[发明专利]基于GPU加速的实时三维心脏数据体绘制方法

权利要求书

1.基于GPU加速的实时三维心脏数据体绘制方法，其特征在于它是基于带有支持Cg语言的显卡的PC机实现的，所述体绘制方法的具体包括：

数据读取和预处理的步骤、数据坐标变换的步骤和图像绘制的步骤，其中：

数据读取和预处理的步骤，是把待绘制的心脏的多个切片数据组织成体数据文件，并将所述体数据文件打包成三维纹理数据包后，存储到显卡的内存中；将待绘制的心脏的切片数据所表示的切片图像的宽和高分别作为体数据的x，y轴，将待绘制的心脏的所有切片数据的数量作为体数据的z轴；

数据坐标变换的步骤，是将数据预处理的步骤获得的三维纹理数据包中的数据坐标转换成屏幕坐标；

图像绘制的步骤，是将坐标规范化之后的体数据采用直接体绘制的方法绘制输出。

2.根据权利要求1所述的基于GPU加速的实时三维心脏数据体绘制方法，其特征在于，把待绘制的心脏的多个切片数据组织成体数据文件的过程为：

将待绘制的心脏的每个切片数据中的头信息删除，然后将删除头信息之后的所有切片数据进行调整、形成满足三维纹理打包的要求体数据文件。

3.根据权利要求1所述的基于GPU加速的实时三维心脏数据体绘制方法，其特征在于，数据坐标变换的步骤的具体过程为：

将三维数据的坐标依次进行视图变换、投影变换和规范化变换，最终获得屏幕坐标。

4.根据权利要求3所述的基于GPU加速的实时三维心脏数据体绘制方法，其特征在于，视图变换是指将数据坐标进行视图的变换，具体过程为：将视图坐标的原点P的坐标设定为世界坐标系下的坐标P＝(x₀，y₀，z₀)，则坐标平移变换公式为：

T=100-x0010-y0001-z00001]]>

坐标旋转变换公式为：

R=uxuyuz0vxvyvz0nxnynz00001]]>

其中，单位向量u，v，n是世界坐标系下的参考帧的三个坐标轴的三个方向向量：

将平移变换公式和旋转变换公式相乘，获得从世界坐标系到视图坐标系下的视图坐标变换公式：

Mwc,vc=R·T=uxuyuz-u·P0vxvyvz-v·P0nxnynz-n·P00001]]>

将数据坐标与视图坐标变换公式相乘，获得视图坐标系下的数据坐标。