一種基于視線的纖維繪制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視線的纖維繪制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全腦纖維的實時顯示和交互操作對研究腦解剖與診斷白質(zhì)病變具有重要的意義。用于可視化的全腦纖維，一般由三維空間內(nèi)數(shù)百萬個點和數(shù)萬條線所組成，直接對這樣的大規(guī)模數(shù)據(jù)進行顯示，難以獲得實時的顯示幀率。
[0003]目前，商用的后處理工作站還沒有全腦纖維顯示功能。為了加速纖維束顯示算法，現(xiàn)有的研究主要從以下兩方面進行改進:將三維幾何體(如圓柱體)簡化成與視線方向垂直的簡單多邊形，以減少繪制的復雜度。如文獻1:C.Stoll, S.Gumhold, and H.Seidel.Visualizat1n with stylized line primitives.1n VIS’05:Proc.1EEE Visualizat1nConf.，695-702.1EEE computer Society, 2005 和文獻 2:D.Methof, M.Sonntag, F.Enders,etal.Hybrid visual izat1n for white matter tracts using triangle stripsand point sprites.1EEE Trans.Visualizat1n and computer Graphics,15(5):1181-1188.2006。
[0004]文獻3:Vid Petrovic, James Fallon, Falko Kuester.Visualizat1nwhole-Brain DTI Tractography wi th GPU-based Tuboids and LoD management.提供另一種方法，包括對神經(jīng)纖維進行預處理，生成不同分辨率的細節(jié)級別(LoD)。繪制時根據(jù)纖維距離相機的遠近，實時計算合適的LoD級別進行繪制。較近的纖維取較高的分辨率，較遠的纖維取較低的分辨率，從而通過減少對當前視角繪制結(jié)果沒有貢獻的圖元繪制進行加速。
[0005]上述兩種改進方法可結(jié)合使用，以提高繪制速度。但是，文獻[3]采用的LoD方法，需要一定的預處理時間，并且預處理得到的各LoD級別的纖維，占用了額外的內(nèi)存與顯存；此外，算法采用上一幀的LoD結(jié)果作為當前幀的輸入，對前后兩幀之前的細微差別進行計算更新。當進行旋轉(zhuǎn)平移縮放等連續(xù)操作時，由于前后兩幀差別很小，所需的更新計算量小，因此能大大提高繪制速度；而當前后兩幀發(fā)生突變時，例如從橫斷位切換至矢狀位，則無法利用前幀信息，需要使用最高分辨率重新繪制，無法達到實時的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種基于視線的纖維繪制方法，用以解決全腦纖維顯示前后幀突變無法實時顯示的問題。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于視線的纖維繪制方法，包括:輸入纖維數(shù)據(jù)，對所述纖維數(shù)據(jù)進行間隔采集獲取部分纖維數(shù)據(jù)，并通過所述部分纖維數(shù)據(jù)繪制形成初始纖維；利用所述初始纖維進行基于視線的纖維繪制。
[0008]可選的，還包括:提供基于視線的顯示屏幕，并基于遮擋查詢獲取所述初始纖維投影到屏幕的投影點對應(yīng)像素個數(shù)，以并利用所述初始纖維進行基于視線的纖維繪制。
[0009]可選的，還包括:獲取所述纖維的纖維頂點數(shù)組，將纖維頂點數(shù)組和所述投影到屏幕的像素點個數(shù)作為輸入，進入幾何著色器，動態(tài)決定纖維繪制的纖維顯示級別生成不同精度的圖元，以進行纖維的顯示。
[0010]可選的，所述投影點像素數(shù)與所述細節(jié)級別成反比關(guān)系，所述投影點像素數(shù)越大，所述細節(jié)級別越低。
[0011]可選的，對所述纖維進行間隔采集前，還包括對所述纖維劃分形成若干組及將所述纖維的節(jié)點載入頂點數(shù)組，并根據(jù)所述分組形成對應(yīng)的索引數(shù)組。
[0012]可選的，所述劃分形成若干組為等距離劃分形成若干組。
[0013]可選的，所述繪制通道包括第一繪制通道和第二繪制通道，其中第一繪制通道以分組纖維的纖維頂點作為輸入，根據(jù)當前視線方向，以最低分辨率繪制一條直線，并獲得所述分組纖維投影到屏幕的點像素個數(shù)。
[0014]可選的，還包括第二個繪制通道，將所述分組的纖維頂點數(shù)組和投影到屏幕像素點個數(shù)作為輸入，進入幾何著色器，動態(tài)決定纖維繪制的纖維顯示級別生成不同精度的圖元，以進行纖維的顯示。
[0015]可選的，提供顯示分辨率，根據(jù)所述顯示分辨率將所述纖維進行級別劃分，并設(shè)定分辨率閾值，低于所述分辨率閾值的纖維，通過間隔采樣獲得其對應(yīng)的顯示。
[0016]可選的，還包括:所述分辨率與所述觀察者視線的觀察距離負相關(guān)，所述觀察距離越近，對應(yīng)的纖維的分辨率越高。
[0017]本發(fā)明提出一種基于視線的動態(tài)纖維顯示方法，通過剔除當前視線外或被遮擋的纖維，對視線距離較遠的纖維降低分辨率顯示，以提高顯示效率。此方法適用于任意形狀的纖維顯示，如線型、管狀或橢球狀；本發(fā)明提出的基于視線的動態(tài)細節(jié)級別方法，不依賴于上一巾貞結(jié)果，具有相對固定的巾貞率。
【附圖說明】
[0018]圖1至圖3所示為本發(fā)明一個實施例的纖維細節(jié)級別的效果顯示圖；
[0019]圖4所示為本發(fā)明一個實施例的基于視線的纖維繪制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0021]其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。
[0022]本發(fā)明提供了一種基于視線的纖維繪制方法，包括:輸入纖維數(shù)據(jù)，對所述纖維數(shù)據(jù)進行間隔采集獲取部分纖維數(shù)據(jù)，并通過所述部分纖維數(shù)據(jù)繪制形成初始纖維；利用所述初始纖維進行基于視線的纖維繪制。
[0023]可選的，還包括:提供基于視線的顯示屏幕，并基于遮擋查詢獲取所述初始纖維投影到屏幕的投影點對應(yīng)像素個數(shù)，以并利用所述初始纖維進行基于視線的纖維繪制。
[0024]可選的，還包括:獲取所述纖維的纖維頂點數(shù)組，將纖維頂點數(shù)組和所述投影到屏幕的像素點個數(shù)作為輸入，進入幾何著色器，動態(tài)決定纖維繪制的纖維顯示級別生成不同精度的圖元，以進行纖維的顯示。
[0025]可選的，所述投影點像素數(shù)與所述細節(jié)級別成反比關(guān)系，所述投影點像素數(shù)越大，所述細節(jié)級別越低。
[0026]可選的，對所述纖維進行間隔采集前，還包括對所述纖維劃分形成若干組及將所述纖維的節(jié)點載入頂點數(shù)組，并根據(jù)所述分組形成對應(yīng)的索引數(shù)組。
[0027]可選的，所述劃分形成若干組為等距離劃分形成若干組。
[0028]可選的，所述繪制通道包括第一繪制通道和第二繪制通道，其中第一繪制通道以分組纖維的纖維頂點作為輸入