，在该边的正中间插入驱动小方块即可实现在相应边上增加一条棱边；当需要删除某一棱边时，可将当前顶点的驱动小方块删除，则与该驱动小方块相连的棱边亦被删除。