三维体数据的终端可视化方法、装置、设备和介质与流程

本申请属于数据处理领域，具体涉及一种三维体数据的终端可视化方法、一种三维体数据的终端可视化装置、一种电子设备和一种可读存储介质。

背景技术：

1、光子计数ct（photon-counting ct，pcct）作为医学影像领域的革新性设备，其底层探测原理实现了从x射线到电信号的直接转换，在消除电子噪声、保留完整能量信息的同时，也带来了极其庞大的数据量。在实际应用中，光子计数ct的单次扫描影像数据在计算机存储中常常超过2gb，精细图像甚至可达10gb以上，体素数量远超传统多层螺旋ct。

2、目前，现代浏览器终端在医学影像可视化领域得到了广泛的应用。然而，浏览器在设计上对单块内存分配有严格的硬性限制（通常为2gb），这导致光子计数ct海量的体素数据难以被完整地加载至浏览器内存中。与此同时，终端设备的webgl渲染引擎对于单一3d纹理的尺寸同样存在上限约束。在常规ct影像的可视化过程中，因数据量相对适中，往往可以通过将完整的三维体数据映射为单块3d纹理，并在纹理内部进行多平面重建（mpr）切片，以实现流畅的显示与交互。

3、然而，面对光子计数ct产生的超大体数据，直接将其映射为单块3d纹理的渲染方式，极易突破浏览器的webgl单纹理尺寸上限，导致渲染失败或图像缺失。为应对这一限制，一种常规的思路是将超大体数据进行物理切分，生成多个单独的纹理块进行独立加载与渲染。但是，这种离散化的分块渲染方式在应用于mpr等需要空间连续性的场景时，会引发新的技术难题。由于各纹理块在物理显存中独立存放，系统在进行跨纹理块的切片重建时，难以有效维持整块体数据在三维空间中的连续性，从而导致渲染出的不同视角切面出现空间错位、纹理块边界断裂或像素对应错误等问题，严重影响了影像诊断的准确性。

4、因此，如何在浏览器终端受内存及单纹理尺寸限制的苛刻环境下，确保海量三维体数据能够被正确加载，并保证其在渲染阶段的空间连续性，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种三维体数据的终端可视化方法、一种三维体数据的终端可视化装置、一种电子设备和一种可读存储介质，能够解决超大体量三维体数据在浏览器终端受内存容量与单纹理尺寸双重限制无法正常加载渲染，以及采用离散分块方式渲染时体数据空间连续性受损、切面影像易出现错位断裂而影响成像准确性的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种三维体数据的终端可视化方法，所述方法包括：

4、根据终端的图形渲染约束状态，对待渲染的初始三维体数据进行分块处理，生成多个三维纹理块；

5、将所述多个三维纹理块封装为统一逻辑纹理实体，并建立所述统一逻辑纹理实体的全局逻辑坐标与各三维纹理块在所述初始三维体数据中的原始空间坐标之间的坐标转换关系，使全部所述三维纹理块在逻辑层面形成连续的三维寻址空间；

6、在渲染视窗进行渲染时，根据所述渲染视窗的视图参数，基于所述统一逻辑纹理实体与所述坐标转换关系，在所述连续的三维寻址空间内采样对应位置的数据，输出对应切面的可视化影像。

7、第二方面，本申请实施例提供了一种三维体数据的终端可视化装置，所述装置包括：

8、分块处理模块，用于根据终端的图形渲染约束状态，对待渲染的初始三维体数据进行分块处理，生成多个三维纹理块；

9、实体封装模块，用于将所述多个三维纹理块封装为统一逻辑纹理实体，并建立所述统一逻辑纹理实体的全局逻辑坐标与各三维纹理块在所述初始三维体数据中的原始空间坐标之间的坐标转换关系，使全部所述三维纹理块在逻辑层面形成连续的三维寻址空间；

10、影像输出模块，用于在渲染视窗进行渲染时，根据所述渲染视窗的视图参数，基于所述统一逻辑纹理实体与所述坐标转换关系，在所述连续的三维寻址空间内采样对应位置的数据，输出对应切面的可视化影像。

11、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

12、第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

13、依据本申请实施例，通过根据终端的图形渲染约束状态，对待渲染的初始三维体数据进行分块处理，生成多个三维纹理块；将所述多个三维纹理块封装为统一逻辑纹理实体，并建立所述统一逻辑纹理实体的全局逻辑坐标与各三维纹理块在所述初始三维体数据中的原始空间坐标之间的坐标转换关系，使全部所述三维纹理块在逻辑层面形成连续的三维寻址空间；在渲染视窗进行渲染时，根据所述渲染视窗的视图参数，基于所述统一逻辑纹理实体与所述坐标转换关系，在所述连续的三维寻址空间内采样对应位置的数据，输出对应切面的可视化影像。本方案中超大体量的三维体数据能够突破终端单纹理尺寸的硬件限制，顺利完成终端渲染加载，同时保证了体数据在渲染过程中的空间连续性，避免了离散分块带来的切面错位、边界断裂等问题，提升了大体量三维体数据终端可视化的可行性与成像准确性。

1.一种三维体数据的终端可视化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形渲染约束状态包括所述终端的运行特征以及所述初始三维体数据的属性特征，所述根据终端的图形渲染约束状态，对待渲染的初始三维体数据进行分块处理，生成多个三维纹理块，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行特征和所述属性特征，生成适配当前环境的分块尺寸组合，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求2-4中任一所述的方法，其特征在于，所述运行特征包括：单块纹理上限值、空闲显存容量，所述属性特征包括图像纹理数据类型以及影像序列尺寸参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述多个三维纹理块封装为统一逻辑纹理实体，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述统一逻辑纹理实体的全局逻辑坐标与各三维纹理块在所述初始三维体数据中的原始空间坐标之间的坐标转换关系，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连续的三维寻址空间是基于所述终端的图形渲染约束状态中单纹理尺寸限制及图形显存限制所构建的虚拟连续坐标索引空间。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在渲染视窗进行渲染时，包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述坐标转换关系时，还包括：

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述生成多个三维纹理块之后，在所述将所述多个三维纹理块封装为统一逻辑纹理实体之前，所述方法还包括：

12.一种三维体数据的终端可视化装置，其特征在于，所述装置包括：

13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-11中任一所述的三维体数据的终端可视化方法。

14.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一所述的三维体数据的终端可视化方法。