VTK三维重建面绘制算法之MC表面重建

面绘制

面绘制算法是基于表面实现的一种三维重建算法。该类算法实现的响应速度快，对于一些实时的交互操作中不存在卡顿问题，在日常使用中有助于提高处理效率，但该算法在细节特征上的重建效果是不如体绘制方法。基于算法实现原理，现阶段的面绘制算法有体素级重建和切片级重建，本文则针对体素级重建中的MC表面重建做详细描述。

MC表面重建

MC表面重建是目前应用最广泛的面绘制算法，该算法基于VTK类库能够实现针对DICOM序列图像三维重建和可视化，同时该算法响应时间快，便于实时绘制，有利于进行交互操作。算法实现原理根据规定的筛选准则，基于内部点和等值面的相对位置关系，将若干个体素的边界连接，从而保留更多的内部信息。当我们对系统重建的三维模型进行一些简单的交互操作时，对比于体绘制重建模型，在我们对重建模型进行缩放或者旋转等交互操作时，三维模型不会像体绘制效果模型出现重绘制的卡顿。当然，MC表面重建相比与体绘制的各种算法效果还存在一些不足，当我们对于一些层间密度较低的医学影像，采用MC表面重建算法时会产生中间台阶，这样便会对重建的三维模型重构、显示和分析等操作产生很大影响。

基于VTK的MC表面重建实现流程

依赖VTK类库实现MC表面重建主要有三个步骤：（1）三维体数据内部重采样；（2）提取等值面；（3）计算表面法线。三维体数据内部重采样以使二次函数采样方式为主，从而实现对数据压缩，减小MC表面重建过程中的计算量。VTK类库中，又vtkContourFilter和vtkMarchingContourFiter等多个取等值面类，本系统中MC表面重建算法实现基于vtkMarchingCubes类来实现等值面提取。关于计算表面法线的主要目的则是为了实现在后线渲染过程中的表面着色光滑。

基于上图显示算法实现流程图可知，创建基于vtkMarchi