光线投射法是经典的直接体绘制算法,绘制质量高,现已得到大量的实际应用,基于该算法的改进也一直没有间断过。由于体数据数据量非常巨大,光线投射法直接对体素操作,所以计算复杂度很高,对它的改进主要是通过减少采样点个数、降低内层循环复杂度和改进插值算法的方式来提高绘制速度。随着计算机硬件的发展,特别是并行、可编程GPU和大显存显示卡的出现,我们可以充分利用GPU的快速浮点计算能力和大规模并行运算的特点,使体绘制速度基本达到中小规模体数据的实时绘制。本文首先利用软件的方法结合MITK算法开发包和3DMeD系统对光线投射体绘制算法进行了改进。核心思想是通过无效光线判断合理减少采样光线的条数,利用Proximity Clouds算法跳过空体素,并运用基于查找表的三线性插值方法,降低了计算量,提高了绘制速度;然后又利用硬件的方法提出了基于GPU并行计算的光线投射算法,该算法利用GPU高速浮点计算、大规模并行的特点,结合GPU对片段处理器内循环和并行计算功能的支持,将CPU的重采样等过程移至GPU中进行并行处理,再结合提前光线截止、无效体素剔除和无效投射光线判断等优化技术后可以有效提高体绘制速度。