科学视点

古脊椎所等在CT数据三维重建和可视化软件开发研究中获进展

  近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员卢静、澳大利亚国立大学博士生胡雨致,与澳大利亚国家计算中心博士Ajay Limaye,在《皇家学会开放科学》(Royal Society Open Science)上发表了在三维重建和可视化计算机软件开发方面取得的新进展。

  X射线断层成像扫描技术(X-Ray Computed Tomography,X-CT)能无损获取样本的内部结构形态,在古生物学等领域得到应用,这对CT数据的处理,特别是其三维重建和可视化提出了更高的需求。目前,已有若干商业软件支持对CT数据的三维重建,但价格昂贵,且通常并没有针对古生物学、形态学和比较解剖学教学研究要求的特别优化。

  该研究以一组澳大利亚早泥盆世盾皮鱼化石的CT扫描数据为例,介绍了三维成像数据处理软件Drishti最新版本中的执行数据重建分割Drishti Paint模块,Drishti软件三个模块之间的关系和交互,以及体积探索、体渲染的应用功能等内容。该研究介绍了一种用于对体积数据进行阈值处理(即梯度阈值处理)的新工具,以及使用3D Freeform Painter工具执行三维分割的新方法。这些新工具和工作流程可以实现更准确,更精确的重建,建模和3D打印。该研究为CT数据的分割和重建提供了新的工具和思路,对于精准分割体数据,优化三维重建,三维模型制作、渲染和3D打印效果具有重要意义。

图1.Drishti paint中使用3D Freeform Painter工具对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼头部化石执行三维分割

图2.使用Drishti Paint对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼颌骨脉管结构进行三维重建


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