【科研速报】CT数据三维重建和可视化软件开发新进展

近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所卢静副研究员、澳大利亚国立大学博士生胡雨致和澳大利亚国家计算中心 Ajay Limaye博士在《皇家学会开放科学》（Royal Society Open Science）上发表了团队在三维重建和可视化计算机软件开发方面取得的最新进展。

图1. Drishti paint中使用3D Freeform Painter工具对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼头部化石执行三维分割

X射线断层成像扫描技术（X-Ray Computed Tomography，X-CT）能无损获取样本的内部结构形态，在包括古生物学在内的广泛领域已得到大量应用，这也对CT数据的处理，特别是其三维重建和可视化提出了更高的需求。目前市面上已经有若干商业软件支持对CT数据的三维重建，但价格极为昂贵，且通常并没有针对古生物学、形态学和比较解剖学教学研究要求的特别优化。

图2. 使用Drishti Paint对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼颌骨脉管结构进行三维重建

该研究以一组澳大利亚早泥盆世盾皮鱼化石的CT扫描数据为例，首次详细介绍了三维成像数据处理软件Drishti最新版本中的执行数据重建分割Drishti Paint模块，以及Drishti软件三个模块之间的关系和交互，以及体积探索，体渲染的应用功能等内容。文中着重介绍了一种用于对体积数据进行阈值处理（即梯度阈值处理）的新工具，以及一种使用3D Freeform Painter工具执行三维分割的新方法。这些新工具和工作流程可以实现更准确，更精确的重建，建模和3D打印。该研究为CT数据的分割和重建提供了新的工具和思路，对于精准分割体数据，优化三维重建，三维模型制作、渲染和3D打印效果具有重要意义。

作者：卢静

供图：卢静