[发明专利]一种对光线和体素进行求交的方法

权利要求书

1.一种对光线和体素进行求交的方法，其特征在于，所述求交的步骤包括：

步骤S1：通过GPU硬件对输入图像进行计算，得到图像数据的三线性插值，利用图像数据的三线性插值在光线经过的每个体素中沿光线等间距地获取四个样本；

步骤S2：利用四个样本对体素做是否为空的判断；

步骤S3：如果体素非空，通过GPU硬件提供的三线性插值重新获取六个样本，用四个样本和重新获取的六个样本计算图像数据的三线性插值沿光线变化函数的三次多项式系数，进而通过解三次方程对非空的体素进行计算，得到光线与体素的等值面的交点位置；如果体素为空，则直接跳过体素，不计算光线与体素的等值面的交点。

2.根据权利要求1所述的对光线和体素进行的求交方法，其特征在于，所述的四个样本分别位于光线的入体素点、出体素点和位于体素中的两个三等分点处。

3.根据权利要求1所述的对光线和体素进行求交的方法，其特征在于，对体素做是否为空的判断的计算步骤是：首先构造一个立方体结构的代理体素，将四个样本依次排列在代理体素的对角线上，通过代理体素中顶点值和内部值的线性关系，遵照三线性插值规则、以及代理体素的顶点值和内部值取值范围的关系估计光线段上图像数据的最大值及最小值，如果给定代理体素的等值面值在光线段上图像数据的最大值与最小值之间，则体素非空；如果给定代理体素的等值面值不在光线段上最大值与最小值之间，则体素为空。

4.根据权利要求3所述的对光线和体素进行求交的方法，其特征在于，所述代理体素的顶点值是：

p0u1u2p3=166000-518-922-918-50006p0p1p2p3]]>

其中，p₀～p₃是获取的四个样本，u₁u₂是代理体素顶点上的图像数据值。

5.根据权利要求1所述的对光线和体素进行求交的方法，其特征在于，所述的三次多项式系数表示为A、B、C、D，用以下关系计算三次多项式系数：

ABCD=-13-313-630-33001000p0u1u2p3]]>

其中获取的四个样本是p₀～p₃，代理体素顶点上的值u₁用(u₁₁+u₁₂+u₁₃)/3代替，代理体素顶点上的值u₂用(u₂₁+u₂₂+u₂₃)/3代替，所述u₁₁，u₁₂，u₁₃和u₂₁，u₂₂，u₂₃是重新获取的六个样本。