基于OpenGL的矢量場(chǎng)可視化方法研究與應(yīng)用.pdf

1、科學(xué)計(jì)算可視化是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新學(xué)科，它運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計(jì)算過(guò)程中及計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形圖像的形式在屏幕上顯示并進(jìn)行交互處理。在科學(xué)計(jì)算可視化的研究領(lǐng)域中，矢量場(chǎng)可視化是一個(gè)重要的研究方向，具有較大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。
　　在復(fù)雜的物理場(chǎng)研究中，如何將科學(xué)計(jì)算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被人們視覺(jué)能夠接受的圖形圖像信息一直是各學(xué)科研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文從這一角度展開(kāi)研究，首先介紹了科學(xué)計(jì)算可視化的發(fā)展趨勢(shì)、

2、研究?jī)?nèi)容以及應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)內(nèi)容。然后對(duì)科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)中使用的基本網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)預(yù)處理使用的插值算法:反距離加權(quán)法、克里金法、Bezier曲線擬合和等參元映射法作了分析，簡(jiǎn)要介紹了本文主要的實(shí)現(xiàn)技術(shù):OPENGL。接著分別介紹了基于幾何圖形的矢量場(chǎng)可視化方法和基于紋理的矢量場(chǎng)可視化方法。在基于幾何圖形的矢量場(chǎng)可視化技術(shù)方面，實(shí)現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)的點(diǎn)圖標(biāo)、流線、跡線和流面繪制;在基于紋理的矢量場(chǎng)可視化技術(shù)方面，本文對(duì)基于紋理的LIC算法進(jìn)

3、行了改進(jìn)和拓展，彌補(bǔ)了原始LIC算法的缺陷，調(diào)高了繪制速度，實(shí)現(xiàn)了彩色LIC算法、LIC紋理動(dòng)畫(huà)和Volume LIC算法。
　　最后，本文從實(shí)際應(yīng)用角度，介紹了可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，以及各個(gè)模塊的功能，并在“Alpha有限元分析系統(tǒng)”中得以應(yīng)用。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，本文開(kāi)發(fā)的可視化系統(tǒng)的可視化結(jié)果準(zhǔn)確，并能有滿足有限元數(shù)據(jù)分析的后處理需求。本系統(tǒng)封裝后，已經(jīng)應(yīng)用與本實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的“Alpha有限元分析系統(tǒng)”，并取得了良