海洋場數(shù)據(jù)三維可視化關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、富饒的海洋蘊涵有豐富的資源，其包含的能源、礦產(chǎn)、漁業(yè)等是人類賴以生存的保障。我國是海洋大國，擁有300萬平方千米的“藍色國土”，海洋對我國經(jīng)濟、國防、軍事的重要性不言而喻。隨著對海洋的探索、對海洋資源的開發(fā)利用，人類對海洋的科研活動與日俱增，與此同時，獲得的海洋信息數(shù)據(jù)也以幾何級數(shù)的速度增加。如何有效利用這些數(shù)據(jù)，將隱藏在數(shù)據(jù)內(nèi)部的信息直觀地表現(xiàn)出來是海洋可視化的重要研究內(nèi)容。本文對海洋場數(shù)據(jù)三維可視化關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，闡述了粒子系統(tǒng)

2、、光線投射算法和多層次可視化方法的基本原理。以洋流和溫度場數(shù)據(jù)為例，實現(xiàn)了洋流粒子系統(tǒng)、溫度場的光線投射體繪制和洋流的多層次可視化。最后設(shè)計并開發(fā)了海洋三維可視化驗證系統(tǒng)用以驗證本文中的可視化方法。本文的主要工作內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)洋流粒子系統(tǒng)的實現(xiàn):用大量粒子的變化反映洋流的總體變化趨勢。描述了洋流粒子的產(chǎn)生、屬性初始化、運動、消亡和繪制五個步驟的實現(xiàn)過程，最后實現(xiàn)了基于粒子系統(tǒng)的洋流三維動態(tài)可視化。
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3、2)光線投射算法的改進與實現(xiàn):在分析現(xiàn)有的體數(shù)據(jù)組織方式的基礎(chǔ)上，針對深度方向上非等距采樣的場數(shù)據(jù)，提出偽八叉樹模型用以數(shù)據(jù)組織。根據(jù)投射光線穿越體數(shù)據(jù)的入射點和出射點的相對位置，采取不同的插值方法和采樣方法，并結(jié)合光線提前終止法，通過減少重采樣點和計算量來提高光線投射算法的繪制效率。
　　(3)多層次可視化的實現(xiàn):多層次可視化需要考慮繪制效率和每層的顯示位置?？紤]到采樣數(shù)據(jù)層非等距的特點，在構(gòu)建坐標(biāo)系統(tǒng)時，在深度方向上采用對數(shù)坐