光线范文10篇

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光线干涉现象论文

文章摘要：对于光的本性的认识，几个世纪以来始终存在着激烈的争论，光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果。在解释一些现象如干涉和衍射时，人们就用波动说去解释，而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明。这种既是微粒又是波的存在在观念上确实叫人们不容易接受，其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下。本文正是从这样一种出发点来探讨光的本性。

假设有一个光源S1，在S1前放置一块屏幕，从S1发出的光（光子）会将整个屏幕均匀的照亮。我们知道，屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说，屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化决不是几率问题。证明如下：把S1放在一个半径为R1的球的中心，假设S1在单位时间里发射出N个光子，则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12，如果把球的半径由R1变为R2（R2＞R1），则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22，由于R2大于R1，所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时，就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。

现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方，情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环，而在平行两个光源的平面上，则出现了明暗相间的条纹见图一，这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征，所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播，当有两列相干波源存在时，媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。当到达这一点的两列波的相位相同时，则在这一点上的振幅最大，如果两列波的相位相差1800时，则振动的振幅相互抵消，这样就形成了有规则的干涉条纹。经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的，而传播光的媒质以太已被证明是根本不存在的，这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。量子力学在解释干涉条纹时则采用的是几率波的方法，认为亮的地方是光子出现几率多的地方，暗的地方则是光子出现几率少的地方。问题是当只有一个光源时，光子是均匀分布在屏幕上的，而当存在另一个相干光源时，按照量子理论光子就会集中出现在一些地方而不去另一些地方，几率的解释是不能使人心悦诚服地接受的。爱因斯坦曾用上帝不掷骰子来表达他对用几率描述单个粒子行为的厌恶。这就是目前对于光的干涉现象的两种正统解释方法。我们对于光本性的认识是否还存在其它我们没有考虑到的因素，是否还存在其它的证明方法来统一光的波粒二象性即用一种理论解释来解释波动性和粒子性呢？

为了找到这种新的理论，在此我们不得不在现有光量子理论基础上进行一些必要的修正即单个光量子的能量是变化的，光子的能量和质量是相互转化的，转化的频率就是光的频率。频率快光子的能量大质量小，相反，频率慢则光子的能量小质量大，这样光子在空间所走的路程就形成了一条类波的轨迹。在论证光的干涉现象之前，我们先对光源进行定义。单频率点光源---频率单一且所有光子在离开光源时的状态（相位）都相同。单频率点光源具有这样两个特点，其一在距光源某一点的空间位置上，光子的状态不随时间变化。其二光子的状态随距点光源的距离作周期变化。光的波长指的是光子在一个周期的时间内在空间运行的距离。

我们在x轴上设置两个点光源S1和S2，如图一所示。令P为垂直平面上的一点，从P点到S1和S2的光程差PS1-PS2为波长的某个正数倍ml（m=±1，2，3，…）。从S1和S2出发的两列光子，将同相地达到P点，状态相同。再令Q为垂直平面上的另一点，从Q到S1和S2的光程差也为ml。过P和Q点做一条曲线，使得这曲线上所有过XO的垂直平面内的点的轨迹都具有这样的性质，即这条曲线上任意一点到S1和S2的距离之差为常数，根据解析几何我们知道，这曲线是一条双曲线。如果我们设想这一双曲线以直线XO为轴旋转，则它将扫出一个曲面，叫做双曲面。我们看到，在这曲面上的任意一点，来自S1和S2的光子始终都是同相位的（相位差保持不变），光子在曲面上的每一点的状态是一定的，沿曲面上的点的状态是周期变化的。由于光的波长很短，光子沿曲面的这种周期变化是不容易被观测到。

同理，我们令T为垂直平面上的另一点（图中未画出），从T点到S1和S2的光程差TS1-TS2为波长的l/2×（2m+1）倍（m=±1，2，3，…）。从S1和S2出发的两列光子，将以1800的相位差达到T点。再令V为垂直平面上的另一点（图中未画出），从V到S1和S2的光程差也为道长l/2×（2m+1）倍。过T和V做一条曲线使这曲线上任一点到两定点S1和S2的距离之差为常数，这曲线也是一条双曲线，以XO为轴旋转同样将扫出一双曲面。所不同的是来自S1和S2的光子到达这曲面上的任意一点的相位差始终为1800，叠加后的最终状态是一个恒定的值。

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历史文化纪录片光线景观研究

摘要：历史文化纪录片通过各类影像形态，重新探索对历史的理解，不仅提供直观意义上的影像形态，也通过创建视觉场景创构了集群化的独特“景观”。珍贵的影像记忆是纪录片的价值所在，而光线构成是纪录片影像创作的核心要素，通过光线呈现的“景观”，观众从视网膜的生理场转入形象思维的心理场。历史文化纪录片中的光线通过对时间、空间等维度的刻画，与其他画面造型元素一同将画框中的风景转化为含情的景语。

关键词：历史文化纪录片；光线景观；时空建构；意境

营造珍贵的影像记忆是纪录片的价值所在。在国家大力发展文化产业而营造的有力氛围与政策指引下，历史文化纪录片用当下的眼光来构建历史、以史鉴今，通过对历史遗迹、文化景观等的表达，折射出当代人对民族历史文化的反思，在观照历史的同时获得新的体验与感受。作为纪录片影像创作的核心要素，光线能够藉由创作者的灵思呈现出“景观”，光线呈现的“景观”是观众从视网膜的生理场转入形象思维的心理场的建构过程。“昔人论诗，有景语情语之别，不知一切景语皆情语也。”在纪录片制作流程逐步走向电影化的今天，光线早已不再仅仅承担简易的照度提升作用，通过时间、空间等维度的刻画，光线与其他画面造型元素一同将画框中的风景转化为含情的景语。

一、景现画中态：光线设计与时间表现

“我们在时间之中才能观察对象、直观对象，同时也在对象的观察中查知时间的存在，感受不在场的时间。时间的秩序就是所有现象的秩序。”①历史文化纪录片借助于画面的运动形成了它的时间，并在时间的流动中表现历史。纪录片画面中的光线存在，丰富了历史背景叙述的有序性，实现了纪录片时间运动的先后过程变化。随着时间的变幻和季节的更替，光的强度发生着变化，正是在不断变幻之中，重新塑造着观众对历史空间的理解，激发起受众对当时历史时空的无限遐想。（一）生命之源：光线品质与历史观照。光是人类生存的能量来源，影响着人们的生活习惯与发展方向，光源的发展与变革伴随着人类日常生活需求而变换，影响着人们的作息习惯与生活方式。火的应用，在人类文明发展史上有着极其重要的意义。篝火、火把等自然火是人类在野外获取温暖、驱除恐惧的重要工具，也是久远时空的时间表征。纪录片《楚国八百年》中，创作者通过多个篝火、火盆、火把等火光源的前后映照，呈现出了三千六百多年以前，中国商代初期的时空画面。历史文化纪录片通过光线品质形成历史观照，通过火把、油灯、蜡烛等光源将观众带入到久远的历史时空。油灯、蜡烛等人工取火光源的出现促进了人类体制和社会的发展，也可以成为纪录片中20世纪以前的时间表现。纪录片《河西走廊》第七集《敦煌》中，李工在莫高窟里手持油灯小心翼翼地画着壁画，他的身旁放置着一个烛台和另一盏油灯。画面中微微颤动的油灯和蜡烛光，呈现出了一千多年前敦煌莫高窟里画工精心绘画的环境景观，李工手中晃动的油灯与烛光表现出了弹指间沧海桑田、一霎那转身千年的时间变换。在漫长的历史长河中，照明方式经历了由动植物油脂为原料的火光源，向由以电为能的人造光的转变。在历史文化纪录片中，光源的存在与变化可以有效地呈现出历史的时间演变及其隔离感，营造出别具特色的空间场景及氛围。（二）时之刻度：光源选择与时间表现。光源的选择，无疑为纪录片多样化的呈现创造了条件。为了表现原始社会的久远，画面中离不开太阳光、篝火、火把等自然光的点缀。近代社会，随着科学技术的发展，人工光源越来越明亮，样式种类越来越多元化，夜晚的街道不再被黑暗所充斥，时间被人们自由掌控。光线在进一步丰富人们生活的同时，给予观众身临其境的真实体验感，增强了历史文化纪录片的历史厚重感。陈晓卿导演的最新纪录片《风味人间》，以全球视角探求中国美食的独特性。纪录片中浙江龙泉农村祈神庙中昏黄的钨丝灯光与澳门西餐馆中亮丽的荧光灯形成了鲜明的对比，两种灯光样式不同、属性各异，既构成了不同地域空间的独有风味，又带来了不同的视觉影响。（三）感同身受：视觉体验与时间变换。“影像叙述的时间意识有时候会给人带来特殊的心理体验。人们津津乐道于历史的时候，往往是希望暂时逃离现实的紧张焦虑，而在历史的时空获得一番想象的快感。超越时空距离感的强调往往给人很浓的历史感。”②历史文化纪录片中的光线可以放大历史瞬间，实现时间观念下的历史强调，更加细腻地还原历史情境和氛围。纪录片《河西走廊》第三集《驿站》中，为了表现各个沿途驿站对丝绸之路繁荣发展的重要作用，摄影师在拍摄骆驼城遗址、黑水城遗址、玉门关遗址、河仓城遗址、寿昌古城遗址、嘉峪关城遗址等这些沟通汉帝国与西域的重要桥梁时，采用了延时摄影的方式，画面中的驿站遗址上，光线随着天空中乌云的翻滚变化快速地明暗变换着。静止的驿站遗址在运动光线的修饰下，仿佛穿越历史的岁月长空回到两千多年前的汉朝。

二、景含画中情：光线造型与空间构造

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光线传媒的动漫经营管理模式探究

摘要：光线传媒全产业链覆盖的特质，虽然拥有诸多动漫企业无法与之匹敌的优势，如合作机制明确、版权有保障、市场细分明确等，但是也有其尚未解决的问题：投资的许多公司仍在成长期、以神话为背景的题材面临着更多的挑战、缺少行业内可借鉴的经验、电影衍生品相对落后等。建议光线传媒调整公司整体产业布局、持续追求差异化风格、提高财务资金管理能力、积极开发衍生品。

关键词：光线传媒；动漫；经营管理

一、引言

1926年，万氏兄弟打造了我国第一部独创黑白无声10分钟动画短片《大闹画室》。之后，我国动漫产业没有取得长足的进步，而是同国内跌宕起伏的经济发展而变化。此番状况一直持续到2013年，互联网巨头涌入动漫产业进行布局，网络迅速普及。随着互联网文娱巨头的资本进场，我国动漫产业再度得到了资本的青睐，并取得了突破性的发展。如今，针对动漫产业的政策扶持及技术升级，使其拥有了更广阔的空间。我国动漫产业总产值在2018年突破1500亿元大关，在线内容方面拥有近150亿元的市场规模。由于动漫产业的特殊性，其巨大的产值能力主要得益于下游衍生开发的产值输出。虽然近年来动漫产业在资本市场上的热度日益冷却，但毫无疑问的是，审慎理智的市场态度将会促进动漫产业建立更为稳定成熟的市场体系，并能使众多动漫公司优胜劣汰。北京光线传媒股份有限公司，简称光线传媒（EN-LIGHTMEDIA），自2015年开启彩条屋影业动漫集团后，便在动漫领域持续发力。虽然近几年来少有爆款，但2019年夏天上映的《哪吒之魔童降世》（以下简称《哪吒》）票房和口碑俱佳，刷新了国内外多项历史记录，它不仅是我国影史票房最高的动画电影，也是全球单一市场票房最高的动画电影。多项荣誉加身的《哪吒》算得上是真正的“国漫之光”。耗时5年精心打造，光线传媒到底在动漫产业链的经营管理上下了多少工夫，便是本研究的意义所在，也希望可为其他涉猎动漫的行业提供些许可借鉴的经验。

二、光线传媒经营管理模式分析

（一）光线传媒公司简介。光线传媒成立于1998年，是我国最大的民营传媒娱乐集团，主营业务包括电视节目制作与发行，电影投资、制作、宣发，电视剧投资、发行，艺人经纪，新媒体互联网、游戏等。光线传媒成立彩条屋计划后，发行了《西游记之大圣归来》《大鱼海棠》《精灵王座》《哪吒》等动画电影。公司的标志“E”惹人注目，不断的改进和创新使其一直处于行业前沿。当前公司影视业务经营稳健，动画电影业务崛起，成为公司重要收入来源之一。2020年1月9日，胡润研究院《2019胡润中国500强民营企业》，光线传媒以市值290亿元位列第254位。（二）光线传媒动漫经营管理模式。1.资本联姻模式通过时间梳理可以看出，光线传媒近年来频频与资本联姻，在2018年5月根据合同与阿里巴巴合作结束之前，提前采取措施与腾讯实现了深度绑定的合作关系。阿里巴巴最初想要与光线传媒合作，无外乎看重了其影视发展，然而合作期间遭遇影视低谷，最终一拍两散。后续和猫眼、微影、腾讯的合作，为光线传媒的影视、动画电影、动漫游戏、动画衍生品接连铺路。2018年的股权转让，甚至为光线传媒储备了不少资金以备动漫研发和宣传。几年来，光线传媒投资和开发的动漫电影颇多，但少有爆款。2019年夏天，《哪吒》上映，无论是内容、质量还是表达的爱与情感都十分精良，资本联姻的模式使得耗时5年的佳作没有被辜负。光线传媒近年与资本联姻的情况，如图1所示：2.个性化运作模式最能体现光线传媒动漫经营管理模式的还是其个性化的运作模式，如表1所示：从表1可知，国内近年来知名且较为优质的各个动漫制作公司，均没有将重心完全放在打造动漫产业上，而是存在许多其他方面的营收。此外，各公司旗下的经营范围并不能保证完整的动漫制作过程，即各公司还需要外包公司或动画投资公司协助其完成动漫制作。光线传媒运作模式的个性化主要体现在以下几个方面：（1）成立“彩条屋影业”动漫集团。彩条屋影业公司成立前是光线传媒的动画部，《哪吒》便是由彩条屋出品的动漫电影。2015年10月彩条屋的正式成立，向大众传达了光线传媒将正式冲击动漫领域。宣布成立彩条屋的同时，公司还宣布了22部动漫的拍摄计划，其中便包含《哪吒》《姜子牙》。（2）投资动漫产业链。光线传媒2019年年报显示，彩条屋影业已经投资了20余个动漫产业链上下游公司，这些公司横跨三维动画、二维动画、漫画、游戏、国外版权等，覆盖业内大部分主流的独立动漫制作公司。如此完善的储备，造就了光线传媒从筹备设计到制作、调整、后期宣传、衍生品维护、版权维护等一系列的活动皆可由自身消化，强大的业务布局，在国产动漫电影生产艰难的环境下为光线传媒开出了一条光明大道。（3）吐故纳新。光线传媒自2013年便开始大幅度裁员，无论是老员工还是实习生都包含在内。同时，为了提升动漫制作的整体实力，不断招贤纳士，并投资关联公司。通过吐故纳新不断更新换代，光线传媒拥有了更具能力的员工和资质。光线传媒2018年的年报显示，动漫业务板块已成为公司主要业务之一，横向领域优势最为明显，也是最具潜力的板块之一。3.掌控终端模式随着传媒产业的发展及传媒竞争的白热化，是否掌握传播市场的终端客户资源（广告商、受众等），便成为传媒业经营中最为关键的制胜点。从光线传媒制作和投资的动漫可以明显看出，不同于《熊出没》《喜羊羊》等低幼动画，公司更倾向于覆盖全年龄段的观众，这也为其动漫产业争取了更大的受众面，即掌控了更加全面的受众终端。同时，像《哪吒》这样口碑突出的影片，很容易受到B站这种聚集大量青年二次元群体的喜欢，消费者之间快速的扩散，加之光线传媒自身的宣传，在这个网络便捷的时代，优质的资源很快就会传递到受众端。这种掌控终端的经营管理模式，直接增加了受众者，也就是增加了票房和收入。（三）光线传媒动漫经营管理模式存在的问题。1.诸多投资的公司仍处于成长期光线传媒看似在动漫领域开展工作可以省时省力，其实不然。虽然其投资了20多家与动漫相关的公司，但是面临诸多公司仍处于成长期的问题，对于这些公司，光线传媒需要花费大量时间、精力与耐心去培育好的IP作品。在这段时间里，公司的发展情况，以及环境的发展出现变数也未曾可知。即使光线传媒投资了动漫产业链多家公司，这些公司未来的发展也是未知的，所以这样的方式还是存在一定风险。除了光线传媒的控制与决策，也要看动漫公司自身的经营和能力。2.动漫制作背景不够突出现如今，国家各方面发展向好，国民物质生活有保障，于是对精神文化的追求愈发执着。由于国内的文化背景及国内外的文化差异，我国许多动漫电影都逃不过熟悉的神话背景。光线传媒未来将打造的“封神宇宙”系列电影，便是依靠神话故事的情境而创作，若对比以往的影视资源没有较为显著的突破，从长远来看，很容易给观众带来审美疲劳。非原创题材的神话背景，通常是大众所熟知的特定场景，因此很可能成为制作影片的劣势。动漫的创作背景，还需要与我国文化背景相结合，坚持原创的背景与题材。3.缺少可借鉴的经验目前，国内许多动漫公司逐渐把动漫全产业链作为自身的经营目标，然而，这些公司的经营业务繁杂，很难快速地实现该目标。虽然光线传媒提前创立了这种综合的模式，但是目前并没有足够可以借鉴的成功经验。产业布局如此之大，使得公司管理上的难度增加。因此，还需要公司在未来的经营管理道路上不断摸索，不断部署对于动漫领域的发展方向和能力，尝试借鉴国外的动漫经营模式，将经营管理模式不断标准化、规模化。4.衍生品相对滞后早在2014年，光线传媒总裁王长田就对外宣称打造中国迪士尼。然而，迪士尼影片上映前半年就会推进衍生品开发。且不提光线传媒其他影片衍生品有多落后，即使《哪吒》这部耗时超长的巨作，其衍生品仅在上映前不到两个月内才想起建议彩条屋影业关注《哪吒》衍生品的开发和众筹。这主要是因为片方资金回收的重点在票房，衍生授权相对滞后，项目启动晚、打磨过程长，直接导致衍生品跟不上影片前进的步伐，未能及时创造原本可得的效益。

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室内光线环境设计管理论文

英国著名建筑师理查德·罗杰斯说:“建筑是捕捉光的容器,就如同乐器捕捉音乐一样,光需要使其展示的建筑。”的确,光是建筑的灵魂,没有光,视觉无从谈起,建筑形式元素中的形态、色彩、质感依托光的能量,使我们体验到建筑在四季中的变化及一天中早、午、晚的差异。光与影所渲染的建筑,提升了环境质量,使我们自然地融入光与建筑交织所凝结的意境之中。

建筑设计思维的发展促进了人们对光的认识,光的作用愈加从室外转向室内、从功能转向精神。观念的转变带动建筑设计的进步,使建筑水平跃入新的层次。

以造型为手段塑造建筑而建立的古典建筑的思维模式代表了古人对建筑的评判标准,这种评判标准具有深厚的历史渊源和广泛的文化基础,一直延续到上世纪初现代主义的诞生。这种造型主义的表现重点集中在建筑外部形式元素,如体现建筑的体量感、凹凸变化、比例尺度等审美意识,光的运用大多局限在室外造型方面以突现建筑本身的立体感及建筑立面的起伏效果。遗憾的是由于室外光是自然光,光不能为人随心所用,这体现了建筑对光的无奈。随着现代主义建筑的兴起,建筑师意识到建筑内部空间是建筑的主体,外部形态是建筑室内空间机制的外显,建筑的重心转移到了内部空间的处理,同时人工光源的开发受到了极大推动,室内光环境得到了空前的发展。

光环境在室内发挥着举足轻重的作用,内部空间的限定已由面体围合的封闭状态发展到半开放及开放的不同层次,其中光在创造空间中扮演着独特的角色。光创造空间无需实体围合,除利用自然光还利用各种人工光的形态及颜色塑造空间,开辟了空间性质的新领域。在连续空间序列中,光同样显示出自己的潜力。由于空间概念加入了时间因素,使人们不再从静止的角度观赏空间,建筑不再是凝固的音乐,而是可以体验的流动空间序列。光由于可以限定空间,改变空间的性质,在创造空间序列时,通过控制亮与暗、大与小、虚与实、强与弱可获得抑扬顿挫的空间连接起伏效果,构成复合的室内光空间序列。光在聚焦视觉重点,突出核心形态方面是其他手段所无法比拟的。视觉焦点能打破空间均质化所造成的单一形式的视觉现象,防止产生视觉疲劳。其手段是运用视觉感受的差异性原则制造等级偏差以强烈地吸引视觉的注意力,光集束于某一点,从而降低其他区域的亮度达到突显目的,使主次轻重一目了然,空间重点得以强化。

现代建筑由于光科技的提高与普及,室内光环境具备了丰富的语汇,在提供普通功能照明的同时向精神层面发展,用艺术的照明手段体现照明内涵,催生室内不同空间的个性特征,使室内空间环境贴切地烘托出鲜明的空间气氛。室内空间完成功能需要之后,最终要解决与人的情感交流,这种情感通过视觉及身体的体验而转换成空间性格知觉。不同的空间给人的感受不同,形成特定的空间性格,空间设计正是要追求空间性格的差异,追求特定精神需求的空间气氛,满足人们丰富的空间心理知觉感受。光具有令人感动的魅力,可激发自由、丰富、灵动的联想,光通过强化、弱化、虚化、实化等特有的表现手段,可渲染特定的空间氛围,塑造各种不同的空间性格,使室内空间这一物质存在上升到精神的高度。空间与光环境具有近似的一面,都具有体现精神化的特质,空间与光环境融合会提升其精神含量。美国建筑师路易斯·康深刻地揭示两者之间的关系:“设计空间就是设计光”。

运用光语言

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医学图像三维重建设计分析

通过医疗设备获取的图像都是二维医学断层扫描图像，但人体的结构是三维的，二维图像不能看到人体内部的物体结构，并对人体器官的整体结构分析造成障碍。把二维图像进行三维重建，重建后的图像可以模拟人体结构，便于观察和分析病情，因此本文通过面绘制和体绘制两种方法对医学图像进行三维重建，本文主要介绍面绘制和体绘制三维重建的理论和具体实现过程。

1面绘制三维图像重建

面绘制是三维物体在二维平面的投影，是一种基于体素的表面重建，即直接从体数据提取物体表面的方法。本文以人脑图像为例，应用面绘制里的移动立方体法重建三维图像，通过轮廓提取和等值面明暗显示两个步骤重建三维脑部图像。1.1轮廓提取我们主要提取脑结构的表面形态，不考虑内部结构特征，因此叫轮廓提取。我们对表面轮廓进行采样点提取，采样点是由多个体素组成，一个体素又由8个顶点的多个立方体组成。首先，找到脑部的轮廓区域，计算每一个体素标量值的所有拓扑状态，如果标量值大于轮廓线的标量值，把该体素记为属于轮廓区域内的点，否则标记为轮廓区域外的点。然后，寻找头表面和背景的边界，去掉背景区域，计算头表面的灰度阈值G，在头表面内部的所有像素的灰度值都大于设定的阈值G，在头表面的外部所有的灰度值都小于设定的阈值G。根据各顶点与设定的阈值的关系，把顶点分为2类，分别有黑、白两色表示，遍历立方体的每一个顶点，如果两个顶点的颜色相同，该边上不存在边缘点，否则，在此边上必然有一个边缘点，用直线将遍历后的所有小正方形的边上边缘点连接起来，并对公共边合并，这些连接的线就构成了边界的轮廓线，沿着边界线将背景和头表面区域分离开。处理完一个体素后，前后移动到另外一个体素，当所有的体素都遍历完后，轮廓就绘制出来了。算法的步骤为：（1）选择一个体素。（2）计算该体素中每一个小立方体顶点的内外状态。（3）生成每个顶点的二进制编码的索引值。（4）用该索引值创建树型表，并计算标量值。（5）用树型表计算每个点所连接的边的位置。由于算法过程是对每一个体素单独处理，一些顶点组成的边缘可以会重复使用，在遍历顶点的时候沿着相同的方向进行，通过程序消除重复使用的点即可。遍历所有体素是轮廓提取的重点，本文用查表法遍历每一个体素，将体素的八个顶点与阈值比较后产生一系列的逻辑值构成八位索引值，通过三维图像的256种构型组成一个三角部分的查找表。通过查找表可以直接获得轮廓区域的信息、索引号及指向三角部分的位置，最后找到所有三角部分的位置镶嵌成表面轮廓。1.2等值面的明暗显示为了真实的显示物体表面的情况，使重构的三维图像更直观，本文对用三角片构成的物体表面设置光照效果，还要解决在特定的光照模型下的表面法向量的计算。首先，选择光照模型，采用的光照模型为：I=Ia+(IS-Ia)cosθ，其中，I为物体表面光强度；Ia为环境的光强度；IS为光源的光强度；θ为入射光与表面法向量的夹角。然后，计算表面法向量，先用灰度差分法计算体素顶点上的灰度梯度值，再对八个顶点的法向量进行线性插值就可以得到每个顶点的法向量，把计算得到的法向量值代入光照模型公式，就可以计算出表面物体的光照强度。最后，将其投影在某个特定的二维平面上进行显示，从而得到有光感效果的三维表面图像，重建的轮廓及表面如图1所示。

2体绘制三维图像重建

表面绘制可以有效的绘制物体的三维表面，但缺乏内部信息的表达；体绘制可以直接由体素生成三维物体，能够表达物体的内部信息，传统的体绘制方法主要通过点、线和几何多边形绘制三维物体，但绘制后，图像的真实感欠佳。比如：最大强度投影法重建后可以更直观的观察图像，但是不能从图像上看出沿着光线的最大值，即不能清晰的观察到单个物体及相互之间的空间关系及具体位置。因此，本文提出按照图像顺序进行体绘制，该方法是发出一条光线通过像素进到场景中，然后用某一特定的为计算像素值的函数计算沿光线所遇到的数据，确定图像平面中每个像素值。这样可以清晰的分辨出图像在空间域的具体位置，使绘制后的结果更真实。图1重建的轮廓与表面按照图像顺序进行体绘制也叫做光线投射，先确定图像上的一个像素值，调整好相机的参数后，从相机发出一条光线并穿透该像素，然后用一些设定好的函数计算光线所遇到的数据，得到具体的像素值。选定的函数不同，获得的图像也不同，可以从多个角度去观察图像，图像观察全面。光线投射是重建图像的重要过程，本方法使用一个标准正投影栅格投影。光线具有互相平行的特点，并与视平面垂直，沿着每条光线的数据值是按照一个光线函数处理的，并将其转换为灰级像素值。光线投射有两个主要步骤：首先确定沿光线遇到那些数值，然后按一个光线函数处理这些数值。虽然在实现中这两步典型地是结合在一起的，但这里我们单独对待它们。由于需要按规定的光线函数来确定沿光线提取的数值，让我们通过人脑图像绘制的实例看看几种不同的光线函数对显示结果的影响。假设一条光线通过8位灰度体积数据时的数据值剖面，灰度数据值范围为0~255。图2是使用四个不同简单光线函数转化为灰级值的显示结果。图2四种不同光线函数绘制的结果前两个光线函数，最大值及平均值，是对标量值本身的基本操作。第三个光线函数计算沿光线首次遇到等于标量值为30处的距离，第四个函数使用α合成技术，将沿光线的值看作按单位距离累积的阻光度样本值。并非所有的体绘制方法都可分到按图像顺序绘制。例如，体绘制的错切-变形法将三维视觉变换分解成三维错切变换和二维的变形变换。体数据按照错切变换矩阵进行错切，投影到错切空间形成一个中间图像，然后再将中间图像经变形生成最后的结果图像。这种算法的最主要特点是按照主要的视线方向选择切片数据集和投影数据。当视线的方向变化时，投影方向不一定变化。如果我们从体积的基平面投射光线做正交投影，则相当于使体积错切，使光线变得与基平面垂直。如果所有光线都源自于基平面上体素中同一平面，那么，这些光线与该体积的每个后续平面上的体素相交在连贯的位置上。

3结论

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