科学计算可视化是发达国家20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新研究领域。它运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程中产生的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理。科学计算可视化技术的核心是三维空间数据场的可视化,而体绘制是近年来迅速发展起来的一种三维数据场可视化方法,是当前可视化研究的热点。光线投射算法作为体绘制的经典算法,其原理采用为每个体素分配不透明度和颜色的方法来合成图像,因此有利于保留图像的细节,绘制高品质的图像,特别适用于绘制区域特征模糊的三维图像,因而得到了广泛应用。本文首先对科学计算可视化发展现状、体绘制技术总体的进行了一下探讨和研究,分类阐述了体绘制技术实现的几种主要算法,分析了它们的差异和特点。然后介绍了体绘制技术实现的理论基础,主要是介绍了体数据的特点、空间变换、投影变换、三维裁剪等,并研究了体绘制的光学模型,以确保实现有可靠的理论依据。接下来用C++语言实现了光线投射体绘制算法。其中内容包括:详细给出光线投射体绘制算法的原理和数据分类、不透明度和颜色赋值、重采样、图像合成等技术的实现,并采用了自适应光线终止法等方式提高了运行速度。由于传递函数的设计一直是体绘制技术高质量显示效果的瓶颈。本文还分析了传递函数设计的进展情况,并且根据由前向后合成方式的特点,提出并实现了一种传递函数实现方案,给出了实验结果。最后实现了软件系统——光线投射体绘制算法实验平台。该系统主要采用了体绘制的光线投射算法。系统的特色在于实现了体绘制算法某些步骤的控制接口,通过人机交互用户可以根据需要进行如下操作:合成方式、选择采样步长、传递函数选择、切片数据观察、选择绘制图像大小、视线方向等。系统对于某些特定VOL格式的体数据具有通用性。