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本课题的目的是在微机上研究、开发图像三维可视化软件算法，并应用在显微图像系统中，增加自动显微镜系统的附加功能，满足用户实际需要。在分析了图像三维可视化技术发展的现况后，明确了论文研究的关键技术是显微图像直接体视化中明暗模型及阻光度转换函数、视见变换及Shear-Warp因式分解、三维跟踪球交互技术，以及针对单目显微镜的仿真立体显示技术。论文中对此进行了大量的研究开发工作，在没有借助任何可视化软件平台条件下，完成了相应的算法的代码实现，这些算法已被应用到MOTIC3D系统中。
在明暗模型及阻光度转换函数方面，提出多维半自动阻光度转换函数解决方案。在显微图像直接体视技术中运用该类转换函数能有效地揭示出物体边界属性和物体内部细节的变化，并且通过对它的合适标定，可视化系统能显示更深层次的景物信息。在视见变换及Shear-warp(错切一变形)因式分解方面，采用了Shear-warp视见变换方法，并设计了该算法的实现策略，这样既提高了体视化的显示速度，又避免了图像失真问题的发生。在三维跟踪球交互技术方面，实现了虚拟跟踪球算法，解决了该算法实现时角度复杂、多个坐标体系转换等问题，操作者运用三维跟踪球交互技术能更好地挖掘显微样本的结构、属性等信息。在仿真立体显微显示技术方面，运用了脚印法体绘制技术成功地设计了仿真立体显微显示技术，使用户可以观察到通过单目显微镜获取的显微图像的立体信息。这些问题的解决极大地提高显微图像可视化系统的显示质量和易操作性，也扩大了显微镜的应用领域。