目的是在一幅图像上展示三维数据场内的空间细节。在进行物体的三维绘制时，根据选定的体光照模型，研究光线穿过三维体数据场时的变化，将三维空间的体数据直接映射成为带有深度信息的二维图像。体绘制能够根据用户需要，选择显示感兴趣的结构［如计算机断层扫描（CT）中的骨骼、显影的血管等］，以便从绘制结果中感知到体数据中的完整信息，并给人更直观、更方便的视觉感受。

一个三维数据场可以用一个具有相应值的三维阵列来描述，这些值称为体素。由CT或磁共振成像（MRI）扫描获得一系列的医学图像断面数据就是一个典型的三维数据场，把这些断面数据按照位置和角度信息进行规则化处理，形成一个三维空间中由均匀网格组成的规则数据场，网格上的每个节点为一个体素，描述了对象的密度等属性信息。体绘制以这种体素为基本操作单位，计算出每个体素对显示图像的影响。体绘制技术相对于面绘制技术来说，最大优点是能够描述物体的内部结构，能表现更丰富的内部结构信息，但也存在一些问题，如存储量大、缺少几何信息、计算精度不高、重建物体走样等。

体绘制按处理对象的不同，分为对三维空间规则数据场的体绘制和对三维空间不规则数据场的体绘制。依据不同的绘制次序，体绘制分为以图像空间为序的体绘制方法和以物体空间为序的体绘制方法。①以图像空间为序的体绘制方法：从屏幕上每一像素点出发，根据视点方向，发射出一条射线，这条射线穿过三维数据场，沿射线进行等距采样，求出采样点处物体的不透明度和颜色值。可以按由前到后或由后到前的两种顺序，将一条光线上的采样点的颜色和不透明度进行合成，从而计算出屏幕上该像素点的颜色值。这种方法是从反方向模拟光线穿过物体的过程。②以物体空间为序的体绘制方法：首先根据每个数据点的函数值计算该点的颜色及不透明度，然后根据给定的视平面和观察方向，将每个数据点投影到图像平面上，并按数据点在空间中的先后遮挡顺序，合成计算不透明度和颜色，最后得到图像。

体绘制常用的算法主要有光线投射法^[注]、最大密度投影法^[注]、抛雪球法^[注]、剪切-曲变法^[注]、基于硬件的3D纹理映射方法^[注]和基于频域的体绘制算法等方法。

光线投射法。以图像空间为序，从图像平面的每一个像素点出发，连接视点发出一条视线通过数据场，沿视线前进并等距的在其上采样，采样点的值由周围数据场的点插值而得。对其值根据分类的情况赋予采样点颜色值和不透明度，并合成累加到该像素原有的颜色和不透明度中。跟踪的结束条件是不透明度累加到1或是视线穿出数据场。

最大密度投影法。其出发点是利用场中区域和体元的相关性，将体元向图像平面投影，计算各体元对像素的贡献，按体元的前后遮挡次序合成各体元的效果。这种方法实质上是根据计算数据场中的各个体元发出的光线到达图像平面上对图像上各个像素的影响，最终计算出图像。

抛雪球法。以物体空间为序的体绘制方法。本法有一个足迹表，足迹表是由适当的重构核的卷积生成的，以表示物体空间的一点在图像空间的作用范围以及作用大小。相当于是物体空间一点到图像空间后再泼溅开来确定该点的影响范围。实现时首先决定一个数据场的遍历次序，将每个体元的投影合成到二维图像中，其中投影体元对图像的贡献则通过查足迹表来得到，最后再按像素进行合成。

上述3种体绘制方法有两个缺点，①速度慢。②视点均是相关的，给定视点后，它们即被合成到二维图像中，不再包含三维信息，而改变视点重新计算的时间又很长。

体绘制能够揭示体数据内部信息，而不仅仅是显示对象的表面，在医学、无损评价、天体物理和地球物理测量中得到了广泛的研究和应用。在医学领域，它的最大优点是能够从医学对象体数据直接显示数据结果，选定的数据通过对相应的体元进行投影（也称作光线投射）显示在屏幕上，在体元的投影过程中能够引入体元不同属性（如灰度值、梯度值以及空间坐标）的传递函数，从而获得即时的分割表面及任意位置的切割平面。通过对光学参量的适当控制，还可以绘制出具有透明效果的图像，这有助于人们对海量数据的直观理解，例如，可帮助临床医师对病灶定位、分析等。