中文摘要：

传输函数是体数据可视化的关键技术之一。在进行科学发现、数据分析、医疗诊断等未知数据领域内进行数据探索和挖掘时，传输函数显得尤为重要。本项目旨在研究从复杂体数据中高效地提取和绘制目标特征的传输函数构造方法，揭示传输函数将三维空间采样点（体素）映射到图像空间（像素）的转换机制，为体数据可视化应用提供传输函数表达和快速构造的理论基础。将在基于体数据局部统计特征和几何特征的传输函数构造、基于图像的传输函数快速计算、采用传输函数的体数据频域绘制等方面进行研究，提出传输函数构造的流水线框架和用户交互模式,设计并实现一个构造多维传输函数的原型系统。

结论摘要：

体绘制技术是科学计算可视化的一种重要方法，广泛应用于医学、气象学和地质勘探等领域。传输函数是体绘制算法中的关键步骤，通过设计传输函数，可以将原始数据集中的不同物质、不同结构区分开，在显示人们感兴趣的重要结构的时候，隐藏不重要的信息。本项目旨在研究从复杂体数据中高效地提取和绘制目标特征的传输函数构造方法，揭示传输函数将三维空间采样点（体素）映射到图像空间（像素）的转换机制，为体数据可视化应用提供传输函数表达和快速构造的理论基础。项目研究了基于空间生长的多维传输函数生成方法；研究了一种结合空间信息的多维传输函数自动生成方法；采用Runge-Kutta公式的方法来识别形成边界的两种物质。这两种物质用在一个称为低-高(LH)直方图域中来进行交互的、半自动的传输函数设计。在上述算法的研究基础上设计实现了一个通用的、易于扩展的体绘制原型系统平台，实现了多种传输函数设计算法和基于多分辨率层次结构的大规模数据体绘制算法，应用GPU集群的并行体绘制方法对包括美国虚拟人体（VHD）在内的多个体数据进行了测试，平台的绘制速度和图像质量均取得了很好的结果。