专利名称：一种三维图像体旋转方法
技术领域：
本发明提供一种三维图像体旋转方法。
背景技术：
三维可视化技术对于临床医学的精确诊断以及手术计划越来越重要的作用.先 进的医学影像设备是先进的医学图像处理与分析的基础，特别是多排CT与高场MR带给临 床的是更快的扫描速度(0. 5S)、更高的图像分辨率(0. 3MM)、更多的单个病人数据量(> 2000层)、更广泛的临床应用(CTA，MRA)等，与此同时，需要更丰富的软件处理能力。在医 学诊断中，医务人员通过观察多组二维断层图像，在大脑中进行三维数据的重建，以此来确 定病变体的空间结构。这就难以准确确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物 组织之间的关系。因此，从一系列二维断层图像生成三维图像在医学观察中是越来越需要 和迫切。对于过去长期使用单排CT的医生来说，先进影像设备不是简单的硬件上的提升， 也是诊断技术、诊断方式上的革命性的改变。如果依然延续过去单排CT或普通MR的扫描、 处理、诊断方式，在很大的程度上，没有发挥设备革命性的升级对诊断上的重大的影响，而 是简单地把先进设备认为是图像更好，速度更快的影像设备，在临床的作用将受到我们传 统应用观念和方法上的限制，而没有得到最大程度上的发挥。要充分发挥先进影像设备临 床应用价值，挖掘海量数据的诊断内容，就需要从常规的2D阅片工作站与时俱进到3D专业 工作站.医生可以从大量图像数据中，找到真正有价值的图像，减少了诊断信息上的疏漏。 除放射科室以外，3D医疗影像在手术计划以及教学演示等，同样起着相当重要的作用。医生 依靠先进的PACS系统和数字化3D专业软件，可以更直观、精确地、多角度来观察组织形态 结构，真正享受由专业软件带来的快速、有效、直观的工作环境。3D专业工作站系统将为临 床阅片提供新一代的解决方案。在兼容传统的2D阅片工作站的基础上，提供更适合医生认 识与思维的诊断信息。三维可视化技术的具体应用存在很多环节，包含数据组织、预处理、可视化过程中 的后端计算和前端展示，是一个系统工程。在这里，我们主要描述三维可视化的前端屏示内 容。三维显示过程度中，需要考虑如何对三维体进行直观的操作，由于我们所处理后的三维 体是在二维显示器上进行显示的，屏幕上的鼠标操作也只能有二维的效果，要在二维屏幕 上表现一个三维内容，而且要让用户感觉是在操作一个三维体，是一件比较麻烦的事情。传 统的方法是通过鼠标左右移动和上下移动来实现物体的旋转操作，通过鼠标状态切换来达 到与其它操作动作进行切换，如图1、2所示当鼠标左移的时候三维物体中心位置不变，物体将向左旋转；当鼠标右移的时候 三维物体中心位置不变，物体将向右旋转。当鼠标上移的时候三维物体中心位置不变，物体将向上旋转；当鼠标下移的时候 三维物体中心位置不变，物体将向下旋转。采用这种方法可以通过二维鼠标的移动来实现三维物体的旋转操作，但是在实际 应用中使用起来并不方便，首先鼠标的移动的过程并不是规则的，当用户向一个方向平移的时候，鼠标移动并不是平直的，例如我们希望鼠标向左平移，但实际情况往往会引起向上或 者向下有所偏差，这样就很难达到我们预想的旋转方向。另外如果把鼠标的状态定义为操作 旋转的状态，其它的操作就要靠切换鼠标状态来改变，在操作过程中频繁的切换鼠标状态，这 样就会多出很多不必要的操作动作，使用时间一久就会认用户感觉很麻烦、不方便。
发明内容
本发明是一种三维图像体旋转方法，采用传统的方法虽然存在一些问题，但是确 实可以达到预期的目的。如何对它进行改善呢？采用鼠标对三维体进行操作是现采用计算 机显示三维效果的唯一操作工具，我们不可能去改变它。为了优化操作过程，提高物体旋转 的可预知性，避免状态的频繁切换，我们引入了一个操作示意图。该示意图将浮动在三维物 体的上方，示意图上有提供用户进行旋转操作的焦点，操作焦点可分为单一轴向旋转操作 的控制焦点和任意旋转操作的控制焦点。鼠标移动到非示意图焦点上可以用来对物体做其 它操作。采用这种方法可以将旋转的方法进行量化分解，同时避免了操作动作的频繁切换。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种三维图像体旋转方法，建立统一的坐标系，在三维图像上建立一个立方体，在 所述立方位的每一条线中心位置和线连接位置都设置了一个操作点，用来提供给用户进行 旋转操作的动作焦点；选中所述立方体上与坐标系X轴平行的线条中心位置操作点时，三维图像随鼠标 绕X轴旋转，选中所述立方体上与坐标系Y轴平行的线条中心位置操作点时，三维图像随鼠标 绕Y轴旋转，选中所述立方体上与坐标系Z轴平行的线条中心位置操作点时，三维图像随鼠标 绕Z轴旋转，选中所述立方体上线连接位置操作点时，三维图像随鼠标自由方向旋转。旋转时，所述立方体上有旋转方向提示标识。所述立方体浮动显示在三维图像上方。鼠标移开所述立方体图像框或者鼠标停止移动的时候，所述立方体自动隐藏，鼠 标移回所述立方体图像框所述立方体显示出来。
图1为现有技术鼠标左右移动示意图；图2为现有技术鼠标上下移动示意图；图3为本发明实施例Y轴方向旋转示意图；图4为本发明实施例X轴方向旋转示意图；图5为本发明实施例Z轴方向旋转示意图；图6为本发明实施例自由方向旋转示意图。
具体实施例方式下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明
采用传统的方法虽然存在一些问题，但是确实可以达到预期的目的。如何对它进 行改善呢？采用鼠标对三维体进行操作是现采用计算机显示三维效果的唯一操作工具，我 们不可能去改变它。为了优化操作过程，提高物体旋转的可预知性，避免状态的频繁切换， 我们引入了一个操作示意图。该示意图将浮动在三维物体的上方，示意图上有提供用户进行旋转操作的焦点， 操作焦点可分为单一轴向旋转操作的控制焦点和任意旋转操作的控制焦点。鼠标移动到 非示意图焦点上可以用来对物体做其它操作。采用这种方法可以将旋转的方法进行量化分 解，同时避免了操作动作的频繁切换。在操作过程中示意图将浮动显示在物体的上方，实时变化示意图的立方体旋转方 位，提示用户当前物体显示情况。将示意图重叠在物体上一同显示可以认用户的视点不需 要频繁的移动到其它位置，避免长时间工作眼球不断移动视点位置引起的视觉疲劳。当用户移开图像框或者鼠标停止移动的时候，示意图将自动隐藏。我们可以认为 当鼠标移开图像框，用户就不会对图像进行操作，可以隐藏示意图。当鼠标停止移动的时 候，用户应该是在对三维图像进行分析，为了不挡住图像内容，示意图应该隐藏。当鼠标重 新移回图像框，或者重新移动鼠标的时候应该重新将示意图显示出来。三维可视化效果由不同的算法原型计算出来的效果是不同的，具体的诊断意义也 不同，为了让用户能减低学习成本，我们将几种重建模式采用了统一的操作方法，统一使用 相同的示意图的方法来进行控制。在描述三维空间中最常使用的图型是立方体，为了让用户更习惯，我们使用立方 体作为三维物体的示意图，立方体为操作示意图在三维体旋转的时候，示意图会一同旋转， 提示用户当前物体具体旋转的位置。在立方位的每一条线中心位置和线连接位置都设置了 一个黑色的操作点，用来提供给用户进行旋转操作的动作焦点。当鼠标移动到操作点位置，系统会给出旋转方向的提示信息，具体的操作方法有 两种，一种为以单轴方向旋转，一种是任意方向旋转。 如图3所示，当鼠标选中示意图的小圆圈焦点进行移动的时候，物体将根据Y轴的 方向进行旋转。如图4所示，当鼠标选中示意图的小圆圈焦点进行移动的时候，物体将根据X轴方 向进行旋转。如图5所示，当鼠标选中示意图的小圆圈焦点进行移动的时候，物体将根据Z轴方 向进行旋转。如图6所示，当鼠标选中示意图的小圆圈焦点进行移动的时候，物体将根据自由 方向进行旋转。采用这种方法，可以将鼠标的动作量化成我们所需要的不同操作类型，避免了用 户操作需要频繁切换状态的问题。三维空间的变化可以用一个4*4的矩阵来表示，旋转控制中主要涉及的是 旋转变换，所有变换关系规定在右手坐标系中，依次绕三个轴旋转的旋转关系= xcosγ-ysinγ= xsin Y +ycos YtJ =z
权利要求
1.一种三维图像体旋转方法，其特征在于建立统一的坐标系，在三维图像上建立一 个立方体，在所述立方位的每一条线中心位置和线连接位置都设置了一个操作点，用来提 供给用户进行旋转操作的动作焦点；选中所述立方体上与坐标系X轴平行的线条中心位置操作点时，三维图像随鼠标绕X 轴旋转，选中所述立方体上与坐标系Y轴平行的线条中心位置操作点时，三维图像随鼠标绕Y 轴旋转，选中所述立方体上与坐标系Z轴平行的线条中心位置操作点时，三维图像随鼠标绕Z 轴旋转，选中所述立方体上线连接位置操作点时，三维图像随鼠标自由方向旋转。
2.根据权利要求1所述的一种三维图像体旋转方法，其特征在于旋转时，所述立方体 上有旋转方向提示标识。
3.根据权利要求1所述的一种三维图像体旋转方法，其特征在于所述立方体浮动显 示在三维图像上方。
4.根据权利要求1所述的一种三维图像体旋转方法，其特征在于鼠标移开所述立方 体图像框或者鼠标停止移动的时候，所述立方体自动隐藏，鼠标移回所述立方体图像框所 述立方体显示出来。
全文摘要
本发明是一种三维图像体旋转方法，采用鼠标对三维体进行操作是现采用计算机显示三维效果的唯一操作工具，本发明不可能去改变它。为了优化操作过程，提高物体旋转的可预知性，避免状态的频繁切换，本发明引入了一个操作示意图。该示意图将浮动在三维物体的上方，示意图上有提供用户进行旋转操作的焦点，操作焦点可分为单一轴向旋转操作的控制焦点和任意旋转操作的控制焦点。鼠标移动到非示意图焦点上可以用来对物体做其它操作。采用这种方法可以将旋转的方法进行量化分解，同时避免了操作动作的频繁切换。
文档编号G06F3/048GK102004612SQ20101057235
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者陈闽峰 申请人:深圳市蓝韵实业有限公司