科学计算可视化是20世纪80年代后期出现的一个新的研究领域。近几年来科学计算可视化被广泛的应用于天体物理、计算流体力学、医学科学(包括二维图像处理和三维重构技术)、有限元分析等领域。科学计算可视化的本质是,利用计算机图形学和图像处理技术将科学计算过程中的数据以及计算结果转换为图形或者图像形式,然后在屏幕上显示出来并进行交互处理。其核心技术是三维数据场的可视化。直接体绘制技术是近几年发展起来的三维数据场可视化技术之一。　　 本文首先探讨了三维数据场可视化的数据分类和几种算法,分析了它们的差异和特点;接着描述了几种典型而又常用的体绘制算法,分析了体绘制技术的基本概念及实现的关键技术,包括体绘制的光学模型,体数据的分类,投影变换以及图像合成等。　　 进一步,本文通过对光线投射算法的基本原理,三维数据场的分类,颜色赋值以及图像合成等关键技术的分析和探索,详细地研究和讨论了直接体绘制技术中的一种重要的算法-光线投射算法。同时,在直接体绘制过程中,由于数据量大,运算速度慢,所以本文还综合比较了几种常用的加速方法,总结了加速方法在体绘制中的应用。并将直接体绘制技术跟其他的体绘制技术进行了分析和比较。　　 最后,利用VC++6.0以及openGL对文中分析的光线投射算法涉及的不透明度的计算,颜色赋值,重采样,以及图像合成等技术进行了实现,并采用VOL格式的医学数据,实现了在三个不同方向上的切片浏览功能以及光线投射绘制功能。最终设计并初步实现了一个三维人脑可视化系统。系统具有良好的可移植性,可以在不同的操作系统平台上运行。通过调节采样步长进行体绘制及切片的显示,验证了本文研究的体绘制技术及其应用的有效性。