NPR技术在体绘制中的应用研究.pdfVIP

中文摘要 在传统体数据可视化领域中，实现真实感效果的方法占据了主导地位，但是， 大多数绘制方法面临一个难题，即如何调整绘制参数，使得结果能恰好显示出感 兴趣的信息。与之对应地，近几年来，研究者们开始将非照片真实感绘制技术， 即NPR技术，应用到体数据可视化方法当中，以扩展其信息显示功能。这里不 需考虑任何基于物理的绘制模型，不再受追求真实感目的的限制，为了观察和分 析的需要，利用NPR思想，灵活地控制绘制结果的外观，使其显示出感兴趣的部 分。 体绘制是体数据可视化领域里的一种重要方法。本文将体绘制中应用NPR技 术的情况分为两类：一类是利用NPR原理对体数据中的某些体现结构信息的特 征区域进行增强，从而改进绘制效果。另外一类是为了满足某些特殊的观察需要， 在体绘制中实现一些NPR效果。 在增强技术中，本文为了使绘制结果同时含有深度信息，在原始边界增强公 式中增加了距离因子；为了使轮廓增强效果更具合理性，在原始公式中添加了体 度量因子。这两种改进方法的另一个优点是增加了在绘制多套数据时的灵活性， 关于这种灵活性，本文进行了详细分析，并通过实验加以验证。另外，本文根据 样本距统计量能够反映样本数据值分布的特点，提出基于方差统计的增强算法， 绘制结果能够突出显示局部方差统计值较大，即结构分布较复杂的区域。 在实现NPR效果方面，本文通过在外形检测过程中结合距离颜色渐变的方 法，解决了现有外形检测技术中缺乏深度信息的问题；另外，为了丰富检测到的 结构信息，完成了积分融合方式的外形检测方法。在分析tone shading类的艺术 性绘制技术基础上，本文提出了一种扩展算法，根据物体表面法向量和观察方向 的夹角，物体颜色在冷暖色调之间插值，该方法能够突出物体的轮廓区域。 关键词：，NPR技术体绘制边界增强轮廓增强外形检测tone shading ABSTRACT mthetraditionalvolumedata ofthe areusedto visualization,most techniques obtain effect ofmost photo-realisticHowever,onespecialchallenge rendering infact isthe suchthatthe ale approachesspecificationofparametersresultingimages useful intothe ofinterest．Inrecent have providinginsights objects years，researchers to NPR intovolumevisualizationinorderto begunincorporate process techniques extentitsinformationfunctions．Inthis isno display way,therephysi∞based Wealenotconfinedthedestination result． model。and rendering