关于光线投射算法的OpenGL高效实现

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：

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.360docs.net/doc/6c16579747.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

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

计算机图形学画圆实验报告

洛阳理工学院实验报告用纸

（2）画理想圆流程图如图-1：图-1：画理想圆流程图（3）中点画圆法图-2 中点画圆法当前象素与下一象素的候选者

数，将乘法运算改成加法运算，即仅用整数实现中点画圆法。（4）Bresenham画圆法 Bresenham画线法与中点画线法相似，，它通过每列象素中确定与理想直线最近的象素来进行直线的扫描的转换的。通过各行，各列的象素中心构造一组虚拟网格线的交点，然后确定该列象素中与此交点最近的的象素。该算法的巧妙之处在于可以采用增量计算，使得对于每一列，只要检查一个误差项的符号，就可以确定该列的所求对象。假设x列的象素已确定，其行下标为y。那么下一个象素的列坐标必为x+1。而行坐标要么不变，要么递增1。是否递增1取决于如图所示的误差项d的值。因为直线的起始点在象素中心，所以误差项d的初始值为0。X下标每增加1，d的值相应递增直线的斜率值，即d=d+k（k=y/x为直线斜率）。一旦d>=1时，就把它减去，这样保证d始终在0、1之间。当d>0.5时，直线与x+1垂直网络线交点最接近于当前象素（x,y）的右上方象素(x+1,y+1)；而当d<0.5时，更接近于象素（x+1，y），当d=0。5时，与上述二象素一样接近，约定取（x+1，y+1）。令e=d-0。5。则当e>=0时，下一象素的y下标增加1，而当e〈0时，下一象素的y下标不增。E的初始值为-0.5. （二）实验设计画填充点流程图，如图-3：图-3：圆的像素填充过程NS图画理想圆，记录圆心坐标，计算半径大小，并记录是否开始填充否是初始化计数器、标志变量，设置最大计数值调用Bresenha m画圆算法否是填充标记是否为真（While）计数变量小于最大计数值循环变量temp + 1 填充计算出来的temp个坐标点计算需要填充坐标数组的前temp个坐标

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。

Bresenham的直线生成算法和整圆生成算法完整代码

以下是Bresenham的直线生成算法和整圆生成算法，已调试过，没有任何问题。Bresenham直线生成算法 #include "stdio.h" #include "graphics.h" Bresenham_line(x0,y0,x1,y1,color) int x0,y0,x1,y1,color; { int x,y,dx,dy, i; float k,e; dx=x1-x0;dy=y1-y0; k=(dy*1.0)/dx; e=-0.5; x=x0; y=y0; for (x=x0; x<=x1; x++) { putpixel(x,y,color); e=e+k; if(e>=0) { y++;e=e-1;} } } int main() { int x0,y0,x1,y1,c; int driver=DETECT,mode=0; initgraph(&driver,&mode,"c:\\tc"); setbkcolor(BLUE); setcolor(YELLOW); printf("input x0,y0,x1,y1,c"); scanf("%d%d%d%d%d",&x0,&y0,&x1,&y1,&c); Bresenham_line(x0,y0,x1,y1,c); getch(); closegraph(); } 当取e=2*dy-dx时，可以消除浮点和除法运算 #include "stdio.h" #include "graphics.h" Bresenham_line(x0,y0,x1,y1,color)

int x0,y0,x1,y1,color; { int x,y,dx,dy, i,e; float k; dx=x1-x0;dy=y1-y0; k=(dy*1.0)/dx; e=2*dy-dx; x=x0; y=y0; for (x=x0; x<=x1; x++) { putpixel(x,y,color); e=e+2*dy; if(e>=0) { y++;e=e-2*dx;} } } int main() { int x0,y0,x1,y1,c; int driver=DETECT,mode=0; initgraph(&driver,&mode,"c:\\tc"); setbkcolor(BLUE); setcolor(YELLOW); printf("input x0,y0,x1,y1,c"); scanf("%d%d%d%d%d",&x0,&y0,&x1,&y1,&c); Bresenham_line(x0,y0,x1,y1,c); getch(); closegraph(); }

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

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。

摄影用光的光位通常有哪五种

摄影用光的光位通常有哪五种 1、顺光，亦称“正面光”，光线投射方向跟摄影机拍摄方向一直的照明。顺光时，被摄体受到均匀的照明，景物的阴影被自身遮挡，影调比较柔和，能隐没被摄体表面凹凸及褶皱，但处理不当会会比较平淡。顺光照明不利于在画面中表现大气透视效果，表现空间立体效果也较差。在色调对比和反差上也不如侧光侧逆光丰富。顺光的优势不但影调柔和，同时还能很好的体现景物固有的色彩效果，在进行光线处理时候，往往把较暗的顺光用作副光或者造型光。 2、侧顺光（斜侧光）：光线投射水平方向与摄影机镜头成45度角左右时的摄影照明。在摄影艺术创作中，常用作主要的塑形光。这种光线照明能使被摄体产生明暗变化。很好的表现出被摄体的产生的立体感。表面质感和轮廓，并能丰富画面的阴暗层次，起到很好的造型塑型作用。 3、侧光：光线投射方向与拍摄方向成90度左右照明，受侧光照明的物体，有明显的阴暗面和投影，对景物的立体形状和质感有较强的表现力。缺点是，往往形成一半明一半暗的过于折中的影调和层次，在大场面的景色中往往形成不均衡。这就要求在构图上考虑受光面景物和阴影在构图上的比例关系。 4、侧逆光：亦称反侧光、后侧光。光线投射方向与摄影机拍摄方向大约称水平135度时的照明。侧逆光照明的景物，大部分处在阴影之中，景物被照明的一侧往往有一条亮轮廓，能较好的表现景物的轮廓形式和立体感。在外景摄影中这种照明能较好的表现大气透视效果。利用侧逆光进行人物近景和特写时，一般要对人物做辅助照明，以免脸部太暗，但对辅助照明光线的亮度要加以控制，使之不影响侧逆光自然照明效果。 5、逆光：

亦称“背面光”。来自被摄体后面的光线照明，由于从背面照明，只能照亮被摄体的轮廓，所以又称作轮廓光。逆光有正逆光、侧逆光、顶逆光三种形式。在逆光照明条件下，景物大部分处在阴影之中，只有被照明的景物轮廓，使这一景物区别于另一种景物，因此层次分明，能很好的表现大气透视效果，在拍摄全景和远景中，往往采用这种光线，使画面获得丰富的层次。

计算机图形学画圆算法源程序

#include void CirclePoint(int x, int y, int color, int m ) { putpixel(x+m, y+m, color); putpixel(y+m, x+m, color); putpixel(-y+m, x+m, color); putpixel(-x+m, y+m, color); putpixel(-x+m, -y+m, color); putpixel(-y+m, -x+m, color); putpixel(y+m, -x+m, color); putpixel(x+m, -y+m, color); } void MidBresenhamCircle(int r,int color, int m) { int x, y, d; x=0; y=r; d=1-r; while(x<=y) { CirclePoint(x, y, color, m); if(d<0) d+=2*x+3; else { d+=2*(x-y)+5; y--; } x++; } } void main() { int gdriver,gmode,a,b,c; gdriver=DETECT; initgraph(&gdriver,&gmode,"C:\\TC20\\BGI"); printf("qing shu ru\n"); scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c) setbkcolor(0); MidBresenhamCircle(a, b, c); getch(); closegraph(); }

光线追踪原理

什么是光线追踪及其优缺点光线追踪是一种真实地显示物体的方法，该方法由Appel在1968年提出。光线追踪方法沿着到达视点的光线的反方向跟踪，经过屏幕上每一个象素，找出与视线相交的物体表面点P0，并继续跟踪，找出影响P0点光强的所有光源，从而算出P0点上精确的光线强度，在材质编辑中经常用来表现镜面效果。光线追踪或称光迹追踪是计算机图形学的核心算法之一。在算法中，光线从光源被抛射出来，当他们经过物体表面的时候，对他们应用种种符合物理光学定律的变换。最终，光线进入虚拟的摄像机底片中，图片被生成出来。由于该算法是成像系统的完全模拟，所以可以模拟生成十分复杂的图片。几大图形巨头很早就提出了光线追踪的具体执行方案，但是一直由于硬件资源的不成熟，导致很多功能还无法实现，最大的一点就是不能支持实时渲染。但Larrabee可能会是第一款支持实时光线追踪的GPU产品，光线追踪也一定是NVIDIA和Intel等在最新一代3D显示技术中的必争之地。【光线追踪的优点】光线追踪的流行来源于它比其它渲染方法如扫描线渲染或者光线投射更加能够现实地模拟光线，象反射和阴影这样一些对于其它的算法来说都很难实现的效果，却是光线追踪算法的一种自然结果。光线追踪易于实现并且视觉效果很好，所以它通常是图形编程中首次尝试的领域。

【光线追踪的缺点】光线追踪的一个最大的缺点就是性能，扫描线算法以及其它算法利用了数据的一致性从而在像素之间共享计算，但是光线追踪通常是将每条光线当作独立的光线，每次都要重新计算。但是，这种独立的做法也有一些其它的优点，例如可以使用更多的光线以抗混叠现象，并且在需要的时候可以提高图像质量。尽管它正确地处理了相互反射的现象以及折射等光学效果，但是传统的光线追踪并不一定是真实效果图像，只有在非常紧似或者完全实现渲染方程的时候才能实现真正的真实效果图像。由于渲染方程描述了每个光束的物理效果，所以实现渲染方程可以得到真正的真实效果，但是，考虑到所需要的计算资源，这通常是无法实现的。于是，所有可以实现的渲染模型都必须是渲染方程的近似，而光线追踪就不一定是最为可行的方法。包括光子映射在内的一些方法，都是依据光线追踪实现一部分算法，但是可以得到更好的效果。

Bresenham直线算法与画圆算法

Bresenham直线算法与画圆算法文章分类:Java编程计算机是如何画直线的？简单来说，如下图所示，真实的直线是连续的，但我们的计算机显示的精度有限，不可能真正显示连续的直线，于是我们用一系列离散化后的点（像素）来近似表现这条直线。（上图来自于互联网络，《计算机图形学的概念与方法》柳朝阳，郑州大学数学系）接下来的问题就是如何尽可能高效地找到这些离散的点，Bresenham直线算法就是一个非常不错的算法。 Bresenham直线算法是用来描绘由两点所决定的直线的算法，它会算出一条线段在 n 维光栅上最接近的点。这个算法只会用到较为快速的整数加法、减法和位元移位，常用于绘制电脑画面中的直线。是计算机图形学中最先发展出来的算法。 (引自wiki百科布雷森漢姆直線演算法) 这个算法的流程图如下：

可以看到，算法其实只考虑了斜率在 0 ~ 1 之间的直线，也就是与 x 轴夹角在 0 度到 45 度的直线。只要解决了这类直线的画法，其它角度的直线的绘制全部可以通过简单的坐标变换来实现。下面是一个C语言实现版本。 Java代码 1.view sourceprint? 2. // 交换整数 a 、b 的值 3. 4.inline void swap_int(int *a, int *b) 5.{ 6. *a ^= *b; 7. *b ^= *a; 8. *a ^= *b;

9.} 10. 11.// Bresenham's line algorithm 12. 13.void draw_line(IMAGE *img, int x1, int y1, int x2, int y2, unsi gned long c) 14.{ 15. // 参数 c 为颜色值 16. int dx = abs(x2 - x1), 17. dy = abs(y2 - y1), 18. yy = 0; 19. 20. if(dx < dy) 21. { 22. yy = 1; 23. swap_int(&x1, &y1); 24. swap_int(&x2, &y2); 25. swap_int(&dx, &dy); 26. } 27. 28. int ix = (x2 - x1) > 0 ? 1 : -1, 29. iy = (y2 - y1) > 0 ? 1 : -1, 30. cx = x1, 31. cy = y1, 32. n2dy = dy * 2, 33. n2dydx = (dy - dx) * 2, 34. d = dy * 2 - dx; 35. 36.// 如果直线与 x 轴的夹角大于45度 37. if(yy) 38. { 39. while(cx != x2) 40. { 41. if(d < 0) 42. { 43. d += n2dy; 44. } 45. else 46. { 47. cy += iy; 48. d += n2dydx; 49. } 50. 51. putpixel(img, cy, cx, c);