3 D 模型重建

Image-EX三维重建模组

Image-EX三维重建模组是为研究和形象再现三维空间中物体之间所隐藏的相互关系而设计的。该软件集成于被广泛应用的Image-ex 软件平台之上，使用OpenGL®的虚拟视觉重现技术，可即时显示一组Z轴光切图像的三维结构。不象其它的图像分析工具，这一Image-ex的插入模块提供您完整而顺畅的工作流程：从图像采集、处理、分析到三维反卷积(SharpStack® )和三维重建，所有功能均在同一软件环境中完成。三维重建所用的系列光切图像(Z-stack)，可由插入模组Scope-ex(显微镜自动控制) 或AFA®(高级荧光图像采集系统)直接获取，也可使用由其它方式获取的图像序列(共聚焦显微镜图像)。

F1: 用户界面显示一输入光切图及重建后的三维结构图

功能特点 ( Features )
• 与Image-EX天衣无缝的集成
• 支持Windows 98/ME/2000/XP Pro
• 与Image-EX 的显微镜自动控制模组Scope和高级荧光图像采集模组AFA® 和三维反卷积模组SharpSt结合，组成全自动三维光学显微图像的完全解决方案

血管表面的封闭再现 血管表面的网栅化再现

多重正交和倾斜切割 感兴趣三维子区域

支持以下图像文件格式：
• AutoQuant (deb, avz)• Tiff (.tif, ,tiff)• Sequence (.seq)• Olympus FluoView Confocal (.tif)
• BioRad Confocal (.pic)• Carl Zeiss Confocal (.lsm)• Leica Confocal (lei)• Nikon Confocal (Ics)
对所支持的图像文件, 能自动读取图像参数，如波长、数字孔径(NA)、放大倍数、媒介质折光系数(Refractive Index)和X、Y、Z空间尺寸. 这些参数也可以人工输入。

形象再现(Visualization)
•三维透视图(Volume Rendering)、立体正交切割(Stack Slicer)和蒙太奇工具组(Montage Tools) ----所有这些功能都集成在同一功能组中
•三维透视(Volume Renderer)支持任意角度的观察，物体的透明度和阴影可调节
•三维图像的大小、旋转方向和镜头移动 (Panning) 可交互式 (Interactive) 控制
•空间像素尺寸(Voxel-size)和二次抽样(Subsampling)频率可调
•平均(Average)、总和(Sum) 及最大浓度(Maximum intensity) 透视模式
•自由的灯光亮度和方向调节，以达到最佳的照明和阴影效果

F2: 正交切面及投影图

• 材料纹理(Textures)、透明度(Transparencies)和阻光度(Opacity)选择
• 自由选择调色板色彩以达到最佳视觉效果
• 沿X、Y、Z轴方向的正交切割(Orthogonal Slicing)和方向可任意变换的自由面切割(Oblique Slicing)
• 正交和倾斜切割端面(Clipping Planes)显示，或同时定义多个切面并同时显示
• 用户可定义的感兴趣三维分区域(VOI, Volume of Interest)，可选择仅保留显示该分区域或切去该分区域，以更好地观察隐藏于三维结构内部的分支结构便
• 对所选择的灰度或色彩值，使用基于三角形化趋近(Triangularization) 的多种封闭表面重建技术(Iso-Surface).
• 使用OpenGL® 技术，所有的透视方式都可用立体像对方式(Stereo Mode)显示
• 立体正交切割(Stack Slicer)同时显示三维结构
XY,XZ,YZ平面切割后的相应端面投影图
F3: 动画合成器控制一虚拟相机的空间位置及拍摄密度

• 动画合成器(Animation Composer)能完全自由地控制一虚拟相机的空间位置及拍摄密度，并可将所拍动画以AVI文件格式输出
手动测量 (Manual Measurements)
手动测量可完成三维空间中点,距离, 角度等参数的测量. 通过交互式操

作,
定义以下基本测量单元 :

F4: 手动测量示例
点: 使用鼠标点击, 定义空间中的一点(如F4: PT2,PT3).
直线: 空间两点定义直线(如F4: LN1,LN2).
自由曲线: 点击多个空间点, 定义一条连接这些点的曲线 (如F4: PL1)
角度: 空间三点定义角度(如 F4: AN1).
通过以上基本测量单元, 可完成以下测量 :

F5: 切割边界线 F6: 通过曲面表面的曲线

F7: 中心距离及表面最短距离 F8: 点到物体表面最短距离
• 测量连接两个选定测量单元中心的线段长度(F4: LN4).
• 点到线的距离 (F4: LN3, 点PT4到线段LN2间的距离).
• 线段之间的空间夹角(F4: AN1).
• 连接多个选定测量单元的曲线长度(如F4: PL1)
• 当前平面的垂直面切割物体所形成的边界线(F5)
• 通过曲面表面, 连接曲面上两点并与当前平面平行的曲线(F6).
• 测量物体表面间的最短距离(F7: LN2).
• 测量两个选定物体中心间的距离(F7: LN1).
• 测量点到所选定的物体表面的最短距离(F8)

自动测量 (Volume Measurement)
基于灰度值的三维体积直方图, 自动定义三维空间物体, 并可测量如下参数:

交互式工具 (Interactive Tools)
• 在Imageex功能强大的图像增强处理功能基础上，增加了三维低通及高斯滤波器，辅以三维内差算法，不仅提高了图像运算速度, 也使生成的图像更顺畅.
• 选定或未选定对象显示模式, 使对目标对象的观测更方便．
• 手动分割：在交互模式下定义与当前观察面垂直的平面，分割相连的对象. ( F11 对象16, 17).
• 手动连接：在交互模式下选择两个分离的对象，使其连为一体. ( F11 对象18).
• 测量结果及其统计值可输出到Excel作进一步分析

F9: 对象 16,17 及12,14为分割后的结果, 对象18 为连接后的结果.

宏程序支持 ( Macro Language)
• 三维重建模组的所有操作都有相应的宏语言支持, 使其能 满足更高层次的要求.
• 通过宏程序, 可完成如测量结果提取, 外部对象绘制( External Objects), 测量条件控制等高级操作.

F10: 自动测量窗口

测量结果分析及输出
• 在直方图上选择参数值分布于某范围的对象，并可将该范围输出到范围滤波器.
• 基于测量结果的直方图, 可对测量对象物自动分类．

F11: 自动测量结果数据表

F12 : 测量结果直方图

四维图像的重建及测量（三维＋时间）
• 重建多个时间点的三维图像，播放器可动态播放四维重建结果.
• 可对对象的形态，位置随时间的变化规律进行分析，如追寻对象的运动轨迹，运动速度, 分析和测量其体积随时间的变化等.

F13 : 四维图像的重建及播放

F 14: 物体运动轨迹追踪