[发明专利]一种基于视线的纤维绘制方法

说明书

本发明提供一种基于视线的纤维绘制方法，包括：输入纤维数据，对所述纤维数据进行间隔采集获取部分纤维数据，并通过所述部分纤维数据绘制形成初始纤维；利用所述初始纤维进行基于视线的纤维绘制。本发明提出一种基于视线的动态纤维显示方法，通过剔除当前视线外或被遮挡的纤维，对视线距离较远的纤维降低分辨率显示，以提高显示效率。本发明方法适用于任意形状的纤维显示，如线型、管状或椭球状。本发明提出的基于视线的动态细节级别方法，不依赖于上一帧结果，具有相对固定的帧率。

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，尤其涉及一种基于视线的纤维绘制方法。

背景技术

全脑纤维的实时显示和交互操作对研究脑解剖与诊断白质病变具有重要的意义。用于可视化的全脑纤维，一般由三维空间内数百万个点和数万条线所组成，直接对这样的大规模数据进行显示，难以获得实时的显示帧率。

目前，商用的后处理工作站还没有全脑纤维显示功能。为了加速纤维束显示算法，现有的研究主要从以下两方面进行改进：将三维几何体(如圆柱体)简化成与视线方向垂直的简单多边形，以减少绘制的复杂度。如文献1：C.Stoll，S.Gumhold，andH.Seidel.Visualization with stylized line primitives.In VIS’05：Proc.IEEEVisualization Conf.，695-702.IEEE computer Society，2005和文献2：D.Methof，M.Sonntag，F.Enders，etal.Hybrid visual ization for white matter tracts usingtriangle strips and point sprites.IEEE Trans.Visualization and computerGraphics，15(5)：1181-1188.2006。

文献3：Vid Petrovic，James Fallon，Falko Kuester.Visualization whole-Brain DTI Tractography wi th GPU-based Tuboids and LoD management.提供另一种方法，包括对神经纤维进行预处理，生成不同分辨率的细节级别(LoD)。绘制时根据纤维距离相机的远近，实时计算合适的LoD级别进行绘制。较近的纤维取较高的分辨率，较远的纤维取较低的分辨率，从而通过减少对当前视角绘制结果没有贡献的图元绘制进行加速。

上述两种改进方法可结合使用，以提高绘制速度。但是，文献[3]采用的LoD方法，需要一定的预处理时间，并且预处理得到的各LoD级别的纤维，占用了额外的内存与显存；此外，算法采用上一帧的LoD结果作为当前帧的输入，对前后两帧之前的细微差别进行计算更新。当进行旋转平移缩放等连续操作时，由于前后两帧差别很小，所需的更新计算量小，因此能大大提高绘制速度；而当前后两帧发生突变时，例如从横断位切换至矢状位，则无法利用前帧信息，需要使用最高分辨率重新绘制，无法达到实时的速度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种基于视线的纤维绘制方法，用以解决全脑纤维显示前后帧突变无法实时显示的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于视线的纤维绘制方法，包括：输入纤维数据，对所述纤维数据进行间隔采集获取部分纤维数据，并通过所述部分纤维数据绘制形成初始纤维；利用所述初始纤维进行基于视线的纤维绘制。

可选的，还包括：提供基于视线的显示屏幕，并基于遮挡查询获取所述初始纤维投影到屏幕的投影点对应像素个数，以并利用所述初始纤维进行基于视线的纤维绘制。

可选的，还包括：获取所述纤维的纤维顶点数组，将纤维顶点数组和所述投影到屏幕的像素点个数作为输入，进入几何着色器，动态决定纤维绘制的纤维显示级别生成不同精度的图元，以进行纤维的显示。

可选的，所述投影点像素数与所述细节级别成反比关系，所述投影点像素数越大，所述细节级别越低。