当今世界越来越多人被内耳疾病所困恼,内耳是听觉的功能性器官,深入研究内耳早期发育是探索治疗方法的重要途径。本文提出一种基于渐变的内耳早期发育三维仿真方法解决内耳发育的计算机仿真问题,另外通过对内耳发育阶段三维模型及其渐变过程中的模型进行测量,给出一些测量数据,为渐变过程提供有效信息。论文主要工作如下:(1)源模型和目标模型特征点对获取。通过石蜡切片和三维重建技术构建源模型和目标网格模型,计算模型网格显著度,设定相应阈值提取出模型显著特征点信息,该方法简单快捷并且具有良好的抗噪性。构造源模型和目标模型包围盒,通过轴向将两模型近似对齐,将目标网格模型上特征点投影到源网格模型上,投影点即为对应的特征点,从而获取模型间的特征点对信息。(2)应用三维渐变技术实现内耳早期发育仿真过程。将三维模型上提取出的特征点对信息作为约束条件,构建一个径向基函数插值的隐式曲面函数,通过求解构建出的线性方程组,得到隐式曲面函数,即模型间的映射函数,从而建立模型顶点之间的匹配映射关系。在获得源模型和目标模型间的对应关系的基础上,采用拉普拉斯坐标双线性插值的方法进行路径插值,实现三维渐变的过程。此外,通过加入网格优化算法和平滑策略解决网格模型渐变过程中三角面片尺寸过大、狭长和渐变平滑等问题。(3)内耳早期发育三维测量。通过构建包围盒获得源网格模型与目标网格模型以及渐变过程中模型的三维尺寸信息,同时利用三维网格面片等信息可以获得网格模型的体积、面积等。这些模型测量数据对于计算机仿真具有重要作用,同时为内耳早期发育的研究提供有效的数据信息。本文通过构建径向基函数插值的隐式曲面函数和路径插值算法实现对内耳早期发育的计算机可视化仿真,该算法实现简单快捷,渐变过程自然平滑,对内耳早期发育的可视化仿真达到较好的效果。