自适应光线投射直接体绘制算法及实现

医学物理与工程学

Implement of adaptive raycasting direct volume rendering algorithm

J I N Zhao 2y ang

3

,W A N G J i an 2z hong

(I nstitute of I ntelli gent I nf ormation and Cont rol Technolog y ,H angz hou Dianz i Universit y ,Hangz hou 310018,China )

[Abstract]　A new method for direct volume rendering based on adaptive mesh refinement is presented.The method can speedup the volume rending with adaptive casting and terminating rays ,by computing the samples f rom tri 2linear interpola 2tion of the neighborhood voxels ,shading the images with the simplified phone illuminated modal ,and compositing images from f ront to back order.The experiment results show that this method can improve the rendering speed and can be used in the volume visualization based on internet.

[K ey w ords]　Adaptive mesh ;Raycasting ;Direct volume rendering ;Visualization ;Medical images

自适应光线投射直接体绘制算法及实现

金朝阳3,王建中

(杭州电子科技大学,智能信息与控制技术研究所,浙江杭州　310018)

[摘　要]　提出一种基于自适应光线投射的直接体绘制方法。该方法从自适应的发出光线和终止光线两个方面来加速体

绘制的进行,通过三次线性插值空间邻近点计算采样点的值,利用简化的Phone 光照模型进行消隐,由前向后合成图像。该算法提高了绘制的速度,能满足一定的临床应用实时性要求,在基于Internet 的体数据可视化中有很好的应用前景。

[关键词]　自适应网格;光线投射;直接体绘制;可视化;医学图像

[中图分类号]　TP391.4　[文献标识码]　A [文章编号]　100323289(2005)0420634205

[基金项目]本研究为浙江省自然科学基金资助项目(Y204160)。[作者简介]金朝阳(1974-),女,浙江余姚人,硕士,讲师。研究方向:

科学计算可视化。

[通讯作者]金朝阳,杭州下沙高教园区杭州电子科技大学自动化学院,310018。E 2mail :jzy @https://www.wendangku.net/doc/15917350.html,

[收稿日期]2004211202 [修回日期]2004212217

随着医学成像设备种类的增多和空间分辨率的提高,图

像数据与日俱增,为临床提供了更全面的有助于诊断的信息,数据可视化问题成为研究的热点。医学体数据由多层CT 、MR 等二维图像数据的叠加形成,是一种基于规则网格的标量数据场。医学体数据的三维可视化就是将体数据在计算机上直观地表现为三维效果,提供传统二维表示法无法获得的结构信息,从而进一步帮助放射治疗、矫形手术等的计算机模拟及手术规划的展开。

医学体数据三维可视化方法大致可分为两大类:面绘制、直接体绘制。面绘制首先在三维空间数据场中构造出中间几何图元,然后再由传统的计算机图形学技术实现画面绘制。面绘制有多种算法,各种算法的不同点在于所采用的近似表面的几何单元不同或几何单元尺度的选择不同,典型算法有:MC 方法(Marching Cubes )[1]、M T 方法(Marching Tetrahe 2

dral )[2]

、剖分立方体法(Dividing Cubes )[3]等。面绘制适用于绘制表面特征分明的组织和器官,对数据分割要求高,且物体

内部信息无法保留,对于精细组织和器官的三维显示,常常效果不佳。

体绘制是将三维空间的离散数据直接转换为二维图像而不必生成中间几何图元,又称为直接体绘制,其实质为重新采样与图像合成。典型算法有光线投射法[4,5]、足迹表法(Foot 2

print Met hod )[6]

、错切形变法(Shear 2Warp )[7,8]等。直接体绘制算法认为体数据场中每个体素都具有一定的属性(透明度和光亮度),通过计算所有体素对光线的作用即可得到二维投影图像,有利于保留三维医学图像中的细节信息,适合于形状特征模糊不清的组织和器官,但存在计算量大,图像生成速度慢,实时性难以得到保证等缺点。近年来,随着计算机运算速度的提高和软硬件技术的发展,研究者从多个方面提出了体绘制的加速方法,如基于硬件加速[9]、并行绘制[10]、多分辨率[11]

等,从而使体绘制的速度接近实时。

随着计算机的飞速发展,直接体绘制可在PC 机上接近实时显示,为了进一步提高直接体绘制的速度,本文采用一种新的像空间序的自适应光线投射算法[12],该方法可以从两个方面来加快绘制速度,一方面利用图像相邻像素间的相关性自适应的发出光线,另一方面当光线上累积不透明度达到1时自适应的终止光线投射。实验表明该方法提高了直接体绘制的速度,适用于基于PC 机的实时体绘制的临床应用场合,在基于Internet 的体数据可视化中有良好的应用前景。1　自适应光线投射算法原理

图1　自适应光线投射算法流程

1.1光线投射算法　以图像空间为序的光线投射算法是从屏幕上的每一个像素点出发,根据设定的视线方向,发出一条射线,这条射线穿过三维数据场的体素矩阵,沿这条射线选择K个等间距的采样点,由距离某一采样点最近的8个体素的颜色值及不透明度值做三次线性插值,求出该采样点的不透明度值及颜色值。在求出该条射线上的所有采样点的颜色值和不透明度值以后,可采用由后到前或由前到后的两种不同方法将每一采样点的颜色及不透明度进行组合,从而计算出屏幕上该像素点处的颜色值。

1.2自适应光线投射算法　考虑到在结果图像中相邻像素间存在很大的相关性,不必从图像平面中的每个像素点处发出射线,而是间隔若干个像素点投射出射线,如果对应组合而成的结果图像中的像素差值小于设定的阈值,则该间隔之间的像素就不必再投射出射线,而只需计算两间隔像素间的插值,否则必须细化后再投射出射线。

其次当发出光线上的累积不透明度达到1时,后面的采样点对光线合成已不再起作用,可以提前终止该光线上的采样,因此采用由前向后的图像合成方法。

自适应光线投射算法流程如图1所示,首先像平面分成若干正方形的区域,从正方形的4个顶点投射出光线,每条光线分成等距的采样间隔,采样点位于采样间隔中心处,通过对周围八个邻近点颜色和不透明度的三次线性插值得到采样点的颜色和不透明度,用简化的Phone光照模型对采样点进行消隐计算,由前向后的将各个采样点的颜色和不透明度值加以合成,当不透明度值累积为1时提前终止光线的投射。

如果正方形上发出的4条采样光线上所得最终差值小于域值ε,则不再进行下一步工作,否则,该正方形区域进一步分成4个二级正方形,投射出更多的光线,然后重复前面的步骤,直到最终颜色差值在域值范围之内或正方形的尺寸达到设定的最小值ωmin。当所有正方形采样区域处理完后,像平面上的最终图像通过双线性插值法实现[13]。

2　直接体绘制技术要点

2.1空间坐标变换　投射光线上采样点处坐标是像空间坐标,而体数据则形成物空间坐标,因此在计算采样点的颜色和不透明度时要涉及到空间坐标变换,这可通过平移、旋转等坐标变换来实现。设像坐标至物坐标的变换函数为:

A=TR

(1)

R=R x R y R z

(2) 式中,T、R x、R y和R z分别为平移矩阵和绕x轴、y轴、z 轴的旋转矩阵,分别可表示成:

T=

100

t x

010t y

001t z

0001

(3)

R x=

1000

0cos(

0-sin(

0001

R y=cos(

R z=

cos(

-sin(

0010

0001

(4)

2.2三次线性插值算法　体绘制涉及两种插值算法,最终图像形成时的双线性插值法和计算采样点数据的三次线性插值法。双线性插值法仅限于二维平面,三次线性插值法则在三维空间上实现,假设采样点最近的相邻点的值分别为:f000、f001、f010、f011、f100、f101、f110、f111,用x、y、z表示采样点相对于000点的距离,则经三次线性插值后采样点f(p,q,r)的值可表示为:

f(p,q,r)=(1-x)(1-y)(1-z)f000+x(1-y)(1-z)f001+ (1-x)y(1-z)f010+x y(1-z)f011+(1-x)(1-y)z f100+x (1-y)z f101+(1-x)y z f110+x y z f111(5)

2.3简化的Phone光照模型　Phone光照模型可提高图形图像的真实感,一般可表示成:

I=k a I a+6M i=1f i I li[k d(NL i)+k s(N H i)n]

(6)式中,I为局部光亮度;k a、k d、k s分别为环境、漫反射及镜面反

射系数;M为点光源个数;I

a为环境光亮度分量;I li、f i为第i 个光源光强及衰减因子;N为单位法向量;L i为第i个光源的单位入射向量;H i为第i个光源的单位入射向量与单位视线向量的平均值,n为镜面高光指数。

在直接体绘制中,将该模型加以简化,采用单个点光源,n 设为常数1,则简化公式为:

I=k a I a+f I l[k d(NL)+k s(N H)]

(7) 采用基于灰度梯度的中心差分法计算中间体素的表面法向量N,对于边界点处的法向量计算则采用向前或向后差分法。中心差分法可表示成:

Grad_x=[f(x i+1,y j,z k)-f(x i-1,y j,z k)]/2Δx

Grad_y=[f(x i,y j+1,z k)-f(x i,y j-1,z k)]/2Δy

Grad_z=[f(x i,y j,z k+1)-f(x i,y j,z k-1)]/2Δz

(8) 2.4由前向后的图像合成原理　在由前向后图像合成的过程中,不透明度β必然逐步增大,当β值趋近于1时,说明该像素点的图像已接近于完全不透明,后面的体元不会再对该像素点的图像有所贡献,因而可以不必再计算了,从而可以省去无效的计算,提高计算速度。由前向后的图像合成公式[14]可表示成:

C outβout=C inβin+C nowβnow(1-βin)

(9)

β

out=

βin+βnow(1-βin)

(10)式中,C out、βout为经过第i个体元后的颜色值和不透明度值, C now、βnow为第i个体元的颜色值和不透明度值,C in、βin为进入第i个体元的颜色值和不透明度值。

3　实现

交互可视化软件Recon面向PC机,在VC++6.0环境下开发,支持Windows98,Windows2000,Windows XP等操作系统,系统内存容量要求在32M以上。采样点数、层间距、光线、视角等参数在交互对话框中进行设定,采样点数越多绘制效果越好,同时时间花费也越多,但当采样点多到一定程度后,结果图像的质量提高就不明显了。预处理部分要做的工作是重采样输入的数据使之成为规则网格数据。为了便于体绘制的进行,多层二维图像文件在预处理中合并成一个体数据文件,文件名格式为3.den。文件头中包含二维图像个数及行数和列数,文件中每个字节代表一个像素点的灰度值,取值范围为0到255。可选择观察任意的二维图像并显示其灰度直方图[15],根据直方图的分布,可交互设定物质分类的域值和不同物质的不透明度,对于包含噪声的原始数据可通过去噪等图像处理功能改善图像的质量。该交互可视化系统还可实现三维重建结果的旋转功能,有助于形象逼真的观察病灶,获取额外的三维信息。

本文分别对Stanford大学等提供的一组CT、两组MR 体数据进行直接体绘制。设空气、皮肤、软组织和骨组织的不透明度分别为0、0.3、0.7和1。通过观察

256×256×225的CT体数据的灰度直方图分布,选取60为空气和皮肤间的域值,90为皮肤和软组织间的域值,150为软组织和骨组织的域值,当ωmax=ωmin=1,ε=1时的绘制结果如图2所示。

图2　256×256×225CT体数据三维重建后组图

对于256×256×167的MR 体数据,选取30为空气和皮肤间的域值,60为皮肤和软组织间的域值,90为软组织和骨

组织的域值,当ωmax =4、

ωmin =1、ε=8时,绘制结果如图3所示,

图像质量几乎不受影响。

图3　256×256×167MRI 体数据三维重建后组图

对于256×256×119的MR 体数据选取30为空气和皮

肤间的域值,70为皮肤和软组织间的域值,145为软组织和骨

组织的域值,当ωmax =8、

ωmin =1、ε=12时的绘制结果如图4所示,绘制结果有点为模糊,

图像质量略为下降。

图4　256×256×119MRI 体数据三维重建后组图

由于光线投射算法在视角、硬件、采样点个数、显示内容

不同时对应的绘制时间不同。在采样点数为200,计算机配置为Intel Pentium processor 1300M Hz ,597M Hz 的256M 内存,各个视角的平均绘制时间如表1所示。

表1　不同自适应网格大小及域值对绘制时间的影响

序号数据类型

大小

ωmax ωmin

ε

平均绘制时间(ms )

1

CT

256×256×225

8112206041834101

1154502MR 256×256×1678112198041830401

1150303MR 256×256×1198112153041828801

1

1

4180

4　结束语

实验表明,体绘制速度及绘制质量与自适应网格参数ωmax 、ωmin 及域值ε的设定有关,参数选取大时可提高绘制的速度但会丢失细节特征影响图像质量,参数选取小时可得到清晰度高细节特征明显的重建图像但绘制速度的提高则不明显,因此针对不同的体数据特征要加以权衡。

基于自适应光线投射算法的直接体绘制从自适应的发出光线和自适应的终止光线两个方面来加速体绘制的进行,极大的提高了体绘制的速度,适用于实时体绘制的临床应用场合。根据不同大小的参数设置可得到多分辨率的绘制图像,这在基于Internet 的体数据可视化[16]中有重要应用前景。

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U rachal adenocarcinoma :case report

脐尿管腺癌1例

张　森,杜湘珂

(北京大学人民医院放射科,北京　100044)

[K ey w ords]　Urachal ;Adenocarcinoma [关键词]　脐尿管;腺癌

[中图分类号]　R737.1　[文献标识码]　B [文章编号]　100323289(2005)0420638201[作者简介]张森(1978-),男,河北定兴人,本科,住院医师。E 2mail :skagerrak @https://www.wendangku.net/doc/15917350.html, ;skagerrak_s @https://www.wendangku.net/doc/15917350.html, [收稿日期]2005201230 [修回日期]2005203202

患者女,68岁,两月前无明显诱因出现尿频、尿急、尿不尽感,终末血尿,伴下腹部酸胀感,无腰痛,无发热。自服利复星症状稍缓解。就诊我院,膀胱镜示:膀胱前臂局限性隆起,充血水肿,中心坏死。病理示:黏膜慢性炎,部分上皮增生。B 超示:腹

腔实性肿物(侵袭膀胱)。为进一步诊治入院。

CT 表现:盆腔正中紧贴前腹壁可见一约5cm ×6cm ×8cm 大小椭圆形软组织肿块,密度均匀,CT 值分别为26～37Hu ,强化不均匀,CT 值为28～53Hu ,以周边环形强化为主(图1),肿块边缘见条状钙化,肿物前缘与腹壁界限消失,其下极与

膀胱壁相连,膀胱充盈欠佳,前壁受压。盆腔内未见明确肿大淋巴结。印象:盆腔内占位病变,不除外脐尿管肿瘤。

手术所见:肿块位于膀胱顶部,侵及膀胱,约8cm ×6cm ×

4cm ,腹膜内浸润直径约5cm ,与肠管粘连,盆腔淋巴结未触及

肿大。

病理:高分化黏液腺癌,侵犯膀胱壁,达膀胱黏膜层(7.5cm ×3cm ),免疫组化染色C K7部分细胞阳性,CA125阴性,CEA 阳性,C K20阴性。结合临床及肿瘤部位,符合脐尿管癌来源腺癌。

讨论　脐尿管位于正中线Retzius 间隙,出生后退化为一纤维索条结构,从膀胱前穹窿延伸到脐,位于腹膜外,为泄殖腔与尿囊等退化组织的残留。如发生残留或闭锁不全等异常情况,则会继发各种脐尿管病变。

如脐尿管不闭锁或闭锁不全,则其下端开放与膀胱相通,尿液反复返流刺激产生脐尿管炎,且有形成结石的可能,如脐尿管两端闭塞而中段管腔未闭,

由于管壁上皮层分泌液的积滞使管

图1　盆腔CT 增强扫描　盆腔正中紧贴前腹壁见一软组织肿块,并可见周边环形强化

腔扩张形成脐尿管囊肿,这在各型脐尿管病变中最为常见,其症状因囊肿大小、位置不同及有无感染等情况而定。

脐尿管癌可继发于各种脐尿管异常,早期常无明显症状,当肿瘤浸润膀胱时才出现症状。主要表现为下腹部肿块,尿路刺激症状,下腹坠胀不适,血尿等。早期诊断比较困难。

CT 典型表现为肿块位于下腹正中或略偏向一侧,膀胱前上

方,肿物多为实性,少数为囊性或混合性,肿物常见钙化,一般为弧形或点状,位于肿块中央或周围。CT 值15～16Hu ,增强扫描可见强化。

由于肿瘤主体位于泌尿管道外,故静脉肾盂造影及膀胱造影、膀胱镜检均不易发现异常。本病例报告提示:高龄患者,盆

腔中线部位软组织肿物(膀胱上方),尤其是合并泌尿系统症状,

IV P 、膀胱造影甚至膀胱镜未见异常,应想到脐尿管癌的可能性。

画树画人测验

画树测验是瑞士心理学家卡尔柯乞所设计的。测验的方法就是要受试者随意画一棵果树。把画好的树和标准比较，便可发现受试者的性格特征。下面是卡氏所定的标准。： 一、树有根：表示被试者执着于尘世，稳重、不投机、不做轻率之举。 二、树无根、无扩线表示地面：被试者缺乏自觉，行动无良好一定的规律，善投机。 三、树立于形似山顶的地线上：被试者置本身于一兀立的基脚上，孤立自己或孤立之感。社会关系扰乱不安， 四、干短盖大：有强烈自觉，富雄心，有要求赞许的欲望，骄傲； 五、干长盖小：发育迟滞。这种树型常见于小孩图画。 六、树干为两根平行直线构成：斤斤计较，准确，实事求是，少想象，倔强固执。

七、树干为两条平行而波动的线条构成：活泼有生气，易于适应环境。 八、树干由断续不整的短画构成：敏感易怒，思想尚直觉而少推论。 九、树干左边有阴影：性格内向，拘谨 十、树干右边有阴影：性格外向，乐于与外界接触。 十一、树盖扁平：由于外界压力而行为拘谨，有自卑感，心力迟钝。十二、树盖由同心圆组成：富神秘性，缺乏活动，自足自满，性格内向， 十三、树枝环列的树盖：勤勉，进取，富创造力，性格外向， 十匹、树盖似云：富想象，多梦想，易激动，缺乏活力：

十五、树盖由一簇钩圈组成：热忱，坦白无隐，好交际，健谈。 十六、树形似棚(由平整树枝形成的棚架或凉亭)：墨守传统，拘泥形式，善自制，有建筑才能，也具有艺术天才。 十七、树倾向右边：好交际，易激动，对于将来具有信心，善表现，长于活动。 十八、树倾向左边：节制，含蓄，小心，自大，恐惧将来； 十九、树上有果实：观察良好，兢兢于物质追求，现实主义， 二十、树叶或果实落到地上：敏感，富感悟力，听天由命，缺乏坚定性．． 画树测验经试用结果，画树特征所显示的性格与受试者自评结果完全符合者计44％，部分符合者者计41，完全不符合者计15%，可见这套测验是具有相当效度的。

光线基本概念

光线基本概念 1、什么是光线：(1)显现物质面貌，(2)展现物质形状。一种客观认识（自然现象），揭示物质形状、结构、色彩、质地、空间和距离的主要物体。 (3)摄影与影视艺术创作灵魂。是电影、电视艺术生存的媒介和造型生命，一种艺术创作的活动。摄影师对光线认识是对物质鲜明特征的体验，心理活动认知。是反映自然美景的先决条件，反映色彩暖意层次变化条件。主观认识。带有情感认识。 4、光源：指能发光的物体。（提问：生活中有几种光源？） 1)自然光源？（有几种类？） 有太阳、月亮、星体、闪电、萤火虫光、深海鱼. 3)光源强度：指可见光源辐射出的紫外线和红外线。（什么时段光照强度最大） 按光质分： 自然光源、人工光源,混合光源 第一节色彩学基本认识 一、色彩的认识：观赏《9阳朔5分.flv》 1、自然现象：●色彩与光线密不可分，“色从光来，光随色变”。●色彩是一种自然现象，色与“光谱”有关，自然界有五彩缤纷色彩，都是光谱变化组成，色彩与生活紧密联系一起。 2、产生联想与情感：色彩是视觉语言，●色彩是人类情感反映重要元素，不同色彩对人类情感反映不同，直接刺激人的视觉感观。如天空、海边是蓝色，给予宁静、广阔、浩瀚感受；太阳红色给予热情、力量、危险等色彩。●带给人们各种联想与情感。举例：红色、白色等。 3、影视表现手段：色彩是影视创作重要表现手段。色彩是影视语言重要造型元素，如《红高粱》《黄土地》等。 4、人眼视觉反映：人眼对色彩视觉反映强烈，取决于光源颜色与物体本身色彩。 二、色彩基本特性观赏< 10色彩甘南9分.FLV > 1、物理特性。＊色彩构成由两部分：1）自然光线产生，光谱波长不同产生色彩。2）物体反射产生，如红色衣服等。 2、基本属性。（共三种）色彩学基本属性：色彩是视觉语言另一属性语言，是人眼视觉反映重要元素，改变人的情绪与态度。也影视造型情感元素。1）色彩是物质存在形式，生活中色彩较复杂，每天面对各种色彩变化，2）色彩由红绿蓝三原色组合，有种类、深浅、鲜艳等组成，呈现出色别、色调、纯度等特征。3）不同文化背景、个人经历对色彩反映不同。 1)色别：(色相)各种色彩名称和相貌,表示颜色种类。 色别具天然丰富性，自然界中有五彩缤纷色彩组成。色别是区分颜色标识。如红、绿、蓝。 2)明度：色彩颜色明暗、深浅程度。可理解光照值。如雪是亮，煤是黑 明度含义：(1)各纯正色彩相比较所产生明暗差别。(2)某色彩受不同光线照射，产生明暗变化其明度不同。下图中同样绿色，光线不同色彩不同。光线照明决定物体颜色品质。3）大气也影响物体颜色。 3)饱和度：色彩光谱纯度。 主要指色彩鲜艳度。◆强光下物体饱和鲜艳程度较浓明快，而暗光下色彩反映模糊。如陶瓷与本质色彩鲜艳程度陶瓷较好。所以：一天之中物体颜色是不断变化。 3、三原色与色彩的补色：

光分组交换节点技术

光分组交换节点技术 摘要： 文章首先介绍了光分组交换网络的分类和光分组交换节点的基本结构，接着详细讨论了全光分组交换节点设计和实现中的关键问题：交换结构的设计、光存储的实现以及分组拥塞问题的解决方案。 关键词： 光分组交换；交换结构；光存储器；拥塞 ABSTRACT: The classification of optical packet switching networks and the architecture of optical packet switching nodes are briefly introduced, and then some key problems related to the design and implementation of all-optical packet switching nodes, such as the design of switching architecture, implementation of optical storage and packet congestion, are discussed in detail. KEY WORDS: Optical packet switching; Switching architecture; Optical storage; Congestion 时至今日，光纤通信技术已经取得了长足的进步，但是光纤通信的潜能没有被全部开发出来，因为网络节点所使用

的电域分组交换形成了一个数据流的“瓶颈”，因此只有使用光分组交换来提供高的交换速度，才能充分有效地利用光纤带宽。 光分组交换网络的发展有十几年的历史，世界上很多国家已作了这方面的研究：如欧洲的ATMOS(ATM Optical Switching)项目和KEOPS(Keys to Optical Packet Switching)项目，美国的POND(Packet-switched Optical Networking Demonstration)项目和CORD项目，英国 WASPNET(Wavelength Switch Optical Packet Network)项目以及日本NTT光网络实验室项目等。 光分组交换技术的主要优点是：不仅可以减少网络的层次，而且可以简化网络管理软件，节省有关传输的开销；可以提供有效的业务聚合和更好的服务粒度，提高了光传输网的利用率；可以提供一个在服务层与光传输网之间独立的域，并且与两层很好地结合。随着近几年光子器件技术的不断发展和数据业务的爆炸式增长，光分组交换的研究呈渐热之势。 1 全光分组交换网络分类 全光分组交换网络可以分成两大类：同步网和异步网。当多个光分组交换节点组成网络时，各节点每个输入端口上

自适应光线投射直接体绘制算法及实现

医学物理与工程学 Implement of adaptive raycasting direct volume rendering algorithm J I N Zhao 2y ang 3 ,W A N G J i an 2z hong (I nstitute of I ntelli gent I nf ormation and Cont rol Technolog y ,H angz hou Dianz i Universit y ,Hangz hou 310018,China ) [Abstract]　A new method for direct volume rendering based on adaptive mesh refinement is presented.The method can speedup the volume rending with adaptive casting and terminating rays ,by computing the samples f rom tri 2linear interpola 2tion of the neighborhood voxels ,shading the images with the simplified phone illuminated modal ,and compositing images from f ront to back order.The experiment results show that this method can improve the rendering speed and can be used in the volume visualization based on internet. [K ey w ords]　Adaptive mesh ;Raycasting ;Direct volume rendering ;Visualization ;Medical images 自适应光线投射直接体绘制算法及实现 金朝阳3,王建中 (杭州电子科技大学,智能信息与控制技术研究所,浙江杭州　310018) [摘　要]　提出一种基于自适应光线投射的直接体绘制方法。该方法从自适应的发出光线和终止光线两个方面来加速体 绘制的进行,通过三次线性插值空间邻近点计算采样点的值,利用简化的Phone 光照模型进行消隐,由前向后合成图像。该算法提高了绘制的速度,能满足一定的临床应用实时性要求,在基于Internet 的体数据可视化中有很好的应用前景。 [关键词]　自适应网格;光线投射;直接体绘制;可视化;医学图像 [中图分类号]　TP391.4　[文献标识码]　A [文章编号]　100323289(2005)0420634205 [基金项目]本研究为浙江省自然科学基金资助项目(Y204160)。[作者简介]金朝阳(1974-),女,浙江余姚人,硕士,讲师。研究方向: 科学计算可视化。 [通讯作者]金朝阳,杭州下沙高教园区杭州电子科技大学自动化学院,310018。E 2mail :jzy @https://www.wendangku.net/doc/15917350.html, [收稿日期]2004211202 [修回日期]2004212217 随着医学成像设备种类的增多和空间分辨率的提高,图 像数据与日俱增,为临床提供了更全面的有助于诊断的信息,数据可视化问题成为研究的热点。医学体数据由多层CT 、MR 等二维图像数据的叠加形成,是一种基于规则网格的标量数据场。医学体数据的三维可视化就是将体数据在计算机上直观地表现为三维效果,提供传统二维表示法无法获得的结构信息,从而进一步帮助放射治疗、矫形手术等的计算机模拟及手术规划的展开。 医学体数据三维可视化方法大致可分为两大类:面绘制、直接体绘制。面绘制首先在三维空间数据场中构造出中间几何图元,然后再由传统的计算机图形学技术实现画面绘制。面绘制有多种算法,各种算法的不同点在于所采用的近似表面的几何单元不同或几何单元尺度的选择不同,典型算法有:MC 方法(Marching Cubes )[1]、M T 方法(Marching Tetrahe 2 dral )[2] 、剖分立方体法(Dividing Cubes )[3]等。面绘制适用于绘制表面特征分明的组织和器官,对数据分割要求高,且物体 内部信息无法保留,对于精细组织和器官的三维显示,常常效果不佳。 体绘制是将三维空间的离散数据直接转换为二维图像而不必生成中间几何图元,又称为直接体绘制,其实质为重新采样与图像合成。典型算法有光线投射法[4,5]、足迹表法(Foot 2 print Met hod )[6] 、错切形变法(Shear 2Warp )[7,8]等。直接体绘制算法认为体数据场中每个体素都具有一定的属性(透明度和光亮度),通过计算所有体素对光线的作用即可得到二维投影图像,有利于保留三维医学图像中的细节信息,适合于形状特征模糊不清的组织和器官,但存在计算量大,图像生成速度慢,实时性难以得到保证等缺点。近年来,随着计算机运算速度的提高和软硬件技术的发展,研究者从多个方面提出了体绘制的加速方法,如基于硬件加速[9]、并行绘制[10]、多分辨率[11] 等,从而使体绘制的速度接近实时。 随着计算机的飞速发展,直接体绘制可在PC 机上接近实时显示,为了进一步提高直接体绘制的速度,本文采用一种新的像空间序的自适应光线投射算法[12],该方法可以从两个方面来加快绘制速度,一方面利用图像相邻像素间的相关性自适应的发出光线,另一方面当光线上累积不透明度达到1时自适应的终止光线投射。实验表明该方法提高了直接体绘制的速度,适用于基于PC 机的实时体绘制的临床应用场合,在基于Internet 的体数据可视化中有良好的应用前景。1　自适应光线投射算法原理

关于画房子树人的心理测试

关于画房子,树,人的心理测试 测试方式： 在白纸上画房子、树和人，爱怎么画就怎么画，随心所欲地涂鸦吧！ 解密：：：： 现在解密你的房树人！ 房：人们成长的场所，投射内心的安全感 画楼房：智商较高； 房子画得像庙宇：两个极端，要不就是人才，或者就是怪异的行为表达；强调地面：缺乏安全感；

瓦片画得很仔细：追求细节和完美； 房子侧面画楼梯：想回避和间接性接触； 画烟囱：向上的直烟暗示受测者需要出气筒；向上的烟代表受测者内心的压力；一般人画的烟方向会向右，如果向左可能有精神分裂的倾向。 树：象征感情，投射人们对环境的体验 单线条的树：受测者内心忧郁，如果除了单线条的树外还画了落叶，受测者很可能在10天之内有自杀倾向； 嫩叶：受测者渴望或正在重新开始； 树干涂黑或树根呈鹰爪状：受测者潜在的攻击意识较强； 柳树：男性受测者较女性化；女性受测者则较追求完美； 女性画松树：追求成熟，较男性化；

白桦树：受测者较敏感； 画上树疤：受测者曾受过心理创伤，可以根据树疤在树干上的位置判断受创的大致年纪； 画果实：受测者童心未泯或有退行行为； 高山上一棵树：受测者可能有性行为问题或恋母情结。 人：投射受测者的自我形象和人格完整性 符号化的人：受测者有掩饰性，说谎的能力较强； 头：头画得越大，受测者的心理年龄越小。一般12岁以后不应该出现大头小身体的样子，否则可能智力有问题； 耳朵：孩子不画耳朵可能有逆反心理，不愿家长口罗嗦；画大耳朵的受测者如果画的不是卡通形象，可能比较敏感；

鼻子：画纽扣鼻的人可能智力有问题；成人画出鼻梁则表示对性的关注； 画牙齿：受测者有情绪、言语攻击性； 眼睛：眼睛画得太大的人比较敏感、多疑、偏执； 画眼睫毛的人对美过分关注； 不画瞳孔的人在人际交往中有回避倾向； 手：一般人只画形状，画手指的人太注意细节；手代表对环境的支配，伸得越开支配力越强，但一般在90度以下；画中手放到后面的受测者一般有被动攻击行为，如果是儿童则可能经常掩饰自己的错误行为； 脚：代表人的活动力，分得越开活动力越强；反之则比较拘谨，不善与人交往； 头发：把头发画得竖起来的受测者攻击性较强； 衣服：画口袋、纽扣的受测者比较注意细节；如果很注重对称则有强迫症的倾向；

VTK中光线投射法实现体绘制

VTK中光线投射法实现体绘制【转】 VTK中光线投射法实现体绘制 1、体绘制函数 VTK 为使用者提供了三种用于光线投射法的函数分别是： 等值面绘制函数（vtkVolumeRayCastIsosurfaceFunction）； 最大密度投影函数（vtkVolumeRayCastMIPFunction）； 合成体绘制函数（vtkVolumeRayCastCompositeFunction） 其中最常用的是合成体绘制函数，最大密度投影函数在显示血管影像方面有比较好的作用。但是如图所看到的，MIP函数没有空间立体感，也就是不能提供深度的信息。

2、不透明度映射函数 不透明度映射函数是设置光线方向上的灰度值及其不透明度映射。vtkPiecewiseFunction *opacityTransferFunction = vtkPiecewiseFunction::New(); opacityTransferFunction->AddPoint(10, 0.0);//灰度值及不透明度值opacityTransferFunction->AddPoint(50,0.1); opacityTransferFunction->AddPoint(200 ,0.1); opacityTransferFunction->AddPoint(2900,0.1); opacityTransferFunction->AddPoint(2950,0.8); opacityTransferFunction->AddPoint(3050,1);//不透明度值为1则为完全不透明opacityTransferFunction->ClampingOff(); 3、颜色映射函数 颜色映射函数是设置灰度值与RGB颜色的映射。 vtkColorTransferFunction *colorTransferFunction = vtkColorTransferFunction::New(); colorTransferFunction->AddRGBPoint(0.0, 0.91, 0.65, 0.66); //灰度值及RGB颜色值 colorTransferFunction->AddRGBPoint(30.0, 0.91, 0.65, 0.66); colorTransferFunction->AddRGBPoint(128.0, 0.91, 0.65, 0.66); colorTransferFunction->AddRGBPoint(1200.0, 0.43, 0.43, 0.43); colorTransferFunction->AddRGBPoint(1800.0, 0.43, 0.43, 0.43); colorTransferFunction->AddRGBPoint(2950, .9, 0.0, 0.0); colorTransferFunction->AddRGBPoint(3050, .9, 0.0, 0.0); colorTransferFunction->ClampingOff(); 4、梯度变换函数 梯度变换函数设置灰度值变换的大小与不透明度之间的映射。 vtkPiecewiseFunction *gradient=vtkPiecewiseFunction::New(); gradient->AddPoint(50,.2);//灰度值变化梯度与不透明度的关系 gradient->AddPoint(1500,.7); gradient->AddPoint(2000,.1); 5、体数据属性设置 vtkVolumeProperty *volumeProperty = vtkVolumeProperty::New(); volumeProperty->SetColor(colorTransferFunction);//载入颜色映射函数volumeProperty->SetScalarOpacity(opacityTransferFunction);//载入不透明度映 射 volumeProperty->SetGradientOpacity(gradient);//载入梯度映射volumeProperty->ShadeOn(); volumeProperty->SetInterpolationTypeToLinear();//采用线性插值 6、光线投射函数设置及体绘制映射 本程序采用合成体绘制函数： vtkVolumeRayCastCompositeFunction*compositeFunction= vtkVolumeRayCastCompositeFunction::New(); vtkVolumeRayCastMapper *volumeMapper = vtkVolumeRayCastMapper::New(); volumeMapper->SetVolumeRayCastFunction(compositeFunction);//载入体绘制

声波透射法

10 声波透射法 10.1 适用范围 10.1.1声波透射法适用于混凝土灌注桩的桩身完整性检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。 【条文说明】声波透射法是利用声波的透射原理对桩身混凝土介质状况进行检测。当桩径小于0.6m时，声测管的声耦合会造成较大的测试误差，因此该方法适用于桩径不小于0.6m，在灌注成型过程中已经预埋了两根或两根以上声测管的基桩的完整性检测；基桩经钻芯法检测后（有两个以及两个以上的钻孔）需进一步了解钻芯孔之间的混凝土质量时也可采用本方法检测。 由于桩内跨孔测试的测试误差高于上部结构混凝土的检测，且桩身混凝土纵向各部位硬化环境不同，粗细骨料分布不均匀，因此该方法不宜用于推定桩身混凝土强度。 10.2 仪器设备 10.2.1 声波发射与接收换能器应符合下列规定： 1 圆柱状径向振动，沿径向无指向性； 2 外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm； 3 谐振频率为30～60kHz； 4 水密性满足1MPa水压不渗水。 【条文说明】声波换能器有效工作面长度指起到换能作用的部分的实际轴向尺寸，该长度过大将夸大缺陷实际尺寸并影响测试结果。 换能器的谐振频率越高，对缺陷的分辨率越高，但高频声波在介质中衰减快，有效测距变小。选配换能器时,在保证有一定的接收灵敏度的前提下, 原则上尽可能选择较高频率的换能器。提高换能器谐振频率，可使其外径减少到30mm以下，有利于换能器在声测管中升降顺畅或减小声测管直径。但因声波发射频率的提高，将使声波穿透能力下降。所以，本规范仍推荐目前普遍采用的30～60kHz的谐振频率范围。 桩中的声波检测一般以水作为耦合剂，换能器在1MPa水压下不渗水也就是在100m水深能正常工作，这可以满足一般的工程桩检测要求。对于超长桩，宜考虑更高的水密性指标。当测距较大接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器，也可采用低频换能器，提高接收信号的幅度。 声波换能器宜配置扶正器，防止换能器在声测管内摆动影响测试声参数的稳定性。 10.2.2 声波检测仪应符合下列要求： 1 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析的功能。 2 最小采样时间间隔小于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为5～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。 3 声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。 4 具有首波实时显示功能。 5 具有自动记录声波发射与接收换能器位置功能。 【条文说明】由于混凝土灌注桩的声波透射法检测没有涉及桩身混凝土强度的推定，因此系统的最小采样时间间隔放宽至0.5μs 。首波自动判读可采用阈值法，亦可采用其他方法，对于判定为异常的波形，应人工校核数据。

投射测验 画树测验

投射测验的一种——画树测验 指导语：请你画一棵树。（先画好，再看下方解释） 解释： 树所在的季节——代表心情或生命力。 如果在春夏：说明心情开朗、生命力旺盛。如果在秋（秋天但没有果实，更关注与落叶）冬季：说明心情压抑，生命力淡薄。如果在秋天（倾向于强调收获、果实），则说明你有成就感或者有希望。 树的对称性——代表对过去和未来的关注及内外向区别。 通常认为左边代表过去，右边代表未来。如果所画的树左边部分大于右边，说明你相对关注过去。反之，关注未来。如果左侧有阴影，说明你偏内向；右侧有阴影，偏外向。 树冠——代表表现力。 如果树冠茂盛，说明你表现力较强。反之，说明缺乏表现力，有衰竭感。但是，如果树冠相对于树干而言过于大，有自恋倾向。 树干——代表生命力、能量。 呈两端大中间窄的花瓶状，是多数人的画法，说明你比较擅长具体思维，对真实世界把握较好。如果树干过细，说明你体会到不稳定感，生命力弱，或者缺乏支持。如果树干是曲线，说明你活泼。如果线条不连续，说明你敏感、易激惹。如果是两条平行直线，说明你缺乏想象力、固执刻板、重逻辑。 树根——代表控制力。 如果没有体现出树根，则说明你缺乏控制感。有树根说明你做事执著。但如果把地平线以下的树根也画出来，说明你不成熟，思想有幼稚倾向。树冠如果是扁平的，说明你可能由于外界压力而自卑或者你反应比较慢。树冠如果由同心圆构成或呈螺旋状，说明你把精力过多地放在一个方向，从而有一些内向、自闭，或者有神秘的感觉。如果树冠像云朵，说明你富于想象，易激动。树冠如果横向延伸，说明你愿意庇护他人，有利他主义倾向。树冠如果有突出的尖角（如锐角三角形），则你的攻击性较强。树冠如果呈倒心形，则你比较攻击性小、关注过去。 地平线——代表控制力、心理稳定性、与他人关系。 如果没有画地平线，使得整个树悬空，则缺乏控制力和现实感。如果地平线水平，说明行动规律有控制力。如果地平线不水平，表明你可能和他人孤立。 果实——代表成就或期望。 如果树上没有画出果实，说明你没有体会到强的成就感或者目前没有太大的期望。如果有果实但太多，说明你可能期望太高了，要注意调整。落下来的果实代表过去的创伤体验。（还有一种说法是落下了几个果实代表你在几岁的时候受到过心理创伤或冲击） 树枝——如果树枝笔直向上，说明你有进取的动力、关注未来或者攻击性比较强。如果是垂柳一样的枝条，说明你是个怀旧的人，更关注与过去。 树叶——如果对每一片叶子都精细描画，你可能是个完美主义的人。如果画的是阔叶，你可能愿意与人交往。如果是针叶，说明你体会不到足够的关爱。 伤疤——如果树干或树枝上有伤疤，说明你曾经有过创伤经历。

罗夏墨迹测验投射法人格测验

心理学研究发现，当将一些材料呈现给大家的时候，即使呈现同样的材料，不同的人会说出不一样的观点。原因在于，人们在日常生活中常常把自己的心理特征（如个性、好恶、欲望、观念、情绪等）不自觉地反应于外界事物或者他人身上的一种心理作用。例如，经常说谎的人，常常会认为别人也总在欺骗自己；自己自我感觉良好，就认为别人也都认为自己很出色……心理学家们称这种心理现象为“投射”。由于“投射”的存在，我们常常可以从一个人对别人的看法，通过分析被测试者对所呈现材料的解释来推测这个人的真正意图或其内心深处的心理特征。 在众多的心理测验理论中，心理投射理论是应用较多的一种，由其衍生而来的心理投射技术在人格测量中常被使用。其中“罗夏墨迹测验（the inkblot test）”和“主题统觉测验（TAT）”是在国内比较常见的投射法人格测验。[1]投射测验就是给被试呈现一些模棱两可的刺激，并假设被试会把自己的无意识过程投射在这上面。在罗夏墨渍测验中，刺激只不过是一幅对称的墨渍图，它可以被知觉为各种各样的物体。 罗夏墨渍测验例图 测验分为两步：一是联想阶段：将10张图片按顺序逐一交给受试者，问其看到什么，不限时间和回答数目，一直到没有回答时再换另一张，同时作好记录。二是询问阶段：看完10张图后，再从头对每一回答都询问一遍，问其看到的是图的整体还是部分，为什么说像某物，作好记录。两个阶段结束，测验即告完成，再进行结果分析。 在罗夏墨渍测验问世几年以后，亨利.A.默瑞（Henry A.Murray）和他的助手克里斯蒂安娜.D.摩尔根（Christiana D.Morgan）在哈佛心理诊所编制了另一种完全不同的投射测验，

Zemax非序列光线追迹剖析

非序列光线追迹 非序列光线追迹是 Zemax 中的核心技术。它是用于在具有多个光学路径的系统中对光线进行追迹的一种强大通用技术。典型用例包括： 1.照明系统，尤其是具有多个或复杂光源的照明系统 2.干涉仪这类系统，其中穿过几个不同光学系统的光线必须以相干方式重组 3.其他序列光学系统中的杂散光分析 非序列范式是任何光线都没有预定义路径。光线射出并投射到光路中的任意物体上，随后可能反射、折射、衍射、散射、分裂为子光线等。与序列光线追迹相比，这是一项更为通用的技术，因此在光线追迹速度方面要慢一些。 在非序列元件编辑器中提供了物体列表。此列表中的物体顺序没有意义（对此有几个例外情况：有关详细信息，请参见几何形状创建一节）。 光线从光源物体开始传播，直至投射到某个物体上，在该点可能会部分反射、透射、散射或衍射：

的 N-BK7 棱镜面反射，大约 50% 的能在此例中，大约 1% 的能量被涂有 MgF 2 量被两个棱镜相接触的直角斜边面上的膜层反射/透射。系统会发起新光线（称为“子”光线）以带走这部分能量，从而生成能量在系统中的去向的完整视图。 物体 Zemax 中的非序列光线追迹以三维物体为基础。（注意：要求所有程序均支持非序列光线追迹是不现实的。）在 Zemax 中，非序列物体完全由定义该物体所需的所有表面组成。例如，标准透镜物体由正面和背面、连接两面的柱体和边缘上的斜面组成。 多数 Zemax 物体均实现了参数化，这表示这些表面通过下列等式进行了定义。因此，创建和修改很方便，而且仅占用非常少的内存空间。此外，还可以进行优化并确定公差。 有些 Zemax 物体未实现参数化，如 CAD 物体。这些物体只是作为数据文件存在。由于 Zemax 将所有物体均视为三维体，而不是表面集合，所以很容易进行光线追迹和管理大型 CAD 文件。基于表面的代码可能需要成千上万个表面来表示复杂的 CAD 物体：在 Zemax 中，它就是一个物体。但是，不同的表面材料和膜层可应用到一个物体的任何表面，不论使用多少 CAD 实体来予以表示。Zemax 支持 80 多种物体，包括透镜、非球面透镜、棱镜、全息图、Zernike 物体、衍射光栅等。支持物体的完整列表如下所示。此外，还有一系列“运算符”物体，可以从现有物体生成复杂的几何图形。例如，您可以对本地 Zemax 物体

节点式PDH光端机应用方案拓扑图

产品图片： TW210 TW1601 典型应用： 图一、节点式视频光端机应用方案拓扑图

图二、节点式音频光端机应用方案拓扑图 图三、节点式电话光端机应用方案拓扑图

图四、节点式网络光端机/光纤收发器应用方案拓扑图 图五、节点式光猫应用方案拓扑图 图六、节点式PDH光端机应用方案拓扑图 节点/级联式光端机 传统的光端机都是点对点应用的，光端机分别安装在光纤的两端，如最常用的光纤以太网收发器，利用光纤连接两端的计算机网络；而在诸如高速铁路，隧道，高速公路等场合，点对点的组网方式显然受到很大的限制，这时候要求光缆及设备组成链状网，节点式的光端机就应运而生：中心是一个汇聚型设备，对应远端的各个节点传送的通信信号(电话/视频/以太网/串口等)，最大限度地节省了光缆投资并提高纤芯利用率，在实际应用中是合理和必须的。 节点式光端机要求设备最少带2个或以上的光口，应该可选配自动保护功能，当链路上任一节点出现故障，可自动屏蔽故障并直接联通下一级节点，保障无故障节点的正常通信。 按实际应用场合，节点式光端机可以分为： 节点/级联式视频光端机节点/级联式网络光端机 节点/级联式音频光端机节点/级联式串口光端机 节点/级联式电话光端机节点/级联式PDH光端机 节点/级联式视频光端机－产品简介： Tekway系列节点式/级联式视频光端机是天为电信公司自主开发的高性能小型光传输设备，采用最新的大规模可编程集成电路及全数字无压缩技术，可实现在一芯光纤上将视频、音频、数据和开关量等级联传输，具有高集成度、性能稳定、功耗低、环境适应能力强、结构简单等特点，可满足高速公路等客户对光纤链型传输的需求。

画树人格测试的解释

画树人格测试的解释 1．树有根：表示受测者执着于尘世，稳重，不投机，不作轻率之举。 2．树无根，且无横线表示地面：受测者缺乏自觉，行动无一定之规，喜欢投机。 3．树立于形似山巅的地面上：受测者孤立自己，或有孤立之感，社会关系陷入扰乱不安的境地。 4．树干短且树冠大：有强烈自觉，富有雄心，有获得别人赞许的欲望，骄傲。5．树干长且树冠小：发育迟滞，这种树型常见于儿童的图画之中 6．树干由两条平行直线段构成：斤斤计较，实事求是，少想象，倔强固执。7．树干由两条处处等距而波动的线条构成：活泼，有生气，易于适应环境。8．树干由断续不整的短画构成：敏感易怒，思考问题凭直觉，很少使用推理。9．树干左边有阴影：性格内向，拘谨。 10．树干右边有阴影：性格外向，乐于与外界接触。 11．树冠扁平：由于外界压力而变得拘谨，有自卑感。 12．树冠由同心圆组成：富于神秘性，缺乏活动，自我满足，性格内向。13．树冠由环列的树枝构成：勤勉、进取，富有创造力，性格外向。 14．树冠似云：富于想象，多梦想，易激动。 15．树冠由一簇钩圈组成：热忱，坦白，好交际，健谈。 16．树形似棚：墨守传统，拘泥形式，善自制。 17．树倾向右边：好交际，易激动，对将来充满信心，善表现，擅长于活动。18．树倾向于左边：节制，含蓄，小心，对将来充满恐惧。

19．树上有果实：善于观察，非常重视物质享受，现实主义。 20．树叶或果实落到地下：敏感、理解力强，缺乏毅力，听天由命。 (1)树枝的部分：代表你在现实环境中的表现，可以平且看出你的生活行动模式(表现力)。 (2) 树干的部分：表示你自我倾听的意识，即本能、爱欲及情感等(生命力)。 (3)树根的部分：意味着平时隐而不见的潜意识，也可看出你的自制力。看你怎么强调这三大部分，就可窥伺你的潜意识与性格，如果树枝部份很茂盛，即可知此人表现欲强，如果树干且很细长，表示此人敏感易受伤害。 ～～～～～～～ 如果画了地平线说明他没有安全感，树干粗的心胸宽阔，树上有小动物或果实的想象丰富，树冠分成许多小叉的人敏感 画树可以看出人的性格 认识自己，对现代人来说一直是件困难的事。徐光兴教授指出，其实通过画一棵树，就可以知道你的内心世界或人格特征，在心理学中，这一方法被称为"树木人格测量法"。1950年代，德国人柯赫创立了这一方法，1962年的第五次国际儿童精神医学的学术会议上，这一测量法被正式批准应用于临床心理治疗实践。在图画心理学中，"树木人格测量法"常常被用于临床心理治疗实践。 "树木"象征着人的原始本能或内在情感，从某种程度上说是画者的自我投影和象征。树木的大小、上下、左右，以及正斜、偏倚度都有一定的喻意。通过画面中的树木具体形状，就可以分析出他的精神世界和物质世界的状况，知晓绘画者过去的生活经验和未来的发展趋势，进一步也可分析判断出他对母亲和父亲的印象。 心理案例分析之树木人格测量法

三维地震数据体可视化方法及系统

硕士学位论文 三维地震数据体可视化方法及系统 3D SEISMIC DATASET VISUALIZATION METHODS AND SYSTEM 作者： 导师： 中国矿业大学

学位论文使用授权声明 Certificate of thesis authority 本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理： 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书）。 作者签名：导师签名： 年月日年月日

摘要 三维可视化技术是用来显示、描述和理解地下及地面各种地质现象的一种先进手段，广泛应用于地质和地球物理学及其它行业的各个方面，在国内外研究应用如火如荼。随着三维地震勘探的开展，迫切需要与之相应的三维可视化显示、解释方式，这种方式能有效地利用各种结构的大规模数据，从中考察构造的连续性，辨认构造的形态，发现对地震勘探研究及生产实践有用的信息，并以此来指导钻探、矿井建设、采区布设等生产活动，可以极大提高生产效率，保障矿井生产工作安全进行。三维可视化技术既是一种成果表达手段，也是一种解释辅助工具。与传统的二维剖面解释方法不同，三维体可视化技术可以让解释人员用“走进去”的方式，形象生动地选定目标，同时还可以结合精细的钻井标定方法，帮助解释人员准确快速地描述各种复杂的地质现象。 本文使用目前世界上功能强大、构架优秀的可视化工具包VTK(Visualization Toolkit)来开发本设计中所用到的多条可视化管道线（Pipeline），实现了三维数据体的切片显示、提取等值面、三垂面显示等多种面绘制效果及光线投射法的体绘制效果，并利用了流行高效的跨平台图形界面开发工具包Qt来开发人机交互界面(GUI, Graphic User Interface)，为开发跨平台桌面应用程序提供了良好的支持。有机地结合这两种技术使得本设计中开发的应用程序具有良好的平台无关性，可以快速地在多种常见平台（Windows、POSIX 兼容）间进行移植，最大化减少了移植所要做的工作，而且尽量保持了程序的运行效率。 本文首先阐述了三维可视化技术及其在三维地震勘探中的应用，指出了本文研究的国内外背景、研究的主要内容和意义。然后研究了三维可视化的方法和操作流程，在分析了VTK和Qt及其他相关技术的基础之上，结合三维地震数据体可视化自身的特点和实际应用要求，确定了用于三维地震数据体的可视化技术及其实现方式，使用这些技术设计并实现了三维地震勘探数据体的三维可视化应用，并把程序应用到某矿七采区勘探所得数据体上，最后分析应用所得到的结果，基本达到了预期的效果。本文末尾总结全文，找出文章中存在的问题，并针对这些问题，根据作者目前的知识水平，提出了三维地震勘探可视化技术发展的方向。关键词:三维地震；三维可视化；跨平台；VTK；Linux；Qt - - I

投射法

投射法 定义 投射法,也称投射测试,在心理学上的解释，所指个人把自己的思想、态度、愿望、情绪或特征等，不自觉地反应于外界的事物或他人的一种心理作用。此种内心深层的反应，实为人类行为的基本动力，而这种基本动力的探测，有赖于投射技术的应用。常用的投射法包括词语联想法、句子、故事完型法、绘图法、漫画测试法、照片归类法等。 投射测试的特点 1．测试目的的隐蔽性 被试人一般不可能知道测试的真实目的，也不知道对自己的反应会作何种心理学解释，他们所意识到的是对图形、故事或句子等刺激的反应，实际上他们的反应行为却把内心的一些隐蔽东西表现了出来，这样就减少了受测者伪装自己的可能性。 2．内容的非结构性与开放性 这是指投射测试使用非结构化任务作为测试材料，即允许受测者产生各种各样不受限制的反应。为了促使受测者充分想象，投射测试一般只有简短的指示语，测试材料也是模棱两可的，不像一般的测试方法中的试题那样非常明确。由于测试材料的模糊性，受测者的反应较少受到情境线索和他人观点的影响，往往会表现出受测者的真实的内在感受、需要、个性、情绪、动机、冲突、防御等心理内容。采用投射法可以测试出受测者人格的更真实的面貌。 3．反映的自由性一般的测评技术都在不同的程度上对应聘者的回答(反应)进行了这样那样的限制。而投射测试一般对受测者的回答(反应)不作任何的限制，对受测者而言，是很自由的。 4．整体性这是指测试关注的是对人的总体评估，而不是针对单个特质的测量。受测者的任何反应都可能影响评估结论，在对投射测试进行解释时要注意它的整体性特征。 投射测试的优点 (1)投射测法的最大优点在于主试者的意图目的藏而不露。这样创造了一个比较客观的外界条件。采用投射测法可以测试出被试人人格更真实的一面，使测试的结果比较真实。 (2)它真实性强，比较客观，心理活动了解得比较深入，有利于提高招聘方法的科学化程度。 (3)有利于促进新方法在人员招聘工作领域中的应用。 投射测试的缺点 它的缺点是分析比较困难，需要有经过专门培训的主试。因此，在员工招聘中运用投射测验一般比较少，只有在招聘高层次的管理人员中才考虑运用，不可能大规模运用。 几种最常用的投射测试法 1) 词语联想法

影视摄影光线的分类

影视摄影光线的分类 影视摄影中照明物体的光线往往不止一种。在外景，除了直射的阳光外，还有天空的散射光和环境的反射光；在室内，晚间也会有不同的灯光照明。许许多多的不同光线构成了环境的光效。为了模拟自然光的各种光效，为了更好地运用光线去创作，我们必须对每一类光线的性质进行研究，找出他们的特点和异同来，才能灵活地运用它。 对光的分类有三种方法：按光线的来源分、按光线的投射方向分、按光线造型作用分。 一、按光线的不同来源分类 一切可以发光的光源，根据其来源可分为自然光和人工光两大类。 １.自然光 天然发光的光源均称为自然光。从影视摄影的角度讲，可利用的自然光主要是太阳和天光。太阳是主要发光光源。太阳光除直接照射到地球上外，一部分光被大气层吸收，透过大气层再照射于地面，此光我们称为天光。近年来由于胶片的感光度的提高以及增感镜头的出现，摄像机的灵敏度不断提高，有时可直接拍摄月亮和月光下的景物，那么月亮也可以算为自然光了。此外，在阳光照射下，建筑物、墙壁等的反射光也属于自然光。

自然光的特点：亮度强，照明范围广而均匀。但它的亮度、照射角度、距离远近、色温等往往不以创作者的主观意志为转移。自然光的强弱随季节、时间、气候、地理条件的变化而变化。一年中，夏天光照最强，可利用拍摄的时间最长；冬季最弱，可利用拍摄的时间最短。日照强弱又受天气变化的影响，分为睛、阴、晦、雾、霾、雨、雪，其光照度也各不同。地理条件变化对日照强弱的影响也很大，如所处的经纬度不同，海拔高低的不同，其照度、色温也不同。海拔较高的地区，直射阳光较强，散射的天空光较弱，景物反差较大，天空暗蓝色。相反，海拔较低的地区，天空散射光较强，景物反差较柔和。靠赤道越近，日照度越强。在高山、平地、高空、海底所受光强弱也各不相同。 一天之内由于地球的自转形成黎明、日出、上午、中午、下午、日落、黄昏、夜晚等各种不同的光线照射情况，不同时期太阳光的特征各不相同。 如图6—3 一日之内太阳光的变化情况 ①日出和日落 当太阳从东方地平线上升起，到离开地面15度角之间的时间属于日出时刻；而当太阳西落，从地面15度角降到地平线以下的时刻称为日落时刻。日出和日落时刻光线特征基本相似，因此拍摄技术手段也相似。

光线投射,光线追踪与路径追踪的概念与区别

光线投射,光线追踪与路径追踪的概念与区别 光线投射Ray Casting [1968] 光线投射（Ray Casting），作为光线追踪算法中的第一步，其理念起源于1968年，由Arthur Appel在一篇名为《Some techniques for shading machine rendering of solids》的文章中提出。其具体思路是从每一个像素射出一条射线，然后找到最接近的物体挡住射线的路径，而视平面上每个像素的颜色取决于从可见光表面产生的亮度。 光线投射：每像素从眼睛投射射线到场景 光线追踪Ray Tracing [1979] 1979年，Turner Whitted在光线投射的基础上，加入光与物体表面的交互，让光线在物体表面沿着反射，折射以及散射方式上继续传播，直到与光源相交。这一方法后来也被称为经典光线跟踪方法、递归式光线追踪（Recursive Ray Tracing）方法，或Whitted-style 光线跟踪方法。 光线追踪方法主要思想是从视点向成像平面上的像素发射光线，找到与该光线相交的最近物体的交点，如果该点处的表面是散射面，则计算光源直接照射该点产生的颜色；如果该点处表面是镜面或折射面，则继续向反射或折射方向跟踪另一条光线，如此递归下去，直到光线逃逸出场景或达到设定的最大递归深度。 经典的光线追踪：每像素从眼睛投射射线到场景，并追踪次级光线（(shadow, reflection, refraction），并结合递归 光线追踪（Ray tracing）是三维计算机图形学中的特殊渲染算法，跟踪从眼睛发出的光线而不是光源发出的光线，通过这样一项技术生成编排好的场景的数学模型显现出来。这样得到的结果类似于光线投射与扫描线渲染方法的结果，但是这种方法有更好的光学效果，例如对于反射与折射有更准确的模拟效果，并且效率非常高，所以当追求高质量的效果时经常使用这种方法。