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醫(yī)學影像3d建模軟件

發(fā)布時間：2023-04-29 02:52:00 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 1368

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關于醫(yī)學影像3d建模軟件的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、醫(yī)學圖像三維可視化和三維重建的區(qū)別
2、醫(yī)學影像技術專科有三維設計嗎
3、三維圖形可視化制作技術
4、cyber軟件賽博朋克視頻特效公式

醫(yī)學影像3d建模軟件

一、醫(yī)學圖像三維可視化和三維重建的區(qū)別

我理解三維重建是指基于CT投影數(shù)據(jù)轉換為體數(shù)據(jù)的過程，這個是設備廠商及相關研究人員關注的；三維重建之后的數(shù)據(jù)另存為連續(xù)切片(醫(yī)療是DICOM格式)，可以通過DICOM閱讀軟件，AMIRA，AVIZO，MIMICS等高級三維可視化軟件進行可視化，并可以提取關心的數(shù)據(jù)，并進行量化分析等。

二、醫(yī)學影像技術專科有三維設計嗎

醫(yī)學影像技術?？朴腥S設計，醫(yī)學影像技術主要研究基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、醫(yī)學影像學等方面的基本知識和技能，以影像診斷學和介入醫(yī)學為手段，進行疾病的診斷、治療等。常見的醫(yī)學影像診斷技術有CT、B超、X光片、核磁共振、多普勒彩超等，常見的治療技術有腫瘤放射治療。

三、三維圖形可視化制作技術

（一）OpenGL

OpenGL（Open Graphics Libaray）由SGI公司為其圖形工作站開發(fā)的可以獨立于窗口操作和硬件環(huán)境的圖形開發(fā)系統(tǒng)。其目的是將用戶從具體的硬件和操作系統(tǒng)中解放出來。用此系統(tǒng)可以不去理解這些系統(tǒng)的結構和指令系統(tǒng)，只要按規(guī)定的格式書寫應用程序就可以在任何支持該語言的硬件平臺上執(zhí)行。由于OpenGL的高度可重用性，已經(jīng)有幾十家大公司表示接受OpenGL作為標準軟件接口，目前加入OpenGL ARB（OpenGL體系結構審查委員會）的成員有SGI公司、HP公司、MicroSoft公司、Intel公司、IBM公司、SUN公司、DEC公司、AT&T公司的Unix軟件實驗室等。在該組織的努力下，OpenGL已經(jīng)成為高性能圖形和交互式視景處理的工業(yè)標準，能夠在Windows95/98、Windows NT、Windows 2K、Macos、Beos、OS/2以及Unix上應用。OpenGL的實質是作為圖形硬件的軟件接口，是一組三維的API函數(shù)。

1.OpenGL的主要功能

（1）建模。不但有簡單的點線面還提供了復雜的三維物體（球、錐等）以及復雜的曲線曲面（Bezier、Nurbs等）繪制函數(shù)。

（2）變換。主要包括基本變換（平移、旋轉等）和投影變換（平行、透視投影等）。

（3）顏色模式設置。RGBA模式、ColorIndex顏色索引。

（4）光照和材質設置。OpenGL光有輻射光、環(huán)境光、漫反射光、鏡面光；材質是用光反射率來表示的。場景中物體最終反映到人眼的顏色是光的RGB分量和材質的RGB分量疊加形成的。

（5）紋理映射。主要表達物體表面的細節(jié)。

（6）位圖顯示和圖像增強。圖像功能除了基本的復制和圖像像素讀寫外，還提供融合（Blending）、反走樣（Antialiasing）、霧化（Fog）等特殊的圖像處理效果。

（7）雙緩沖（Double Buffering）動畫。雙緩沖即前臺緩沖和后臺緩沖。后臺計算場景、產(chǎn)生畫面，前臺顯示后臺已經(jīng)計算好的畫面。

（8）交互技術。主要是提供三種工作模式：繪圖模式、選擇模式和反饋模式。繪圖模式完成場景的繪制，可以借助物體的幾何參數(shù)及運動控制參數(shù)、場景的觀察參數(shù)、光照參數(shù)和材質參數(shù)、紋理參數(shù)、OpenGL函數(shù)的眾多常量控制參數(shù)、時間參數(shù)等和Windows對話框、菜單、外部設備等構成實時交互的程序系統(tǒng)。在選擇模式下，則可以對物體進行命名，選擇命名的物體，控制對命名的物體的繪制。而反饋模式則給程序設計提供了程序運行的信息，這些信息也可反饋給用戶，告訴用戶程序的運行狀況和監(jiān)視程序的運行進程。

（9）其他。利用OpenGL還能實現(xiàn)深度暗示（Depth Cue）、運動模糊（Motion Blur）等特殊效果。

2.OpenGL的基本原理

OpenGL是一個硬件發(fā)生器的軟件接口，其主要目的是將二維、三維物體繪制到一個幀緩沖里，它包括幾百個圖形函數(shù)。開發(fā)者主要利用這些函數(shù)來建立三維模型和進行三維實時交互。

（1）圖元操作和指令。OpenGL能夠從多種可選擇的模式畫圖元，而且一種模式的設置一般不會影響其他模式的設置，無論發(fā)生深墨情況，指令總是被順序處理，也就是說，一個圖元必須完全畫完之后，后繼圖元才能影響幀存。

（2）圖形控制。OpenGL提供諸如變換矩陣、光照、反走樣方法、像素操作等參數(shù)來控制二維和三維圖形的繪制。它并不提供一個描述或建立復雜幾何物體的手段。OpenGL提供的是怎樣畫復雜物體的機制而非描繪復雜物體本身的面面俱到的工具。即OpenGL是過程性的而非描述性的。

（3）執(zhí)行模式。OpenGL命令的解釋模式是客戶/服務器模式的，即由客戶發(fā)布命令，命令由OpenGL服務器（解釋器）來處理，服務器可以運行在相同的或不同的計算機上，基于這一點，OpenGL是網(wǎng)絡透明的。

地下水三維可視化系統(tǒng)開發(fā)與應用

3.OpenGL的命令語法與狀態(tài)

基于OpenGL標準開發(fā)的微機應用程序必須在32位Windows平臺下，如Windows98/NT環(huán)境，運行時所需的動態(tài)連接庫為OpenGL32.DLL、Glu32.DLL。OpenGL包含100多個庫函數(shù)，這些函數(shù)按一定的格式來命名。

（1）核心函數(shù)115個，每個函數(shù)以gl開頭，這些函數(shù)是最基本的，可以運行在任何工作平臺上。這些函數(shù)創(chuàng)建二維和三維幾何形體，設置視點，建立視覺體，設置顏色及材質，建立燈光，進行紋理映射，反走樣，處理融合，霧化場景等，它們可以接受不同的參數(shù)，因而可派生300多個函數(shù)。

（2）OpenGL實用庫函數(shù)以glu開頭，共43個。這些函數(shù)基于OpenGL核心函數(shù)，主要提供對輔助函數(shù)的支持，并且執(zhí)行了核心OpenGL函數(shù)的交互，因而是比核心函數(shù)更高一層的函數(shù)，也更有通用性。可以運行在任何OpenGL工作平臺上。

（3）輔助庫函數(shù)，共31個。以aux開頭，它們是一類特殊的OpenGL函數(shù)，是幫助初學者盡快進入OpenGL編程而做簡單練習用的。因此并不能在所有平臺上運行。但Windows98/NT支持它們。

（4）Windows專用庫函數(shù)，以wgl開頭。主要是連接OpenGL和Windows窗口系統(tǒng)的，用它們可以管理著色描述表及顯示列表，擴展功能，管理字體位圖等。

（5）Win32 API函數(shù)，共6個，用于處理像素格式及緩沖。

（6）OpenGL結構，共4個。

4.OpenGL圖形操作步驟

步驟1：設置像素格式：主要包括建立OpenGL繪制風格、顏色模式、顏色位數(shù)、深度位數(shù)等；

步驟2：建立模型：建立三維模型；

步驟3：舞臺布景：如何把景物放置在三維空間的適當位置，設置三維透視視覺體以觀察場景；

步驟4：效果處理：設置物體的材質（顏色、光學性能及紋理映射等）加入光照及光照條件；

步驟5：光柵化：把景物及其顏色信息轉化為可在計算機上顯示的像素信息。

（二）VRML

1.VRML簡介

VRML是英文Virtual Reality Modeling Language——虛擬現(xiàn)實造型語言的縮寫。其最初的名字叫Virtual Reality Makeup Language。名字是由第一屆WWW（1994，日內瓦）大會上，由Tim Berners Lee和Dave Raggett所組織的一個名為Bird-of-a-Feather（BOF）小組提出的。后來Makeup改為Modeling。VRML和HTML是緊密相連的，是HTML在3D領域的模擬和擴展。由于VRML在Internet具有良好的模擬性和交互性，因而顯示出強大的生命力。

VRML是一種3D交換格式，它定義了當今3D應用中的絕大多數(shù)常見概念，諸如變換層級、光源、視點、幾何、動畫、霧、材質屬性和紋理映射等。VRML的基本目標是確保能夠成為一種有效的3D文件交換格式。

VRML是HTML的3D模型。它把交互式三維能力帶入了萬維網(wǎng)，即VRML是一種可以發(fā)布3D網(wǎng)頁的跨平臺語言。事實上，三維提供了一種更自然的體驗方式，例如游戲、工程和科學可視化、教育和建筑。諸如此類的典型項目僅靠基于網(wǎng)頁的文本和圖像是不夠的，而需要增強交互性、動態(tài)效果連續(xù)感以及用戶的參與探索，這正是VRML的目標。

VRML提供的技術能夠把三維、二維、文本和多媒體集成為統(tǒng)一的整體。當把這些媒體類型和腳本描述語言（scripting language）以及因特網(wǎng)的功能結合在一起時，就可能產(chǎn)生一種全新的交互式應用。VRML在支持經(jīng)典二維桌面模型的同時，把它擴展到更廣闊的時空背景中。

VRML是賽博空間（cyber space）的基礎。賽博空間的概念是由科幻作家William Gibson提出的。雖然VRML沒有為真正的用戶仿真定義必要的網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫協(xié)議，但是應該看到VRML迅速發(fā)展的步伐。作為標準，它必須保持簡單性和可實現(xiàn)性，并在此前提下鼓勵前沿性的試驗和擴展。

2.VRML的基本工作原理及其特性

（1）用文本信息描述三維場景。在Internet網(wǎng)上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景，解釋生成的標準規(guī)范即是VRML規(guī)范。正是基于VRML的這種工作機制，才使其可能在網(wǎng)絡應用中有很快的發(fā)展。當初VRML的設計者們考慮的也正是文本描述的信息在網(wǎng)絡上的傳輸比圖形文件迅速，所以他們避開在網(wǎng)絡上直接傳輸圖形文件而改用傳輸圖形文件的文本描述信息，把復雜的處理任務交給本地機從而減輕了網(wǎng)路的負荷。

（2）統(tǒng)分結合模式。VRML的訪問方式基于C/S模式，其中服務器提供VRML文件，客戶通過網(wǎng)絡下載希望訪問的文件，并通過本地平臺的瀏覽器（Viewer）對該文件描述的VR世界進行訪問，即VRML文件包含了VR世界的邏輯結構信息，瀏覽器根據(jù)這些信息實現(xiàn)許多VR功能。這種由服務器提供統(tǒng)一的描述信息，客戶機各自建立VR世界的訪問方式被稱為統(tǒng)分結合模式，也是VRML的基本概念。由于瀏覽器是本地平臺提供的，從而實現(xiàn)了VR的平臺無關性。

（3）基于ASCII碼的低帶寬可行性。VRML像HTML一樣，用ASCII文本格式來描述世界和鏈接，保證在各種平臺上通用，同時也降低了數(shù)據(jù)量，從而在低帶寬的網(wǎng)絡上也可以實現(xiàn)。

（4）實時3D著色引擎。傳統(tǒng)的VR中使用的實時3D著色引擎在VRML中得到了更好的體現(xiàn)。這一特性把VR的建模與實時訪問更明確地隔離開來，也是VR不同于三維建模和動畫的地方。后者預先著色，因而不能提供交互性。VRML提供了6+1個自由度，即三個方向的移動和旋轉，以及和其他3D空間的超鏈接（Anchor）。

（5）可擴充性。VRML作為一種標準，不可能滿足所有應用的需要。有的應用希望交互性更強，有的希望畫面質量更高，有的希望VR世界更復雜。這些要求往往是相互制約的，同時又受到用戶平臺硬件性能的制約，因而VRML是可擴充的，即可以根據(jù)需要定義自己的對象及其屬性，并通過Java語言等方式使瀏覽器可以解釋這種對象及其行為。

（三）X3D

X3D（Extensible 3D——可擴展3D）是一個軟件標準，定義了如何在多媒體中整合基于網(wǎng)絡傳播的交互三維內容。X3D將可以在不同的硬件設備中使用，并可用于不同的應用領域中。比如工程設計、科學可視化、多媒體再現(xiàn)、娛樂、教育、網(wǎng)頁、共享虛擬世界等方面。X3D也致力于建立一個3D圖形與多媒體的統(tǒng)一的交換格式。X3D是VRML的繼承。VRML（Virtual Reality Modeling Language-虛擬現(xiàn)實建模語言）是原來的網(wǎng)絡3D圖形的ISO標準（ISO/IEC 14772）。X3D相對VRML有了改進，提供了以下的新特性：更先進的應用程序界面，新添的數(shù)據(jù)編碼格式，嚴格的一致性，組件化結構（用來允許模塊化的支持標準的各部分）。

1.X3D設計目標

X3D確立了以下的設計目標：

（1）分離數(shù)據(jù)編碼和運行時間結構；

（2）支持大量的數(shù)據(jù)編碼格式，包括XML（Extensible Markup Language）；

（3）增加新的繪圖對象、行為對象、交互對象；

（4）給3D場景提供可選的應用程序界面（APIs）；

（5）定義規(guī)格的子集“概貌（Profiles）”以適合不同的市場需要；

（6）允許在不同層次（1evels）的服務上都能實現(xiàn)X3D規(guī)格；

（7）盡可能添加完善規(guī)格中行為的定義或描述。

2.X3D特性

為了滿足工程設計、科學可視化、多媒體再現(xiàn)、娛樂、教育、網(wǎng)頁、共享虛擬世界等方面使用的需要，X3D添加了以下的新特性：

（1）3D圖形：多邊形化幾何體、參數(shù)化幾何體、變換層級、光照、材質、多通道/多進程紋理帖圖；

（2）2D圖形：在3D變換層級中顯示文本、2D矢量、平面圖形；

（3）動畫：計時器和插值器驅動的連續(xù)動畫；人性化動畫和變形；

（4）空間化的音頻和視頻：在場景幾何體上映射視聽源；

（5）用戶交互：基于鼠標的選取和拖曳；鍵盤輸入；

（6）導航：攝像機；用戶在3D場景中的移動；碰撞、接近和可見性檢測；

（7）用戶定義對象：通過創(chuàng)建用戶定義的數(shù)據(jù)類型，可以擴展瀏覽器的功能；

（8）腳本：通過程序或腳本語言，可以動態(tài)地改變場景；

（9）網(wǎng)絡：可以用網(wǎng)絡上的資源組成一個單一的X3D場景；可以通過超鏈接對象連接到其他場景或網(wǎng)絡上的其他資源；

（10）物理模擬：人性化動畫；地理化數(shù)據(jù)集；分布交互模擬（Distributed Interactive Simulation-DIS）協(xié)議整合。

（四）Java 3D

Java 3D用其自己定義的場景圖和觀察模式等技術構造了3D的上層結構，實現(xiàn)了在Java平臺使用三維技術。Java 3D API是Sun定義的用于實現(xiàn)3D顯示的接口。3D技術是底層的顯示技術，Java 3D提供了基于Java的上層接口。Java 3D把OpenGL和DirectX這些底層技術包裝在Java接口中。這種全新的設計使3D技術變得不再繁瑣并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架構，這些特性保證了Java 3D技術強大的擴展性。Java 3D建立在Java2（Java1.2）基礎之上，Java語言的簡單性使Java 3D的推廣有了可能。Java 3D是在OpenGL的基礎上發(fā)展起來的，可以說是Java語言在三維圖形領域的擴展，其實質是一組API即應用程序接口。利用Java 3D所提供的API就可以編寫出一些諸如三維動畫、遠程三維教學軟件、三維輔助設計分析和模擬軟件，以及三維游戲等。它實現(xiàn)了以下三維功能：

（1）生成簡單或復雜的形體（也可以調用現(xiàn)有的三維形體）；

（2）使形體具有顏色、透明效果、貼圖；

（3）在三維環(huán)境中生成燈光、移動燈光；

（4）具有行為的處理判斷能力（鍵盤、鼠標、定時等）；

（5）生成霧、背景、聲音；

（6）使形體變形、移動、生成三維動畫；

（7）編寫非常復雜的應用程序，用于各種領域如VR（虛擬現(xiàn)實）。

1.Java 3D的數(shù)據(jù)結構

Java 3D的數(shù)據(jù)結構和OpenGL的數(shù)據(jù)結構一樣，采用的是場景圖的數(shù)據(jù)結構，但Java 3D根據(jù)Java語言的特點。Java 3D的場景圖是DAG（Directed-acyclic Graph），其特點是具有方向的不對稱性。Java 3D的場景圖由Java 3D的運行環(huán)境直接轉變成具有三維顯示效果的顯示內存數(shù)據(jù)，從而在計算機上顯示出三維效果，顯示內存中不斷接收Java 3D的運行最新結果，從而產(chǎn)生三維動畫。

2.、Java 3D（API）中的類

Java 3D是根據(jù)OpenGL的三維圖形庫及VRML的基礎上開發(fā)出來的一個API，里面包含了幾乎所有編寫Java交互式三維應用程序所需的最基本的類（類方法）、接口。主要存放在程序包Javax.media.j3d中，這些是Java 3D的核心類。另外，還有提供一個有助于快速編程的應用類型的包（Utility包）com.sun.j3d.utils（可或缺，主要是能大大地提高程序的編寫效率）。除了核心類和Utility包之外，還有：

（1）Java.awt（主要是定義一個顯示用的窗口）；

（2）Javax.vecmath（主要是處理定義的矢量計算所用的類，今后核心類）；

（3）Java 3D的類根據(jù)作用可分為Node、NodeComponent，其中Node又分為Group及Leaf兩個子類。

（五）IDL

1.IDL簡介

IDL（Interactive Data Language）是美國RSI公司（Research System Inc）的產(chǎn)品，它集可視、交互分析、大型商業(yè)開發(fā)為一體，為用戶提供了完善、靈活、有效的開發(fā)環(huán)境。IDL的主要特性包括：

（1）高級圖像處理、交互式二維和三維圖形技術、面向對象的編程方式、OpenGL圖形加速、跨平臺圖形用戶界面工具包、可連接ODBC兼容數(shù)據(jù)庫及多種程序連接工具等。

（2）IDL是完全面向矩陣的，因此具有處理較大規(guī)模數(shù)據(jù)的能力。IDL可以讀取或輸出有格式或無格式的數(shù)據(jù)類型，支持通用文本及圖像數(shù)據(jù)，并且支持在NASA，TPT，NOAA等機構中大量使用的HDF，CDF及netCDF等科學數(shù)據(jù)格式及醫(yī)學掃描設備的標準格式DICOM格式。IDL還支持字符、字節(jié)、16位整型、長整型、浮點、雙精度、復數(shù)等多種數(shù)據(jù)類型。能夠處理大于2Gb的數(shù)據(jù)文件。IDL采用OpenGL技術，支持OpenGL軟件或硬件加速，可加速交互式的2D及3D數(shù)據(jù)分析、圖像處理及可視化?？梢詫崿F(xiàn)曲面的旋轉和飛行；用多光源進行陰影或照明處理；可觀察體（Volume）內部復雜的細節(jié)；一旦創(chuàng)建對象后，可從各個不同的視角對對象進行可視分析。

（3）IDL具有圖像處理軟件包，例如感興趣區(qū)（ROI）分析及一整套圖像分析工具、地圖投影及轉換軟件包，宜于GIS的開發(fā)。

（4）IDL帶有數(shù)學分析和統(tǒng)計軟件包，提供科學計算模型?？蛇M行曲線和曲面擬合分析、多維網(wǎng)格化和插值、線性和非線性系統(tǒng)等分析。

（5）用IDL DataMiner可快速訪問、查詢并管理與ODBC兼容的數(shù)據(jù)庫，支持Oracle，Informix，Sybase，MS SQL等數(shù)據(jù)庫?？梢詣?chuàng)建、刪除、查詢表格，執(zhí)行任意的SQL命令。

（6）IDL可以通過ActiveX控件將IDL應用開發(fā)集成到與COM兼容的環(huán)境中。用Vi-sual Basic，Visual C++等訪問IDL，還可以通過動態(tài)連接庫方式從IDL調用C，F(xiàn)ortran程序或從其他語言調用IDL。

（7）用IDL GUIBuilder可以開發(fā)跨平臺的用戶圖形界面（GUI），用戶可以拖放式建立圖形用戶界面GUI，靈活、快速地產(chǎn)生應用程序的界面。

（8）IDL為用戶提供了一些可視數(shù)據(jù)分析的解決方案，早在1982年NASA的火星飛越航空器的開發(fā)就使用了IDL軟件。

2.IDL的編程方式

IDL有兩種編程方式，一是利用IDL平臺的GUIBuilder進行編程，這種方式的特點是所見即所得，使用IDL自身所具有的控件進行編程和界面設置，但使用靈活性不夠；另一種是利用IDL平臺的集成開發(fā)環(huán)境的組件編程技術，這種方式的特點是較為靈活，而且功能較強，可以隨著編程者的意愿進行設置。另外在IDL中有批處理文件語句，即在命令行中直接輸入命令語句來進行數(shù)據(jù)的讀入和輸出，以及進行屬性設置和處理。此外，IDL提供IDLDRAW WIDGET控件，可進行基于COM技術的開發(fā)。

3.IDL的應用領域

由于其強大的功能和獨特的特點，IDL語言可以應用地球科學（包括氣象、水文、海洋、土壤、地質、地下水等）、醫(yī)學影像、圖像處理、GIS系統(tǒng)、軟件開發(fā)、大學教學、實驗室、測試技術、天文、航空航天、信號處理、防御工程、數(shù)學統(tǒng)計及分析、環(huán)境工程等很多領域，IDL語言都可以得到廣泛的應用。目前應用IDL語言，已經(jīng)開發(fā)出了ENVI，IMAGIS，RiverTools，醫(yī)學等成熟產(chǎn)品。具體的應用實例也非常多，如在2000年澳大利亞悉尼奧運會綜合預報系統(tǒng)、美國國家環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)和信息服務中心的厄爾尼諾現(xiàn)象分析等工作中得到了成功的應用。

北京市勘察設計研究院應用IDL語言，已開發(fā)了真三維地質分析系統(tǒng)AutoDig，能夠直接對簡單的地質數(shù)據(jù)，或其他帶層次性的數(shù)據(jù)實現(xiàn)科學的、完整的三維建模；同時也提供真三維顯示功能，不僅能對三維體實現(xiàn)任意的旋轉、放大、縮小，而且也能實現(xiàn)交互式的真三維切割功能。

（六）小結

三維圖形技術是隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展而發(fā)展變化的，其鼻祖是SGI公司推出的OpenGL三維圖形庫。OpenGL是業(yè)界最為流行也是支持最廣泛的一個底層3D技術，幾乎所有的顯卡廠商都在底層實現(xiàn)了對OpenGL的支持和優(yōu)化。OpenGL同時也定義了一系列接口用于編程實現(xiàn)三維應用程序，但是這些接口使用C（C++）語言實現(xiàn)并且很復雜。掌握針對OpenGL的編程技術需要花費大量時間精力。

Java 3D是在OpenGL的基礎上發(fā)展起來的，可以說是Java語言在三維圖形領域的擴展，其實質是一組API即應用程序接口。

Direct3D是Microsoft公司推出的三維圖形編程API，它主要應用于三維游戲的編程。眾多優(yōu)秀的三維游戲都是由這個接口實現(xiàn)的。與OpenGL一樣，Direct3D的實現(xiàn)主要使用C++語言。

VRML2.0（VRML97）自1997年12月正式成為國際標準之后，在網(wǎng)絡上得到了廣泛的應用，這是一種比BASIC，JAVASCRIPT等還要簡單的語言?，F(xiàn)已發(fā)展為X3D。腳本化的語句可以編寫三維動畫片、三維游戲、計算機三維輔助教學。它最大的優(yōu)勢在于可以嵌在網(wǎng)頁中顯示。

美國RSI公司（Research System Inc）研制和開發(fā)的最新可視軟件IDL（Interactive Data Language）交互式數(shù)據(jù)語言，是進行數(shù)據(jù)分析、可視化和跨平臺應用開發(fā)的較佳選擇，它集可視、交互分析、大型商業(yè)開發(fā)為一體，為用戶提供了完善、靈活、有效的開發(fā)環(huán)境。三維技術的比較見表1-2。

表1-2 三維技術對比

四、cyber軟件賽博朋克視頻特效公式

大家好，我是阿潘，今天跟大家分享一個賽博朋克特效的實現(xiàn)算法0404e422c9bfe85c6c8a763d491d2539.png

為了寫好這篇文章, 找了很多資料, 如果對你有幫助的話, 幫忙分享一波, 支持一下, 感謝!!!

主要內容：

1、什么是賽博朋克風格

2、PS 如何做出賽博朋克風格

3、使用opencv 實現(xiàn)

1、什么是賽博朋克風格

根據(jù)維基百科上面的描述：賽博朋克（Cyberpunk）是反烏托邦未來主義背景中的科幻小說的一個子流派，傾向于關注“下層社會生活和高科技的結合”，以人工智能和控制論等未來主義技術和科學成就為特色，與社會崩潰、反烏托邦并列或衰退

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyberpunk

英文原文：

Cyberpunk is a subgenre of science fiction in a dystopian futuristic setting that tends to focus on a "combination of lowlife and high tech",[1] featuring futuristic technological and scientific achievements, such as artificial intelligence and cybernetics, juxtaposed with societal collapse, dystopia or decay

欣賞一下

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2、PS 如何做出賽博朋克風格

上面描述賽博朋克的定義，但是我們想要的是賽博朋克的風格實現(xiàn)，因此，需要查了一下，在利用 p 圖軟件（PS）中是如何實現(xiàn)的。

簡單來說，我們需要了解賽博朋克的畫風具體是什么樣子的。

賽博朋克風格在視覺設計中的特點就是藍、紫、青等冷色調為主色調，霓虹燈光感效果為輔助，故障藝術風為輔助(圖像的失真、錯位、破碎等) ，有時還可以加一些異常的現(xiàn)象比如180度翻轉的建筑，還有復古風和未來風并存。

具體思路：

1、讓畫面呈現(xiàn)冷色調

2、具有對比效果的冷暖色調，顏色花哨（色相、飽和度、明亮度）

2.1 讓紅色更偏洋紅，橙黃色都往紅色靠攏，藍色紫色都偏青

2.2 所有的顏色往洋紅和青藍色上面調

2.3 再加一層純色濾鏡，顏色選擇偏紫色，介于藍色紅色之間，可以更好的平衡色彩

https://www.zhihu.com/question/269194796/answer/652003989

以上是PS 大佬的 PS 具體操作流程，翻譯成自己能理解的技術方案

1、opencv 實現(xiàn)冷色調

2、讓整體圖片往一些特殊的顏色上靠

3、使用opencv 實現(xiàn)

首先介紹一個好用的網(wǎng)站：

https://www.w3schools.com/colors/colors_hsl.asp

4e4f325dfd020013b1674c44069c312d.png

可以直接通過調整HSL空間的值，來查看 RGB 色彩空間對應的值，比起放公式，會直觀很多。

另外簡單介紹一下，我們這里會用到的兩個色彩空間，HSL 和 LAB （主要目的是為了讓我們將顏色映射到目標顏色的值區(qū)間，下面會考 8e0d4c8db4ef4b7af093225966639e9f.png）

HSL 色相（Hue）、飽和度（Saturation）、亮度（Lightness）

5c8995b0956a1633656d77b1cea88512.png

LAB 亮度（L）、綠紅（a）、藍黃（b）

67e1b9ae130f6b78eb0774df3054da4a.jpeg

這里需要注意的是，很多內容都會提到這兩個色彩空間，以及對應的值范圍，但是在 opencv 中會值做一些特定的映射?。?！

例如，我們上面提供的工具網(wǎng)頁 w3school ，顯示的 hsl 的值范圍和實際上 opencv的值范圍并不一樣（這里你可以試著寫一個代碼來驗證）

h : 0 - 360 ⇒ OpenCV range = H/2 (0 > H > 180)

s : 0 - 1 ⇒ OpenCV range = 255*S (0 > S > 255)

l : 0 - 1 ⇒ OpenCV range = 255*l (0 > S > 255)

對于 Lab 也是如此

0 > L > 100 ⇒ OpenCV range = L*255/100 (1 > L > 255)

-127 > a > 127 ⇒ OpenCV range = a + 128 (1 > a > 255)

-127 > b > 127 ⇒ OpenCV range = b + 128 (1 > b > 255)

為了更加清晰的看到不同色彩空間中，每個通道對分離并查看其對最終顯示效果的貢獻（以下示意圖來源：https://rodrigoberriel.com/ ）

HSV（因為沒有找 HSL，所以用 HSV 代替）

6c0fe5dce742f94a81bf5051fa537013.png

原始圖像 (a) 及其顏色通道：色調 (b)、飽和度 (c) 和值或亮度 (d)。在第二行，每個通道分別為灰度（單通道圖像）。

L*a*b or CIE Lab

cfcea0e8cd262cfb5127970d5901ab3f.png

原始圖像 (a) 及其顏色通道：亮度 (b)、a 維 (c) 和 b 維 (d)。在第二行，每個通道分別為灰度（單通道圖像）。

這個時候，可能會有一個疑問，這有什么用？

以 Lab 為例，可以看到：

a 維度（c圖）控制顏色的變化范圍是綠 --> 紅

b 維度（d圖）控制顏色的變化范圍是黃 --> 藍

對照 Lab 的色彩空間（就是那個球），以及我們目標的顏色范圍（藍、紫、青、紅），那么我們只需要將對應色彩空間中的值，調整到目標顏色的范圍即可實現(xiàn)?。?！

現(xiàn)在梳理一下我們的目標：

1、將圖片調整成冷色調、

2、可以利用 hsl 將顏色值控制在（藍、紫、青、紅）的區(qū)間，通過 w3schools 網(wǎng)站可視化，我們可以看到（藍、紫、青、紅）的值范圍是在180-360，映射到opencv中的值范圍就變成了 90-180

3、同樣的，利用 Lab 再次調整顏色到目標顏色的值范圍（個人感覺另一個目的是通過不同色彩空間的調整讓最終結果色彩更加的豐富）

效果展示 & 參考資料

原圖：

471d8de867d5b6222a8899896ae12cda.png

效果圖：

97fb63d96600dc8050f22f8ca9286578.jpeg

看到這里的小伙伴，可以賞個三連（點贊 + 在看 + 分享），代碼部分將會在下周分享出來（周末搞一波?。?！7f410956447cce706344dec3863ecdb0.png）

參考資料：

https://www.jianshu.com/p/7058debaaf2f

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyberpunk

https://www.zhihu.com/question/269194796/answer/652003989

https://blog.csdn.net/sinat_26917383/article/details/70860910

https://www.w3schools.com/colors/colors_hsl.asp

https://blog.csdn.net/lysslq2015/article/details/124987039

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/wcs/hls-color-spaces

https://blog.csdn.net/weixin_48623445/article/details/119395509

https://rodrigoberriel.com/2014/11/opencv-color-spaces-splitting-channels/

https://learnopencv.com/color-spaces-in-opencv-cpp-python/

https://github.com/howarder3/ironman2020_OpenCV_photoshop/blob/master/Day06_%E8%AA%BF%E6%95%B4%E8%89%B2%E8%AA%BF%E8%89%B2%E6%BA%AB%E7%99%BD%E5%B9%B3%E8%A1%A1_modify_color_temperature.ipynb

https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV#HSL_to_RGB

https://sensing.konicaminolta.asia/what-is-cie-1976-lab-color-space/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/158524543

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