
GPU 上的实时医学可视化
等值面提取和直接体绘制在 CT、MRI 和 PET 扫描等数据集的快速有意义的视觉表示中的应用,可以在手术规划、诊断和治疗的速度上产生重要影响。通过计算机生成的 3D 图像对患者解剖结构进行交互式视觉分析,对于诊断、术前规划和手术培训至关重要。我们使用“可见人计划®”数据集,演示了如何利用 ATI FireGL™ V8600 PCI Express 显卡实时执行这些计算。

高分辨率截图
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视频: EXE (226 MB)*
HD 演示 (HD H.264, 58MB) SD 演示(SD H.264, 28MB)
* AMD 医学可视化演示需要 Windows Vista® 和 ATI FireGL™ 2007 系列 PCI Express 系列产品(V8600 或更高版本),以及 1GB 显存
http://www.youtube.com/watch?v=dzwTW0ytDog
实时等值面提取
通过 DirectX® 10 流水线和 ATI FireGL™ 2007 系列 PCI Express 的计算能力相结合,我们现在能够在 GPU 上直接高效、快速地进行实时等值面提取。这种计算密集型方法利用了 DirectX® 10 引入的灵活而强大的几何着色器,在 FireGL™ 2007 系列的实现中,其性能优势比竞争解决方案高出 50 倍。除了医学可视化,等值面还用于计算流体动力学和渲染、药理学模拟、气象学和特效渲染。
交互式体绘制

利用最新 GPU 的强大功能,通过光线投射进行直接体绘制来可视化感兴趣区域周围的组织,从而在虚拟手术中提供更好的导航上下文。直接体绘制可用于近似许多高级光照模型,特别是对于参与介质(如云或烟雾)。
材质属性编辑器
该演示通过交互式用户界面展示了一种对体积数据进行实时分析的技术。该界面允许用户设计自定义材质属性,然后使用这些属性来显示渲染体积中的器官和其他结构。用户可以交互地修改提取的等值面级别,为所有组织/器官指定颜色和透明度,并通过体积切片来了解内部结构。为每个身体数据集提供了一些预设材质。
有趣的演示统计数据
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该数据集存储在显卡内存的 576 MB 3D 纹理中
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其他离屏缓冲区还需要另外 120 MB 的视频内存。它们用于通过动态提取的等值面加速光线投射操作,混合演示的各个层
以及表面提取的中间计算 -
等值面是在 64 x 64 x 64 的网格上提取的。每个边长为 0.02 毫米的微小体素,这导致渲染出数十万个三角形,形成高度详细的表面。该表面用于
加速光线投射 -
光线投射最多使用 600 步来计算渲染体积中每个像素的最终光照。在每一步中,使用每个体积数据集的梯度场计算完整的照明模型