專利名稱：一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
三維可視化技術(shù)對于臨床醫(yī)學的精確診斷以及手術(shù)計劃越來越重要的作用.先 進的醫(yī)學影像設(shè)備是先進的醫(yī)學圖像處理與分析的基礎(chǔ)，特別是多排CT與高場MR帶給臨 床的是更快的掃描速度(0. 5S)、更高的圖像分辨率(0. 3MM)、更多的單個病人數(shù)據(jù)量(> 2000層)、更廣泛的臨床應(yīng)用(CTA，MRA)等，與此同時，需要更豐富的軟件處理能力。在醫(yī) 學診斷中，醫(yī)務(wù)人員通過觀察多組二維斷層圖像，在大腦中進行三維數(shù)據(jù)的重建，以此來確 定病變體的空間結(jié)構(gòu)。這就難以準確確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及與周圍生物 組織之間的關(guān)系。因此，從一系列二維斷層圖像生成三維圖像在醫(yī)學觀察中是越來越需要 和迫切。對于過去長期使用單排CT的醫(yī)生來說，先進影像設(shè)備不是簡單的硬件上的提升， 也是診斷技術(shù)、診斷方式上的革命性的改變。如果依然延續(xù)過去單排CT或普通MR的掃描、 處理、診斷方式，在很大的程度上，沒有發(fā)揮設(shè)備革命性的升級對診斷上的重大的影響，而 是簡單地把先進設(shè)備認為是圖像更好，速度更快的影像設(shè)備，在臨床的作用將受到我們傳 統(tǒng)應(yīng)用觀念和方法上的限制，而沒有得到最大程度上的發(fā)揮。要充分發(fā)揮先進影像設(shè)備臨 床應(yīng)用價值，挖掘海量數(shù)據(jù)的診斷內(nèi)容，就需要從常規(guī)的2D閱片工作站與時俱進到3D專業(yè) 工作站.醫(yī)生可以從大量圖像數(shù)據(jù)中，找到真正有價值的圖像，減少了診斷信息上的疏漏。 除放射科室以外，3D醫(yī)療影像在手術(shù)計劃以及教學演示等，同樣起著相當重要的作用。醫(yī)生 依靠先進的PACS系統(tǒng)和數(shù)字化3D專業(yè)軟件，可以更直觀、精確地、多角度來觀察組織形態(tài) 結(jié)構(gòu)，真正享受由專業(yè)軟件帶來的快速、有效、直觀的工作環(huán)境。3D專業(yè)工作站系統(tǒng)將為臨 床閱片提供新一代的解決方案。在兼容傳統(tǒng)的2D閱片工作站的基礎(chǔ)上，提供更適合醫(yī)生認 識與思維的診斷信息。三維可視化技術(shù)的具體應(yīng)用存在很多環(huán)節(jié)，包含數(shù)據(jù)組織、預處理、可視化過程中 的后端計算和前端展示，是一個系統(tǒng)工程。在這里，我們主要描述三維可視化的前端屏示內(nèi) 容。三維顯示過程度中，需要考慮如何對三維體進行直觀的操作，由于我們所處理后的三維 體是在二維顯示器上進行顯示的，屏幕上的鼠標操作也只能有二維的效果，要在二維屏幕 上表現(xiàn)一個三維內(nèi)容，而且要讓用戶感覺是在操作一個三維體，是一件比較麻煩的事情。傳 統(tǒng)的方法是通過鼠標左右移動和上下移動來實現(xiàn)物體的旋轉(zhuǎn)操作，通過鼠標狀態(tài)切換來達 到與其它操作動作進行切換，如圖1、2所示當鼠標左移的時候三維物體中心位置不變，物體將向左旋轉(zhuǎn)；當鼠標右移的時候 三維物體中心位置不變，物體將向右旋轉(zhuǎn)。當鼠標上移的時候三維物體中心位置不變，物體將向上旋轉(zhuǎn)；當鼠標下移的時候 三維物體中心位置不變，物體將向下旋轉(zhuǎn)。采用這種方法可以通過二維鼠標的移動來實現(xiàn)三維物體的旋轉(zhuǎn)操作，但是在實際 應(yīng)用中使用起來并不方便，首先鼠標的移動的過程并不是規(guī)則的，當用戶向一個方向平移的時候，鼠標移動并不是平直的，例如我們希望鼠標向左平移，但實際情況往往會引起向上或 者向下有所偏差，這樣就很難達到我們預想的旋轉(zhuǎn)方向。另外如果把鼠標的狀態(tài)定義為操作 旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，其它的操作就要靠切換鼠標狀態(tài)來改變，在操作過程中頻繁的切換鼠標狀態(tài)，這 樣就會多出很多不必要的操作動作，使用時間一久就會認用戶感覺很麻煩、不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，采用傳統(tǒng)的方法雖然存在一些問題，但是確 實可以達到預期的目的。如何對它進行改善呢？采用鼠標對三維體進行操作是現(xiàn)采用計算 機顯示三維效果的唯一操作工具，我們不可能去改變它。為了優(yōu)化操作過程，提高物體旋轉(zhuǎn) 的可預知性，避免狀態(tài)的頻繁切換，我們引入了一個操作示意圖。該示意圖將浮動在三維物 體的上方，示意圖上有提供用戶進行旋轉(zhuǎn)操作的焦點，操作焦點可分為單一軸向旋轉(zhuǎn)操作 的控制焦點和任意旋轉(zhuǎn)操作的控制焦點。鼠標移動到非示意圖焦點上可以用來對物體做其 它操作。采用這種方法可以將旋轉(zhuǎn)的方法進行量化分解，同時避免了操作動作的頻繁切換。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，建立統(tǒng)一的坐標系，在三維圖像上建立一個立方體，在 所述立方位的每一條線中心位置和線連接位置都設(shè)置了一個操作點，用來提供給用戶進行 旋轉(zhuǎn)操作的動作焦點；選中所述立方體上與坐標系X軸平行的線條中心位置操作點時，三維圖像隨鼠標 繞X軸旋轉(zhuǎn)，選中所述立方體上與坐標系Y軸平行的線條中心位置操作點時，三維圖像隨鼠標 繞Y軸旋轉(zhuǎn)，選中所述立方體上與坐標系Z軸平行的線條中心位置操作點時，三維圖像隨鼠標 繞Z軸旋轉(zhuǎn)，選中所述立方體上線連接位置操作點時，三維圖像隨鼠標自由方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時，所述立方體上有旋轉(zhuǎn)方向提示標識。所述立方體浮動顯示在三維圖像上方。鼠標移開所述立方體圖像框或者鼠標停止移動的時候，所述立方體自動隱藏，鼠 標移回所述立方體圖像框所述立方體顯示出來。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)鼠標左右移動示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)鼠標上下移動示意圖；圖3為本發(fā)明實施例Y軸方向旋轉(zhuǎn)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例X軸方向旋轉(zhuǎn)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例Z軸方向旋轉(zhuǎn)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例自由方向旋轉(zhuǎn)示意圖。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明
采用傳統(tǒng)的方法雖然存在一些問題，但是確實可以達到預期的目的。如何對它進 行改善呢？采用鼠標對三維體進行操作是現(xiàn)采用計算機顯示三維效果的唯一操作工具，我 們不可能去改變它。為了優(yōu)化操作過程，提高物體旋轉(zhuǎn)的可預知性，避免狀態(tài)的頻繁切換， 我們引入了一個操作示意圖。該示意圖將浮動在三維物體的上方，示意圖上有提供用戶進行旋轉(zhuǎn)操作的焦點， 操作焦點可分為單一軸向旋轉(zhuǎn)操作的控制焦點和任意旋轉(zhuǎn)操作的控制焦點。鼠標移動到 非示意圖焦點上可以用來對物體做其它操作。采用這種方法可以將旋轉(zhuǎn)的方法進行量化分 解，同時避免了操作動作的頻繁切換。在操作過程中示意圖將浮動顯示在物體的上方，實時變化示意圖的立方體旋轉(zhuǎn)方 位，提示用戶當前物體顯示情況。將示意圖重疊在物體上一同顯示可以認用戶的視點不需 要頻繁的移動到其它位置，避免長時間工作眼球不斷移動視點位置引起的視覺疲勞。當用戶移開圖像框或者鼠標停止移動的時候，示意圖將自動隱藏。我們可以認為 當鼠標移開圖像框，用戶就不會對圖像進行操作，可以隱藏示意圖。當鼠標停止移動的時 候，用戶應(yīng)該是在對三維圖像進行分析，為了不擋住圖像內(nèi)容，示意圖應(yīng)該隱藏。當鼠標重 新移回圖像框，或者重新移動鼠標的時候應(yīng)該重新將示意圖顯示出來。三維可視化效果由不同的算法原型計算出來的效果是不同的，具體的診斷意義也 不同，為了讓用戶能減低學習成本，我們將幾種重建模式采用了統(tǒng)一的操作方法，統(tǒng)一使用 相同的示意圖的方法來進行控制。在描述三維空間中最常使用的圖型是立方體，為了讓用戶更習慣，我們使用立方 體作為三維物體的示意圖，立方體為操作示意圖在三維體旋轉(zhuǎn)的時候，示意圖會一同旋轉(zhuǎn)， 提示用戶當前物體具體旋轉(zhuǎn)的位置。在立方位的每一條線中心位置和線連接位置都設(shè)置了 一個黑色的操作點，用來提供給用戶進行旋轉(zhuǎn)操作的動作焦點。當鼠標移動到操作點位置，系統(tǒng)會給出旋轉(zhuǎn)方向的提示信息，具體的操作方法有 兩種，一種為以單軸方向旋轉(zhuǎn)，一種是任意方向旋轉(zhuǎn)。 如圖3所示，當鼠標選中示意圖的小圓圈焦點進行移動的時候，物體將根據(jù)Y軸的 方向進行旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，當鼠標選中示意圖的小圓圈焦點進行移動的時候，物體將根據(jù)X軸方 向進行旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，當鼠標選中示意圖的小圓圈焦點進行移動的時候，物體將根據(jù)Z軸方 向進行旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，當鼠標選中示意圖的小圓圈焦點進行移動的時候，物體將根據(jù)自由 方向進行旋轉(zhuǎn)。采用這種方法，可以將鼠標的動作量化成我們所需要的不同操作類型，避免了用 戶操作需要頻繁切換狀態(tài)的問題。三維空間的變化可以用一個4*4的矩陣來表示，旋轉(zhuǎn)控制中主要涉及的是 旋轉(zhuǎn)變換，所有變換關(guān)系規(guī)定在右手坐標系中，依次繞三個軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)關(guān)系= xcosγ-ysinγ= xsin Y +ycos YtJ =z
權(quán)利要求
1.一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，其特征在于建立統(tǒng)一的坐標系，在三維圖像上建立一 個立方體，在所述立方位的每一條線中心位置和線連接位置都設(shè)置了一個操作點，用來提 供給用戶進行旋轉(zhuǎn)操作的動作焦點；選中所述立方體上與坐標系X軸平行的線條中心位置操作點時，三維圖像隨鼠標繞X 軸旋轉(zhuǎn)，選中所述立方體上與坐標系Y軸平行的線條中心位置操作點時，三維圖像隨鼠標繞Y 軸旋轉(zhuǎn)，選中所述立方體上與坐標系Z軸平行的線條中心位置操作點時，三維圖像隨鼠標繞Z 軸旋轉(zhuǎn)，選中所述立方體上線連接位置操作點時，三維圖像隨鼠標自由方向旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，其特征在于旋轉(zhuǎn)時，所述立方體 上有旋轉(zhuǎn)方向提示標識。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，其特征在于所述立方體浮動顯 示在三維圖像上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，其特征在于鼠標移開所述立方 體圖像框或者鼠標停止移動的時候，所述立方體自動隱藏，鼠標移回所述立方體圖像框所 述立方體顯示出來。
全文摘要
本發(fā)明是一種三維圖像體旋轉(zhuǎn)方法，采用鼠標對三維體進行操作是現(xiàn)采用計算機顯示三維效果的唯一操作工具，本發(fā)明不可能去改變它。為了優(yōu)化操作過程，提高物體旋轉(zhuǎn)的可預知性，避免狀態(tài)的頻繁切換，本發(fā)明引入了一個操作示意圖。該示意圖將浮動在三維物體的上方，示意圖上有提供用戶進行旋轉(zhuǎn)操作的焦點，操作焦點可分為單一軸向旋轉(zhuǎn)操作的控制焦點和任意旋轉(zhuǎn)操作的控制焦點。鼠標移動到非示意圖焦點上可以用來對物體做其它操作。采用這種方法可以將旋轉(zhuǎn)的方法進行量化分解，同時避免了操作動作的頻繁切換。
文檔編號G06F3/048GK102004612SQ20101057235
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者陳閩峰 申請人:深圳市藍韻實業(yè)有限公司