近年来，行业数据成指数型增长，面对海量的行业数据，如何让抽象且纷杂的数据科学化，形象化，直观化具有重要意义。伴随着大数据时代的到来，数据可视化成为了一个热门的话题，引起了国内外研究人员的极大关注。数据可视化，可以增强数据的呈现效果，方便用户以更加直观的方式观察数据，进而发现数据中隐藏的信息^[1]。随着计算机图形学技术的发展，我们对二维世界的研究日益成熟，并开始向三维领域扩展^[2]。三维可视化是利用计算机对大量数据进行处理，通过科学计算过程将数据转换成直观的图形和图像信息^[3]。三维可视化技术从计算机科学出发，已经渗透到各个学科中去，在地理学、资源环境学、测绘学、海洋学、建筑学、生物医学等都能找到它的用武之地，而且为这些学科提供了及其有用的帮助，并在一定程度上促进了这些学科的发展。例如，在建筑、交通、医学、等领域，三维可视化技术可以提高决策者的预见性，能够对其质量和成果进行前期的评估，避免不必要的浪费和损失^[4]；在动画和虚拟世界的应用，已经让我们领略到了它带来的强烈的视觉冲击和现实世界的完美再现^[5]；在仿真技术上的应用，可为医学手术的实施、机械制造加工、矿物开采加工、水利设施建设提供一定的决策作用^[6]。可见，我们已经初步体会到三维可视化技术带来的诸多生活上的便利和惊喜，对三维可视化技术的后续研究有着非常重要的意义。

20世纪80年代后期在美国国家科学基金会举行的讨论会上，第一次提出了科学计算可视化的概念^[7]。科学计算可视化对大规模数据进行计算和归纳，这样提高了数据的质量，并转化为人们可感知的图形，图像等，使得人们能够在海量数据中迅速准确的发现需求信息^[8]。科学计算可视化主要研究科学可视化过程中的算法和案例，同时也关注可视化软件的开发与使用。在三维可视化的运用上，国外的研究起步早，如Leigh J等人提出了一种分辨率可伸缩变化的显示墙^[9]；Kharab A等人提出了一种基于MATLAB方法的三维可视化^[10]等。目前，我国很多学者对可视化技术进行研究与分析，并在实际的工程中有显著的应用。例如，天津工业大学的杨帅等人提出了基于Web的医学数据可视化，提高了三维重建图像的绘制速度^[11]；浙江大学的傅杰将三维可视化运用于医学图像分割，提出了一种优化的图像分割方法^[12]；辽宁工程技术大学的常河等人提出了将三维可视化运用于建设智能数字化校区^[13]；闽江学院的朱高龙提出了将三维可视化运用于景观规划，提高决策的预见性^[14]等。三维可视化主要以可视化软件的形式进行体现，分为建模软件、平台软件和应用软件。在国外，比较专业的可视化软件有很多，较为代表的有欧特克公司的3ds MAX和Maya等；Multigen公司的Creator；美国ERDAS公司的IMAGINE Virtual GIS等。近些年，国内也有很好的可视化工具出现，如适普软件公司的IMAGIS Classic；灵图的VRMap；中视典VRP产品系列^[15]；阿里巴巴公司的DataV等，都是便利易学且功能强大的可视化软件。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

本设计主要是实现对医疗数据的三维可视化，从传统的三维可视化算法出发，比较面绘制算法、体绘制算法和点绘制算法的优缺点，重点是研究基于体绘制的三维可视化方法，并用MATLAB完成对一定医疗数据的三维重建，最后选取Pycharm或者DataV等可视化软件完成一个较完美的三维可视化demo。进行主要工作如下：

Ⅰ.对不同的三维可视化算法，如面绘制算法，体绘制算法，点绘制算法，比较其优缺点，并用MATLAB验证算法；

Ⅱ.用MATLAB软件实现对一定医疗数据的三维重建；

Ⅲ.在后期的工作中，找到一款合适的可视化软件（如DataV，Echarts等），学习并理解软件的编程，结合三维可视化算法进行设计。

2.2设计的目标

(1)理解并分类探究三维可视化算法：面绘制算法、体绘制算法、点绘制算法的优缺点；

(2)利用MATLAB仿真平台，完成对关键医疗数据的三维重建；