将静态美做到极致的电影渲染有没有用，有什么用？

但其实有个问题一带而过，没来得及展开。那就是电影渲染是否有用，有什么用？

今天这篇文章就专门来讨论这个问题。

老规矩，先给出个人看法。如果用一句话来说，电影渲染在病例分享领域非常有用，但目前来讲，还不适用于日常影像诊断。

极致静态美与慢

这里所说的病例分享，最常见的就是发表论文、准备会议或教学PPT。举例来说，假如你正在写一篇临床诊断相关的论文，想用一张三维影像来展示病灶，尤其是病灶与相邻器官的空间位置关系，但是篇幅所限只能放入一张图片，这时电影渲染将成为你的最佳选择。因为相比传统体绘制渲染（Volume Rendering），电影渲染具有3大优势，分别是阴影、景深和混合散射。其中，阴影效果能够让观者更好的感知深度，也就是空间位置关系；而景深则能够提供背景虚化的效果，将观者的注意力聚焦到病灶或关键位置上；混合散射则能够把体积散射和表面散射融合起来，而体积散射能够模拟尘雾效果，表面散射能够提供丰富质感，两者结合能够让被渲染对象看起来“栩栩如生”。有了这些特效加持，几乎可以将文章插图的静态美做到极致，说不定能够轻轻“触动”评审人心弦，让文章获得发表。

但电影渲染为什么不适用于日常影像诊断呢？关键原因是"慢"。即使用比较好的显卡，电影渲染目前也很难做到实时，大致需要几秒钟才能渲染完成一帧。而作为对比，常规的体绘制渲染却可以做到一秒钟10~20帧，渲染速度是电影渲染的数十倍。对于每日面对巨大工作量压力的放射科大夫来讲，日常阅片必须又“准”又“快”。这时，能够随意快速转动和缩放的体绘制渲染，用起来肯定更加顺手。而且通过旋转和缩放，可以实现对病灶的360度无死角观察，病灶诊断也更加准确和可靠。

上面说的都是个人看法，肯定不全面，咱们再来看看专业媒体上的看法。说到放射领域的专业媒体，首推AuntMinnie（ https://www. auntminnie.com/ )。咱们就来看看AuntMinnie怎么说。

Lifelike and detailed

在AuntMinnie上面输入Cinimetic Rendering，能够搜索得到一系列文章，涉及多个临床专科领域。大家可以通过下面的文章摘要截图，来快速了解一下。

列表很长，但这还只是其中一部分，并不是全部。如果大家随机挑选几篇浏览之后，就会发现，虽然每篇文章所面向的临床专科不同，但在用户感受或评价部分，几乎都把电影渲染推荐应用领域归纳到患者沟通和医学教育上。各领域专家尤其推荐将电影渲染用于患者沟通上。摘抄一段原文，大家感受一下，捎带着学习下英文。

“"My experience sharing cinematically rendered images with patients has been overwhelmingly positive; patients (and nonradiology physicians) find such images to be very intuitive. I think this could greatly improve the recognition and visibility of our work as radiologists to our patients."—— Dr. Michael Caton from Brigham and Women's Hospital.

—— Cinematic rendering paves way for 'virtual' physical exam (auntminnie.com)

而关于电影渲染图像本身，大家用的最多的一个评价词是“lifelike”，栩栩如生。如果还要挑出第二个高频评价词的话，那就是"detailed"，有点纤毫毕现的意思，或者说能够让人明察秋毫。有了这些细节，能够让手术医生在术前对手术区域有更加直观的了解，能够让医学生更快、更深刻的理解人体解剖结构。

电影渲染与体绘制渲染

“不拍不识货，就怕货比货”。把不熟悉的新东西，和自己熟悉的东西做对比，是大家最常用的了解和评价新生事物的方法。“没有对比，就没有伤害”，这种对比也往往是照妖镜或“X光透视”，能够让大家迅速找到新事物的长处，也能够直击短处。如果要做对比，体绘制渲染（Volume Redering）就是首选了。

说到将电影渲染和体绘制渲染做对比，推荐AuntMinnie上的两篇文章。

第一篇：

这篇文章实际上是对一篇学术论文的简要报道。这篇学术论文发表在Journal of Ovarian（卵巢） Research杂志上，杂志影响因子2.989。论文题目是“CT of ovarian cancer: 3D cinematic rendering for preoperative evaluation”，网上可以直接下载PDF全文。 CT of ovarian cancer: 3D cinematic rendering for preoperative evaluation (biomedcentral.com) 。论文的内容相对简单，选择了2例卵巢癌患者CT影像，对比了电影渲染和体绘制渲染的效果，在结论中认为，电影渲染能够更好的显示卵巢癌组织，为手术医生提供更好的术前认知。

论文中指出，电影渲染能够弥补体绘制渲染的两项不足。首先，电影渲染能够渲染和区分组织间的微小CT值差异，甚至能够区分小于10CT值的差异。其次，电影渲染允许医生通过调整渲染参数来观察不明显或造影不充分的血管组织。

第二篇：

这篇文章则是对一篇学术综述的简要报道。这篇综述发表在 American Journal of Roentgenology 美国伦琴技术杂志上，杂志影响因子3.013。综述题目是“ Review. Cinematic Rendering in CT: A Novel, Lifelike 3D Visualization Technique ”，同样可以下载PDF全文。综述选择了多个典型CT病例影像，以对比方式，同时提供了电影渲染和体绘制渲染的图片，方便读者进行比较。想要欣赏电影渲染更多美图的读者，推荐下载。

以下图为例，相比体绘制渲染（最左侧图片a），电影渲染（中间图片B和右侧图片C）能够提供更多的高质量细节，并且图片C中借助背景骨骼和阴影，能够帮助医生更好的感知空间深度。

既然电影渲染相比体绘制渲染有明显的突出优势，那么问题来了，是什么神奇魔法让电影渲染拥有这些优势？这篇综述中给出了一个概况性的，但很好理解的解释。这个神奇魔法就在于不同的图像生成方法。简单来说，传统的体绘制图像中每一个像素，都是通过追踪一根单一光线来生成的；而电影渲染图像中的每一个像素都是通过模拟成千上万个光子的运动轨迹后生成的。这些光子来自四面八方、相互作用，共同决定了电影渲染图像中每个像素的值。因此，反过来说，电影渲染图像中的像素值，不仅包含了空间相邻结构的信息，而且包含了所经历的空间媒介（相当于空气）的信息。

至此，咱们不仅聊了专业媒体的评价，而且顺带聊了专业学术期刊上对电影渲染的评价。大家如果去文献库中搜索，电影渲染相关的临床验证与评价论文还有很多，咱们就不一一列举了。额外说两句。上面两篇论文从科研工作难度和工作量来讲，都不算大，也不算难，但能够发表在影响因子3分左右的正式期刊上，从投入产出比上来讲，是非常“划算”的。能够拿到这种“划算”，显然选题方向起来最大的作用。当然，电影渲染最早在2016年提出，这两篇文章则发表在2017和2018年。把握时机也很重要。

3大特效：阴影、景深和混合散射

在结束这篇文章之前，咱们还有一篇论文需要介绍。在这篇论文中，原创提出了电影渲染的实现方法，论文题目“Exposure Render: An Interactive Photo-Realistic Volume Rendering Framework”，发表在PLoS One杂志上。

这篇文章比较详细的介绍了电影渲染的实现原理，但是需要有相当的计算机视觉理论背景知识，才能看懂。(我是没有完全看懂。）咱们绕过技术原理部分，借助这篇文章，再来回顾一下本文开头提到的电影渲染3项特效：阴影、景深和混合散射。

来自论文的下图，非常好的体现了电影渲染的阴影和景深特效。

同样来自论文，下图则体现了混合散射所带来的逼真质感。（不过，也有人认为是“塑料质感“。）

好了，今天的内容就是这些。东拉西扯的聊了一通，希望能够为大家了解电影渲染，提供更多视角，方便未来需要时，酌情选用。