一種三維可視化切片顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維可視化切片顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在船舶、航天、兵器、化工、煤炭、鐵道等行業(yè)先后開展了無 損檢測技術(shù)，應(yīng)用此技術(shù)，可以在大型、精良的工業(yè)器件不被拆解的情況下，觀察器件的內(nèi) 部信息，查看內(nèi)部缺陷，提高器件的檢測質(zhì)量，更大程度地減少次品流入市場。隨著無損檢 測技術(shù)的不斷深入，大型重要器件的質(zhì)量也得到了不斷提高，提高我國工業(yè)技術(shù)的同時(shí)也 加強(qiáng)了我國的國防實(shí)力。
[0003] 工業(yè)CT是無損檢測技術(shù)的一種，它是在對檢測物體無損傷的條件下，以二維斷層 圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被測物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺 損情況。在三維可視化中，切片顯示是一個(gè)非常重要的缺陷顯示功能，操作人員可以根據(jù)切 片顯示，找出缺陷，同時(shí)根據(jù)三維立體圖像上的切片位置信息，進(jìn)一步確定缺陷方位，從而 達(dá)到更為精確地缺陷識別。
[0004] 從最新GLSL(0penGL渲染語言)實(shí)現(xiàn)上看，三維圖像數(shù)據(jù)可以通過射線追蹤算法實(shí) 現(xiàn)立體顯示，二維圖形顯示技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的管道渲染升級為可編程管道渲染，在提高渲 染效率的同時(shí)，也提高了圖像顯示質(zhì)量。
[0005] 傳統(tǒng)切片顯示技術(shù)依賴于數(shù)據(jù)圖像顯示，會出現(xiàn)閃屏現(xiàn)象;在對數(shù)據(jù)進(jìn)行切割后， 切片顯示區(qū)域會隨著變化，無法有效的顯示切片位置信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種三維可視化切片顯示 方法，用于解決傳統(tǒng)切片顯示技術(shù)會出現(xiàn)閃屏現(xiàn)象，無法有效顯示切片位置的問題。
[0007] 本發(fā)明提供一種三維可視化切片顯示方法，包括以下步驟：
[0008] (1)加載三維圖像數(shù)據(jù)，獲得該數(shù)據(jù)整塊區(qū)域的坐標(biāo)信息，在三維圖像數(shù)據(jù)顯示的 x、y、z方向上，獲得每個(gè)方向上的最大最小值，根據(jù)最大最小值建立三維圖像數(shù)據(jù)的外接立 方體，三維圖像數(shù)據(jù)顯示在三維數(shù)據(jù)顯示框內(nèi)；
[0009] (2)獲取各坐標(biāo)軸方向的切片方位信息，初始狀態(tài)下，切片方位為其所在坐標(biāo)軸方 向的中心位置，移動鼠標(biāo)時(shí)，實(shí)時(shí)獲取切片方位信息，并將其值傳遞到下一步驟；
[0010] (3)在切片位置所在面的兩側(cè)繪制矩形區(qū)域，矩形區(qū)域位于外接立方體與三維數(shù) 據(jù)顯示框之間，同時(shí)將矩形區(qū)域渲染到幀緩存對象中；
[0011] (4)對三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行切割，進(jìn)行切片顯示。
[0012] 所述步驟(1)中，最大最小值的獲取遵循各個(gè)方向的等比例縮放原則，首先在獲取 圖片數(shù)據(jù)時(shí)得到圖片的長寬像素信息（length，width)，其次將加載圖片的數(shù)量設(shè)為高度信 息，即Z方向信息(height )，最后將length與width等比例縮小到-1到1的區(qū)間上，height值 按上述比例值進(jìn)行縮放，從而得到Z方向的最大最小值。
[0013] 旋轉(zhuǎn)三維圖像數(shù)據(jù)時(shí)，外接立方體會隨著旋轉(zhuǎn)，步驟(3)繪制的部分矩形區(qū)域會被 遮擋，因此需要判斷是否采用遮擋繪制，判斷過程如下：
[0014] 當(dāng)三維數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)到視點(diǎn)剛好可以看到外接立方體的另一個(gè)面時(shí)，是進(jìn)行遮擋繪制 的臨界點(diǎn)，計(jì)算臨界點(diǎn)夾角α，計(jì)算公式為a = arcco sLi/Lo，其中，Lo為視點(diǎn)到物體中心的距 離，Li為物體中心到該面的最小值；
[0015] 根據(jù)視點(diǎn)到物體中心的單位向量以及物體中心到對應(yīng)面的單位向量來計(jì)算外接 立方體各個(gè)面與視點(diǎn)之間的夾角β，其中，視點(diǎn)到物體中心的單位向量為z軸正方向，即（0， 〇，1)，物體中心到對應(yīng)面的單位向量根據(jù)GLSL著色語言提供的旋轉(zhuǎn)矩陣獲得，具體計(jì)算過 程如下:根據(jù)向量乘積定義 s 5 = Ηx Is卜。。s#，其中，W為3:的長度，為向量_s的長度，由上述公 式可知，夾角可以根據(jù)向量乘積公式〃獲得，當(dāng)向量的長度為單位向量時(shí)，視點(diǎn) 與對應(yīng)面的夾角為〃 =·s);
[0016] 當(dāng)(β-α) 2 0時(shí)，進(jìn)行遮擋繪制，（β-α)<〇時(shí)，進(jìn)行非遮擋繪制。
[0017]如上所述，本發(fā)明根據(jù)切片方位信息，在三維圖像數(shù)據(jù)的切片位置所在面兩側(cè)繪 制矩形區(qū)域，根據(jù)繪制的矩形區(qū)域，可以取得以下有益效果：
[0018] 1、通過操作查看切片時(shí)，可以通過矩形區(qū)域在三維圖像數(shù)據(jù)上的位置更立體形象 的發(fā)現(xiàn)切片所在面。
[0019] 2、在切片上發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，可根據(jù)三維顯示數(shù)據(jù)上的切片位置，通過切割三維數(shù)據(jù)， 在三維數(shù)據(jù)上進(jìn)一步查看、分析缺陷信息。
[0020] 3、三維數(shù)據(jù)切割后，仍然可以獲得全面的切片方位信息，使得切片操作簡便、清 晰。
【附圖說明】
[0021] 圖1顯示為正面顯示圖形與圖像數(shù)據(jù)示意圖。
[0022]圖2顯示為旋轉(zhuǎn)之后顯示圖形與圖像數(shù)據(jù)示意圖。
[0023]圖3為旋轉(zhuǎn)至臨界點(diǎn)的場景俯瞰示意圖。
[0024]圖4為臨界點(diǎn)不意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0027]如圖1-5所示，本發(fā)明提供一種三維可視化切片顯示方法，包括以下步驟：
[0028] (1)加載三維圖像數(shù)據(jù)2,獲得該數(shù)據(jù)整塊區(qū)域的坐標(biāo)信息，而后在三維圖像數(shù)據(jù)2 顯示的X、y、ζ方向上，獲得每個(gè)方向上的最大最小值，根據(jù)最大最小值建立三維圖像數(shù)據(jù)2 的外接立方體4,三維圖像數(shù)據(jù)2顯示在三維數(shù)據(jù)顯示框1內(nèi)。所述步驟（1)中，最大最小值的 獲取遵循各個(gè)方向的等比例縮放原則，首先在獲取圖片數(shù)據(jù)時(shí)得到圖片的長寬像素信息 (length，width)，其次將加載圖片的數(shù)量設(shè)為高度信息，即Z方向信息（height)，最后將 length與width等比例縮小到-1到1的區(qū)