第6章醫(yī)學(xué)多媒體技術(shù)基礎(chǔ)

6.1多媒體技術(shù)概述6.2多媒體信息處理6.3實(shí)用多媒體技術(shù)6.4數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)6.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)6.1多媒體技術(shù)概述 6.1.1媒體

在計(jì)算機(jī)中，“媒體”一詞有兩種含義：一指存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如軟盤、硬盤、光盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等；二指攜帶信息的載體，如數(shù)字、文字/符號(hào)、圖形/圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等。這里，我們所說的“多媒體”指的是第二種，即多種信息的載體。 6.1.2多媒體與多媒體技術(shù)多媒體（Multimedia），顧名思義，即是將文本、聲音、圖形/圖像、動(dòng)畫和視頻等多種媒體元素有機(jī)地組合在一起所構(gòu)成的。多媒體技術(shù)是將多種媒體組合在一起，實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)傳播的技術(shù)。一般特指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等將音頻、視頻、圖像等媒體信息集成到同一數(shù)字環(huán)境中，是多種學(xué)科、多種技術(shù)交叉的全新技術(shù)。1.多樣性——指計(jì)算機(jī)處理媒體信息的多樣化，它使人與計(jì)算機(jī)之間的交互不再局限于順序的、單調(diào)的、狹小的范圍，而有充分自由的余地。2.集成性——媒體種類一體化。包括兩方面：一方面是指多媒體技術(shù)能將各種不同的媒體信息有機(jī)地進(jìn)行同步組合，形成一個(gè)完整的多媒體信息；另一方面是指把不同的媒體設(shè)備集成在一起，形成多媒體系統(tǒng)。3.交互性——人、機(jī)對話，是多媒體技術(shù)的關(guān)鍵特征。在多媒體系統(tǒng)中，除了操作上控制自如之外，在媒體的綜合處理上也可以隨心所欲。多媒體的特點(diǎn)6.1.3多媒體計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，把文本、圖形、靜態(tài)圖像、動(dòng)畫、聲音和動(dòng)態(tài)視頻等進(jìn)行集成處理，并對它們進(jìn)行獲取、壓縮編碼、編輯、加工處理、存儲(chǔ)和展示。多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合使得計(jì)算機(jī)的信息具有資源共享、信息交換和信息分布處理、分布控制等特點(diǎn)。6.2多媒體信息處理

6.2.1多媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn)1.數(shù)據(jù)類型復(fù)雜2.數(shù)據(jù)信息量大3.數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求高4.數(shù)據(jù)的分布性廣5.數(shù)據(jù)的交互性要求強(qiáng)6.2.2多媒體信息的組成 1．文字信息文本分為非格式化文本文件和格式化文本文件。非格式化文本文件：只有文本信息沒有其他任何有關(guān)格式信息的文件，又稱為純文本文件。如“.TXT”文件。格式化文本文件：帶有各種文本排版信息等格式信息的文本文件。如“.DOC”文件。各類文字和符號(hào)文字和符號(hào)多媒體多媒體多媒體如何從事多媒體教學(xué)2．聲音信息音頻信息在多媒體中的應(yīng)用極為廣泛：視頻圖像配以娓娓動(dòng)聽的音樂和語音；靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像配以解說和背景音樂；立體聲音樂可增加空間感；游戲中的音響效果等。數(shù)字音頻（Audio）可分為波形聲音、語音和音樂。音頻數(shù)字信號(hào)、壓縮音頻信號(hào)音頻●midi音頻●wav音頻●mp3壓縮音頻●音頻對象3．圖形/圖像信息圖形（Graphic）一般指用計(jì)算機(jī)繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。圖形的格式是一組描述點(diǎn)、線、面等幾何圖形的大小、形狀及其位置、維數(shù)的指令集合。在圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特征點(diǎn)，因此也稱矢量圖。圖形通過計(jì)算而描述的矢量圖形圖形圖像（Image）是指由輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場景畫面，或以數(shù)字化形式存儲(chǔ)的任意畫面。靜止的圖像是一個(gè)矩陣，陣列中的各項(xiàng)數(shù)字用來描述構(gòu)成圖像的各個(gè)點(diǎn)（稱為像素點(diǎn)pixel）的強(qiáng)度與顏色等信息。這種圖像也稱為位圖（bit-mappedpicture）。圖像用像素點(diǎn)描述的自然影像圖像視頻是由一幅幅單獨(dú)的畫面序列（幀frame）組成，這些畫面以一定的速率（fps）連續(xù)地投射在屏幕上，使觀察者具有圖像連續(xù)運(yùn)動(dòng)的感覺。

4．視頻信息視頻數(shù)字信號(hào)AVI、壓縮視頻信號(hào)MPG視頻音頻+視頻AudioVedioInformationEND5．動(dòng)畫動(dòng)畫是通過連續(xù)播放一系列畫面，給視覺造成連續(xù)變化的畫面。它的基本原理與電影、電視一樣，都是利用了一種視覺原理。醫(yī)學(xué)已證明，人類的眼睛具有“視覺暫留”的特性，就是說當(dāng)人的眼睛看到一幅畫或一個(gè)物體后，它的影像就會(huì)投射到我們的視網(wǎng)膜上，如果這件物體突然移開，它的影像仍會(huì)在我們的眼睛里停留一段極短的時(shí)間，在1/24秒內(nèi)不會(huì)消失，這時(shí)如果有另一個(gè)物體在這段極短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，我們將看不出中間有斷續(xù)的感覺，這便就是“視覺暫留”的原理。單畫面矢量動(dòng)畫和多畫面幀動(dòng)畫動(dòng)畫多畫面幀動(dòng)畫單畫面矢量動(dòng)畫FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME076.2.3聲音信息處理(聲音信息數(shù)字化)

1.模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)

模擬信號(hào):時(shí)間和幅度都是連續(xù)的信號(hào)數(shù)字信號(hào):時(shí)間和幅度都是離散的信號(hào)一般包括三個(gè)階段：采樣、量化和編碼采樣量化編碼多媒體信息輸入數(shù)字化的多媒體信息輸出采樣：就是按照一定的規(guī)律每隔一定時(shí)間間隔抽取模擬信號(hào)的值。量化：就是對樣本值進(jìn)行離散化處理，即事先規(guī)定一組數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)按一定規(guī)則近似表示一組相關(guān)采樣值。編碼：經(jīng)過量化后得到的數(shù)字信息，還必須按一定格式轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制形式，才能在計(jì)算機(jī)中保存。用二進(jìn)制形式表示量化值的過程稱為編碼。2.聲音信號(hào)數(shù)字化

時(shí)間(秒)0-0.1-0.2電壓(伏)0.22-0.050.270.090.19-0.05聲音信號(hào)的采樣聲音媒體的數(shù)字化采樣的對象是通過話筒等裝置轉(zhuǎn)換后得到的模擬電信號(hào)。即每隔一定時(shí)間間隔（稱為采樣周期）在模擬波形上取一個(gè)電壓值（稱為樣本值）。（1）采樣3-1-13210-1-2時(shí)間(秒)聲音信號(hào)的量化212聲音媒體的數(shù)字化事先把模擬電壓取值范圍劃分為若干個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域中的所有電壓取值都用一個(gè)數(shù)字（稱為樣本值）表示，把采樣得到的模擬電壓值用所屬區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)字來表示，就稱為量化。(2)量化3-1-1011010001000111110時(shí)間(秒)聲音信號(hào)的編碼212聲音媒體的數(shù)字化把量化后的數(shù)據(jù)用二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式表示。（3）編碼計(jì)算機(jī)中的數(shù)字音頻文件

Wave格式文件（.Wav）

記錄了真實(shí)聲音的二進(jìn)制采樣數(shù)據(jù)，通常文件較大。

MIDI格式文件（.MID）

數(shù)字音樂的國際標(biāo)準(zhǔn).記錄的是音符數(shù)字，文件小。

MPEG音頻文件（.MP1/.MP2/.MP3）

采用MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮的文件。

3．聲頻文件存儲(chǔ)格式圖像處理時(shí)要考慮三個(gè)因素：分辨率圖像深度與顯示深度圖像文件大小6.2.4圖形圖像信息處理1.分辨率屏幕分辨率：在某種顯示方式下,顯示器屏幕上的最大顯示區(qū)域，即水平與垂直方向的像素個(gè)數(shù)。圖像分辨率：數(shù)字化圖像的大小，即該圖像的水平與垂直方向的像素個(gè)數(shù)。像素分辨率：指像素的寬和高的比例,一般為1:1。2.圖像深度和顯示深度圖像深度（也稱圖像灰度、顏色深度）：表示數(shù)字位圖圖像中每個(gè)像素上用于表示顏色的二進(jìn)制數(shù)字位數(shù)。顯示深度：表示顯示器上每個(gè)點(diǎn)用于顯示顏色的二進(jìn)制數(shù)字位數(shù)。若顯示器的顯示深度小于數(shù)字圖像的深度，就會(huì)使數(shù)字圖像顏色的顯示失真。顏色深度顏色總數(shù)圖像名稱12單色圖像41616色圖像8256256色圖像1665536Hi—Color圖像2416672216TrueColor圖像32232TrueColor圖像顏色深度與顯示的顏色數(shù)目圖像文件在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)格式有多種，如BMP、PCX、TIF、TGA、GIF、JPG等，一般數(shù)據(jù)量都較大。3.圖像存儲(chǔ)格式視頻

是將一幅幅獨(dú)立圖像組成的序列按照一定的速率連續(xù)播放，利用視覺暫留現(xiàn)象在人的眼前呈現(xiàn)出連續(xù)運(yùn)動(dòng)的畫面。模擬視頻常用兩種標(biāo)準(zhǔn)：NTSC制式(30幀/秒，525行/幀)PAL制式（25幀/秒，625行/幀），我國采用PAL制式。

模擬視頻和數(shù)字視頻640×480×3×30×60=1658880000字節(jié)分辨率幀/秒采樣深度

時(shí)間6.2.5視頻信息處理1．視頻文件格式

1）AVI文件（.avi（AudioVideoInterleaved聲音/影像交錯(cuò)）)

AVI是微軟公司于1992年提出的一項(xiàng)多媒體容載技術(shù)，在Windows平臺(tái)上使用廣泛。大多數(shù)AVI文件可將視頻和音頻信號(hào)混合交錯(cuò)地存儲(chǔ)在一起。采用了Intel公司的Indeo視頻有損壓縮技術(shù)，較好地解決了音頻信息與視頻信息同步的問題。因?yàn)樗梢暂^好地使音頻和視頻流分開，方便編輯，常用作視頻交換格式。2）MOV文件是QuickTimeforWindows視頻處理軟件所采用的視頻文件格式。3）MPG文件MPG是MPEG（MovingPictureExpertsGroup，運(yùn)動(dòng)圖像專家組）制定出來的壓縮標(biāo)準(zhǔn)所確定的文件格式，用于動(dòng)畫和視頻影像。MPEG標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)（視頻，音頻同步）三個(gè)部分。4）DAT文件DAT是VideoCD或KaraokeCD數(shù)據(jù)文件的擴(kuò)展名，也是基于MPEG壓縮方法的一種文件格式。它也是采用MPEG壓縮、解壓縮技術(shù)的一種文件格式。5）FLIC格式這種文件格式采用了無損壓縮方法，畫面效果十分清晰，在人工或計(jì)算機(jī)生成的動(dòng)畫方面使用這種格式的較多。播放FLIC動(dòng)畫文件一般需要Autodesk公司提供的MCI驅(qū)動(dòng)和相應(yīng)的播放程序AAPlay。2．視頻處理與編輯

Windows集成的WMP媒體播放器能播放大多數(shù)視頻格式文件，并可以通過Internet實(shí)時(shí)播放網(wǎng)上電視、視頻點(diǎn)播等電視、電影節(jié)目。著名的其他視頻播放軟件有Real公司的流媒體播放器“RealOnePlayer”，Apple公司的專有格式播放器“QuickTime”，各種音視頻播放器“暴風(fēng)影音”；“東方影都”；”POWERDVD”等等6.3實(shí)用多媒體技術(shù)

6.3.1網(wǎng)絡(luò)多媒體信息搜索

網(wǎng)絡(luò)多媒體信息搜索是通過搜索引擎來完成的。搜索引擎也是專用計(jì)算機(jī)，可以理解為存在于網(wǎng)上的一個(gè)非常大的數(shù)據(jù)庫，庫里收集了大量的信息，通過輸入關(guān)鍵字(詞)等方式，可為用戶查找出相關(guān)的資料或鏈接信息。

1．幾種常用的搜索引擎（1）Altavista

()它是目前互聯(lián)網(wǎng)上采集范圍最廣，數(shù)據(jù)庫容量最大同時(shí)查詢功能也最為強(qiáng)大的一個(gè)搜索引擎，它提供目錄查詢和關(guān)鍵詞查詢，關(guān)鍵詞檢索分為簡單檢索和高級(jí)檢索，利用高級(jí)檢索你可以完成極其復(fù)雜的查詢，它支持常用的布爾運(yùn)算符、嵌套、近似搜索等。（2）Yahoo()和中文雅虎(http://www.)這一個(gè)非常優(yōu)秀和流行的Internet搜尋工具，有各種語言的界面（包括簡體中文），它將不同的網(wǎng)頁分門別類，進(jìn)入主頁(HomePage)后，在搜巡(Search)框中輸入medicine（醫(yī)學(xué)），可找到很多條與醫(yī)學(xué)相關(guān)的英文信息，包括新產(chǎn)品、Web地址、醫(yī)學(xué)雜志、醫(yī)學(xué)組織、研究所以及信息庫等。（3）搜狐(SOHU)（

）

搜狐的目錄導(dǎo)航式搜索引擎完全是由人工加工而成，相比機(jī)器人加工的搜索引擎來講具有很高的精確性、系統(tǒng)性和科學(xué)性。分類專家層層細(xì)分類目，組織成龐大的樹狀類目體系。利用目錄導(dǎo)航系統(tǒng)可以很方便的查找到一類相關(guān)信息。

（4）新浪（）

新浪網(wǎng)搜索引擎是面向全球華人的網(wǎng)上資源查詢系統(tǒng)。提供網(wǎng)站、網(wǎng)頁、新聞、軟件、游戲等查詢服務(wù)。網(wǎng)站收錄資源豐富，分類目錄規(guī)范細(xì)致，遵循中文用戶習(xí)慣。目前共有16大類目錄，一萬多個(gè)細(xì)目和二十余萬個(gè)網(wǎng)站，是互聯(lián)網(wǎng)上最大規(guī)模的中文搜索引擎之一。

（5）google（

）

Google搜索引擎是目前最優(yōu)秀的支持多語種的搜索引擎之一，約搜索3,083,324,652張網(wǎng)頁。提供網(wǎng)站、圖像、新聞組等多種資源的查詢。包括35個(gè)國家和地區(qū)的語言的資源。Google的使命就是要為您提供網(wǎng)上最好的查詢服務(wù)，促進(jìn)全球信息的交流。

（6）百度（

）

百度是領(lǐng)先的中文搜索引擎。每分每秒，百度以超過億計(jì)的中文網(wǎng)頁，全球獨(dú)有的“超鏈分析”技術(shù)，亞秒級(jí)的迅捷速度，龐大的服務(wù)器群，接受來自全球各個(gè)國家的中文搜索請求。每一年，通過對數(shù)十億次搜索的響應(yīng)，數(shù)千萬的網(wǎng)民從百度分享到最純粹的搜索體驗(yàn)，徜徉信息之海。

（7）Lycos()它是全球最大的網(wǎng)絡(luò)資源的索引數(shù)據(jù)庫，也是一種有效而方便的Web搜巡工具，它在搜索文件、內(nèi)容以及文檔的次序方面表現(xiàn)出一定的人工智能，但更新速度較慢，含有大量過時(shí)信息。（8）Excite()Excite是一種能在大型數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行快速概念檢索的搜索引擎，支持目錄檢索和關(guān)鍵詞檢索，Excite在處理關(guān)鍵詞時(shí)使用了智能概念提取技術(shù)，因此，在查詢時(shí)，不僅能檢索出直接包含關(guān)鍵詞的網(wǎng)頁，也能檢索出那些雖然沒包含你的關(guān)鍵詞，但包含了與這些關(guān)鍵詞相關(guān)的其它詞匯的網(wǎng)頁，在檢索結(jié)果顯示上，將給出三種結(jié)果：專家選擇的站點(diǎn)目錄、結(jié)果網(wǎng)頁和新聞報(bào)道，在高級(jí)檢索中，你可以有各種檢索選擇，另外還提供了若干專題檢索。2．多媒體搜索的使用對多媒體文件進(jìn)行檢索時(shí)，常采用關(guān)鍵字文本方式進(jìn)行檢索，在搜索的精度上有待提高。

在輸入框里輸入想要查詢的詞，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)按上邊的“圖片”，就可以看到查詢結(jié)果了現(xiàn)在我們輸入“醫(yī)學(xué)解剖”，表示要查找與“醫(yī)學(xué)”有關(guān)的圖片，并點(diǎn)按“搜索”按鈕，結(jié)果如圖6.3.2多媒體素材整理與加工1．圖片素材的加工在設(shè)計(jì)和開發(fā)軟件時(shí)，圖片是應(yīng)用最多的素材之一，但無論是從網(wǎng)上下載的圖片，還是通過掃描、數(shù)碼相機(jī)等儀器或抓屏的方法獲得的圖片，大多需要進(jìn)行二次加工才能使用。對于圖片的簡單處理，一般只要求會(huì)調(diào)整圖片的大小、剪切圖像、切換格式、添加文字等操作，就可以初步滿足平常課件設(shè)計(jì)過程中的圖片開發(fā)需要。

（1）抓屏1）截取圖片（打開要截取的圖片→按一下鍵盤右上角的PrintScreen鍵）；2）打開計(jì)算機(jī)畫圖工具（開始→程序→附件→畫圖）；3）粘貼圖片（按住Ctrl＋V鍵）；4）保存圖片（文件菜單→保存）。（2）圖片加工1）調(diào)整圖片大小演示2）剪切圖片演示3）調(diào)整圖片的格式演示4）添加文字5）設(shè)置背景2．利用錄音軟件錄制教學(xué)音頻素材利用Windows提供的“錄音機(jī)”錄制聲音。

6.3.3多媒體光盤刻錄與信息發(fā)布1．刻錄光盤

（1）選擇光盤類型將需要刻錄的文件拷貝到一個(gè)新文件夾中(如臨時(shí)刻錄文件夾)，將刻錄盤(CD-R或CD-RW)插入刻錄機(jī)。（2）編輯刻錄文件（3）正式刻錄

2．多媒體信息發(fā)布一般多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)都是以高質(zhì)量的編碼方式將視頻信號(hào)、音頻信號(hào)、圖片信息和滾動(dòng)字幕組合成一個(gè)流媒體，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)播放器(彩豹Vclient)，然后由播放器將流媒體信息轉(zhuǎn)換成顯示終端（如液晶電視）的視頻信號(hào)播出。6.4數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

多媒體信息經(jīng)過數(shù)字化后，產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)壓縮的對象就是其中的冗余部分。對于各種媒體信息本身確實(shí)存在很大的壓縮空間，一般允許在一定限度失真的前提下，對其進(jìn)行較大程度的壓縮。對圖像的壓縮，一般在人眼允許的誤差范圍內(nèi)，不仔細(xì)觀察，人們是很難覺察壓縮前后圖像的區(qū)別的；對于聲音信號(hào)，人的聽覺對部分頻率的音頻信號(hào)也是不敏感的，這就使多媒體數(shù)據(jù)壓縮成為可能。數(shù)據(jù)冗余

數(shù)據(jù)壓縮方法

數(shù)據(jù)壓縮處理一般由兩個(gè)過程組成：一是編碼（Encoding）過程，即對原始數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼進(jìn)行壓縮；二是解碼(Decoding)過程，對編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，還原為可以使用的數(shù)據(jù)。衡量一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的好壞有三個(gè)重要的指標(biāo)：一是壓縮比要大，即壓縮前后所需的信息存儲(chǔ)量之比要大；二是實(shí)現(xiàn)壓縮的算法要簡單，壓縮、解壓速度快，盡可能地做到實(shí)時(shí)壓縮解壓；三是恢復(fù)效果要好，要盡可能地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。目前常用的壓縮編碼方法可以分為兩大類，一類是冗余壓縮法，也稱無損壓縮法；另一類是熵壓縮法，也稱有損壓縮法。6.4.1數(shù)據(jù)壓縮方法

JPEG標(biāo)準(zhǔn)適用于連續(xù)色調(diào)和多級(jí)灰度的靜態(tài)圖像

MPEG標(biāo)準(zhǔn)適用于運(yùn)動(dòng)圖像、音頻信息。包括MPEG視頻、MPEG音頻、MPEG系統(tǒng)（視頻和音頻的同步）。MPEG已制定了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21五種6.4.2兩大國際壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG標(biāo)準(zhǔn)與MPEG標(biāo)準(zhǔn)

6.4.3數(shù)據(jù)壓縮的應(yīng)用1.MP3音樂(1)MP3與CD音樂和WAV文件的轉(zhuǎn)換(2)MP3播放器Winamp2.利用軟件播放VCD

6.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR即VirtualReality)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它充分利用計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的集成技術(shù)，提供了一種實(shí)時(shí)的、三維的虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment)，使用者完全可以進(jìn)入虛擬環(huán)境中，觀看計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬世界，聽到逼真的聲音，在虛擬環(huán)境中交互操作，有真實(shí)感，可以講話，并且能夠嗅到氣味。

6.5.1虛擬現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)1.沉浸沉浸是指用戶借助各類先進(jìn)的傳感器進(jìn)入虛擬環(huán)境之后，由于他所看到的、聽到的、感受到的一切內(nèi)容非常逼真，因此，他相信這一切都“真實(shí)”存在，而且相信自己正處于所感受到的環(huán)境中。

2.交互交互是指用戶進(jìn)入虛擬環(huán)境后，不僅可以通過各類先進(jìn)的傳感器獲得逼真的感受，而且可以用自然的方式對虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行操作。如搬動(dòng)虛擬環(huán)境中的一個(gè)虛擬盒子，甚至還可以在搬動(dòng)盒子時(shí)感受到盒子的重量。3.構(gòu)想構(gòu)想是由虛擬環(huán)境的逼真性與實(shí)時(shí)交互性而使用戶產(chǎn)生更豐富的聯(lián)想，它是獲取沉浸感的一個(gè)必要條件。6.5.2醫(yī)學(xué)圖像引導(dǎo)手術(shù)圖像引導(dǎo)手術(shù)相對于傳統(tǒng)的外科手術(shù)是一種革命性的進(jìn)步，這個(gè)技術(shù)有助于縮短手術(shù)時(shí)間、減少患者創(chuàng)口的大小、減少手術(shù)過程的步驟，這些都能提高手術(shù)的質(zhì)量和縮短病人的恢復(fù)周期。圖像引導(dǎo)手術(shù)系統(tǒng)包括圖像獲取、圖像分割、創(chuàng)建三維模型、術(shù)前規(guī)劃、圖像空間到物理空間的配準(zhǔn)、三維跟蹤系統(tǒng)、手術(shù)導(dǎo)航、文檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等。圖像引導(dǎo)手術(shù)系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)如下。基于體直方圖分割算法的體繪制

為了減少醫(yī)學(xué)圖像分割過程中耗費(fèi)的時(shí)間以及參數(shù)設(shè)置和調(diào)整的復(fù)雜程度，采用體直方圖分割算法產(chǎn)生不透明度函數(shù)，通過不透明度函數(shù)進(jìn)行體繪制。目前，這個(gè)技術(shù)與大多數(shù)分割技術(shù)具有調(diào)整參數(shù)簡單、費(fèi)時(shí)少、體繪制結(jié)果好的優(yōu)點(diǎn)。2．采用隱函數(shù)建模方法對三維模型進(jìn)行隨意剪切

在術(shù)前規(guī)劃和手術(shù)導(dǎo)航過程中，為了擴(kuò)大醫(yī)生的視野，讓他們精確地看到他們想看到的區(qū)域，三維模型的隨意剪切是一種必要的技術(shù)。采用VTK(VisualizationToolkit)提供的隱函數(shù)建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對三維模型的隨意剪切。3．圖像空間到物理空間的配準(zhǔn)關(guān)于圖像配準(zhǔn)已經(jīng)提出了大量的方法，所使用的分類標(biāo)準(zhǔn)包括維數(shù)、變換的范圍、變換的類型等等。6.5.3基于微機(jī)的實(shí)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)1．計(jì)算機(jī)輔助虛擬透視技術(shù)的臨床意義手術(shù)過程中的X線透視是外科手術(shù)中的一個(gè)很有價(jià)值的工具。術(shù)中進(jìn)行X射線透視掃描輔助定位，可明確手術(shù)器械與病人解剖結(jié)構(gòu)的相對位置，提高手術(shù)精確度．減小手術(shù)的暴露范圍。

2．計(jì)算機(jī)輔助的虛擬透視系統(tǒng)的原理

手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理源自（GPS，GlobalPositioningSy