虚拟心脏是通过数学建模和计算机仿真等方法在计算机上再现心脏组织和结构的研究课题，虚拟心脏可通过三维可视化方法实现。心脏三维可视化是将一组二维心脏图像通过体绘制等一系列操作生成三维立体心脏模型并展现的过程。传递函数在三维可视化中的功能是将原始图像的信息值转换为光学属性值，传递函数设计的好坏直接影响到虚拟心脏的绘制效果。因此传递函数的研究在整个虚拟心脏研究领域有极其重要的作用。本文首先研究面向彩色图像的传递函数，并设计了在多维颜色空间中定义不透明度值的传递函数。其原因是通常传递函数是将灰度标量值映射为不透明度值，较少传递函数根据多维颜色信息定义不透明度值。通过分析彩色图像颜色空间的特点，提出了利用颜色距离计算梯度值的新算法。进一步基于Sobel算子对该算法进行了改进。最后设计的传递函数中，利用梯度值定义了不透明度值，从而实现了心脏彩色图像可视化边缘信息的功能。本文第二方面的研究工作为面向灰度图像的传递函数的改进。因为目前在基于区域大小值的传递函数运行过程中，计算体素区域大小值的方法依赖于用户选取的种子点，而且区域大小值往往受到种子点位置的影响，所以本文在灰度图像空间中提出了利用阈值计算体素区域大小值的新算法。该算法的优点是打破了依赖种子点选取的局限性。另外本文采用直方图向用户展示更多数据信息。通过对绘制直方图算法提出了改进，实现了直方图不仅可以表示体素数目统计情况，还传递体素空间位置信息的功能。最后设计了根据区域大小值定义不透明度值和颜色值的传递函数，并根据直方图提供的信息交互式设置传递函数，从而实现了心脏灰度图像可视化相似区域信息的功能。本文基于OpenGL和VTK设计并开发实现了虚拟心脏交互式可视化平台。利用多种数据集对上述算法进行测试，并取得了较满意的实验结果。实验结果表明在该可视化平台上利用彩色图像颜色值提取边缘信息更能可视化心脏细节特征。基于区域大小值设计传递函数更能展现心脏结构特性，同时通过直方图确保了交互式传递函数的实现。