http://blog.csdn.net/liu_lin_xm/archive/2009/11/22/4850593.aspx
摘抄“GPU Programming And Cg Language Primer 1rd Edition” 中文 名“GPU編程與CG語言之陽春白雪下里巴人”
體數據（ Volume Data ）
學習任何一門技術，首先要弄清楚這項技術的起源以及數據來源。技術的起源也就是技術最原始的需求，最原始的發展動力，瞭解了這一點就瞭解了這項技術的價值。而瞭解一門技術的數據來源，就把握了技術的最初脈絡，是 “ 持其牛耳 ” 的一種方法，正如軟件工程中的數據流分析方法一般。
我很想說，體數據與面數據的區別，就好像一個實心的鐵球和一個空心的兵乓球的區別。不過這個比喻很顯然有點俗，很難讓人相信作者（我）是一個專業人士。於是我決定還是將與體數據相關的專業術語都闡述一遍。
不過，在此之前，我需要先消除大家的恐懼感，研究表明，動物對於未知事物總是存在恐懼感，這也是阻礙進一步學習的關鍵所在。體數據不是什麼特別高深的火星符號，它是對一種數據類型的描述，只要是包含了體細節的數據，都可以稱之爲體數據。舉個例子，有一堆混凝土，其中包含了碳物質（ C ）若干，水分子（ H20 ）若干，還有不明化學成分的膠狀物，你用這種混凝土建造了塊方磚，如果存在一個三維數組，將方磚 X 、 Y 、 Z 方向上的物質分佈表示出來，則該數組可以被稱爲體數據。不要小看上面這個比喻，體數據本質上就是按照這個原理進行組織的！
體數據一般有 2 種來源：
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科學計算的結果，如：有限元的計算和流體物理計算； -
儀器測量數據，如： CT 或 MRI 掃描數據、地震勘測數據、氣象檢測數據等。
與體數據相關的專業術語有：體素（ Voxel ）、體紋理（ Volume Texture ）。尤其要注意：所謂面數據，並不是說二維平面數據，而是說這個數據中只有表面細節，沒有包含體細節，實際上體數據和麪數據的本質區別，在於是否包含了體細節，而不是在維度方面。
14.4.2 體素（ Voxel ）
Wikipedia 中對體屬 voxel 的介紹爲：
A voxel (a portmanteau of the words volumetric and pixel ) is a volume element, representing a value on a regular grid in three dimensional space. This is analogous to a pixel , which represents 2D image data in a bitmap 。
即 “ 體素，是組成體數據的最小單元，一個體素表示體數據中三維空間某部分的值。體素相當於二維空間中像素的概念 ” 。 圖 42 中每個小方塊代表一個體素。體素不存在絕對空間位置的概念，只有在體空間中的相對位置，這一點和像素是一樣的。
通常我們看到的體數據都會有一個體素分佈的描述，即，該數據由 nmt 個體素組成，表示該體數據在 X 、 Y 、 Z 方向上分別有 n 、 m 、 t 個體素。在數據表達上，體素代表三維數組中的一個單元。假設一個體數據在三維空間上 256256256 個體素組成，則，如果用三維數組表示，就必須在每一維上分配 256 個空間。
在實際的儀器採樣中，會給出體素相鄰間隔的數據描述，單位是毫米（ mm ），例如 0.412mm 表示該體數據中相鄰體素的間隔爲 0.412毫米 。
14.4.1 體紋理（ Volume Texture ）
體數據最主要的文件格式是 “ 體紋理（ volume texture ） ” ！故而，非常有必要對體紋理的概念進行詳細的闡述。
目前，學術性文章中關於體紋理的概念描述存在不小的混亂，很多書籍或者網頁資料沒有明確的區分 2d texture ， 3d texture ， volume texture 之間的區別。導致不少人認爲 “ 只要是用於三維虛擬或仿真技術中的紋理都稱之爲 3d texture” 。這是一個誤會。紋理上的 2 ， 3 維之分本質上是根據其所描述的數據維數而定的，所謂 2d texture 指的是紋理只描述了空間的面數據，而 3d texture 則是描述了空間中的三維數據。 3d texture 另一個較爲學術化的名稱是： volume texture 。文獻【 22 】上對體紋理的定義是：
3D texture (Three Dimensional Texture), also known as “volume texture,” is a logical extension of the traditional (and better known) 2D texture. In this context, a texture is simply a bitmap image that is used to provide surface coloring for a 3D model. A 3D texture can be thought of as a number of thin pieces of texture used to generate a three dimensional image map. 3D textures are typically represented by 3 coordinates.
翻譯成中文就是 “ 三維紋理，即體紋理，是傳統 2D 紋理在邏輯上的擴展。二維紋理是一張簡單的位圖圖片，用於爲三維模型提供表面點的顏色值；而一個三維紋理，可以被認爲由很多張 2D 紋理組成的，用於描述三維空間數據的圖片。三維紋理通過三維紋理座標進行訪問 ” 。
從上面這句話，可以得到兩點信息：
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三維紋理和體紋理是同一概念；三維紋理和二維紋理是不同的； -
三維紋理通過三維紋理座標進行訪問。
這時可能會有人提出問題了，圖片都是平面的，怎麼能表示三維數據？請注意，我們通常所看到的圖片確實都是平面的，但是並不意味着 x,y 平面上的像素點不能存放三維數據，舉一個例子：在高級語言編程中，我們完全可以用一維數組去存放三維數組中的數據，只要按照一定規則存放即可！
按照一定規則將三維數據存放在 XY 像素平面所得到的紋理，稱之爲 volume texture 。
體數據通常是由 CT 儀器進行掃描得到的，然後保存在圖片的像素點上。目前國際上比較常用的體紋理格式有，基於 DirectX 的 .dds 格式和 .raw 格式。注意，很多人會將 .raw 格式當作攝像器材使用的那種格式，其實這兩個格式的後綴雖然都是 .raw ，但是其數據組織形式是不同的。用於體紋理的 .raw 格式，存放的是三維數據，用於攝像器材的 .raw 格式只是普通的二維圖片。 圖 43 從左到右分別是 University of Tübingen （ Germany ）、 Viatronix Inc.(USA) 、 Walter Reed Army Medical Center (USA) 三家機構的通過儀器掃描得到的體紋理數據的體繪製圖片。
這三個體紋理數據的描述分別是： 256 x 320 x 128 /0.66, 0.66, 0.66 ； 512 x 512 x 174/0.8398, 0.8398, 3.2 ； 512 x 512 x 463/0.625, 0.625, 1.0 。
由於在國內的網站上很難找到體數據，所以下面我給出幾個國外的網址，這些網址提供用於教學和研究只用的體紋理數據（只能用於教學和研究）。
http://wwwvis.informatik.uni-stuttgart.de/~engel/pre-integrated/data.html
http://www9.informatik.uni-erlangen.de/External/vollib/
http://www.volren.org/
體繪製算法
國際上留下的體繪製算法主要有：光線投射算法（ Ray-casting ）、錯切 - 變形算法（ Shear-warp ）、頻域體繪製算法（ Frequency Domain ）和拋雪球算法（ Splatting ）。其中又以光線投射算法最爲重要和通用。
究其原因，無外乎有三點：其一，該算法在解決方案上基於射線掃描過程，符合人類生活常識，容易理解；其二，該算法可以達到較好的繪製效果；其三，該算法可以較爲輕鬆的移植到 GPU 上進行實現，可以達到實時繪製的要求。
本書的第 15 章將重點闡述光線投射算法。