[发明专利]一种脑神经纤维的空间绘制方法及其系统

摘要

一种脑神经纤维的空间绘制方法及其系统，包括以下步骤1)、数据管理及预处理模块其中包括导入数据，建模并跟踪脑神经纤维的路径功能；2)、脑神经纤维颜色映射模块其基本步骤为用脑神经纤维的颜色来表示其空间方向场信息，也就是计算脑神经纤维上两个相邻节点间的方向向量并映射至颜色空间；3)、脑神经纤维空间绘制模块对于脑神经纤维路径跟踪的结果，用一组节点序列来表示一根脑神经纤维，本模块把一组微小直线段依序连接来拟合一整根脑神经纤维曲线；4)、脑神经纤维空间探索与交互模块计算脑神经纤维数据的空间极值以确定绘制场景的坐标系中心原点，并建立基于场景坐标系的空间交互方式。

主权项

一种脑神经纤维的空间绘制方法，包括以下步骤：步骤1，导入数据，建模并跟踪脑神经纤维的路径；步骤2，用脑神经纤维的颜色来表示其空间方向场信息，计算脑神经纤维上每两个相邻节点间的方向向量并映射至颜色空间；使得脑神经纤维因走向的变化呈现颜色不同，从而加强脑神经纤维的空间感知效果；步骤3，脑神经纤维路径跟踪结果利用一组节点序列来表示一根脑神经纤维，本方法把一组微小直线段依序连接来拟合一整根脑神经纤维曲线；步骤4，计算脑神经纤维数据的空间极值并确定场景坐标系的原点，并建立基于场景坐标系原点的空间交互方式；所述的步骤2包括以下步骤：Step2.1计算脑神经纤维上两个相邻节点，即第i个与第i+1个间的方向向量其公式为：其中0≤i≤L‑1且xi,yi,zi为脑神经纤维上第i个节点对应的场景坐标系，L为该脑神经纤维的节点个数，并规定Step2.2将公式(1)得到的方向向量标准化，其公式为：Step2.3对于局部脑区的神经纤维进行颜色映射时，使用公式：其中Rmax＝Gmax＝Bmax＝255；Step2.4对于全脑神经纤维进行颜色映射时，将公式(2)得到的标准方向向量映射为该脑神经纤维段的颜色值，其公式为：Step2.5将上述步骤中计算得到的RGB颜色信息存入颜色映射表中，以供绘制时查询使用；所述的步骤3包括以下步骤：Step3.1根据脑神经纤维的跟踪结果，生成纤维列表和节点列表；其中纤维列表保存场景中各条脑神经纤维的节点个数，节点列表依序保存所有脑神经纤维各个节点的空间坐标；Step3.2依序连接相邻节点组成的微小直线段，来拟合整根脑神经纤维曲线；这里直线段的两个端点坐标，存于节点列表；直线段的RGB颜色信息存于步骤2中的颜色映射表；Step3.3使用着色语言的着色器程序，并行加速绘制；所述的步骤4包括以下步骤：Step4.1初始化脑神经纤维节点的空间极值：xmax＝ymax＝zmax＝‑Dmax；xmin＝ymin＝zmin＝Dmax,其中Dmax为场景空间的最大深度值；Step4.2对于读取到的每一根脑神经纤维上每一个空间节点，判断其是否为空间极值，方法如下： 其中ω∈{x,y,z}，i表示某根脑神经纤维上的第i个节点； Step4.3重复Step4.2，直到所有数据都被检查过,即每一根脑神经纤维上的每一个节点都被检查过； Step4.4构建场景坐标系的中心原点(X0,Y0,Z0,)，公式如下： Step4.5建立基于场景坐标系原点的空间交互；将场景坐标系原点设置为(X0,Y0,Z0,)；当鼠标在屏幕空间内上下拖动时，进行y轴的视角变换；当鼠标在屏幕空间内左右拖动时，进行x轴的视角变换；当鼠标滚轮移动时，进行缩放变换。