基于大規(guī)模三維地震數(shù)據(jù)的交互式體繪制技術(shù)研究.pdf

1、科學(xué)計(jì)算可視化是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形的原理和方法，將科學(xué)和工程計(jì)算等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形和圖像，以直觀的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。地震勘探是油氣勘探的主要手段，將可視化技術(shù)應(yīng)用到三維地震數(shù)據(jù)體可以極大提高石油勘探的效率，擁有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?？梢暬夹g(shù)主要有面繪制和直接體繪制兩種。相對(duì)面繪制技術(shù)，體繪制有不必分割，可以顯示數(shù)據(jù)體內(nèi)部信息等眾多優(yōu)點(diǎn)。但由于在體繪制計(jì)算過(guò)程中要遍歷所有的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，因此對(duì)于大規(guī)模三維地震數(shù)據(jù)體的體繪制

2、是一個(gè)計(jì)算和數(shù)據(jù)雙重密集型問(wèn)題。所以如何提高體繪制的成像速度，達(dá)到交互式體繪制是當(dāng)今研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)三維地震數(shù)據(jù)的特征，對(duì)傳統(tǒng)Shear-Warp算法進(jìn)行了改進(jìn)，并基于該算法實(shí)現(xiàn)了三維地震數(shù)據(jù)體的交互式體繪制。
　　首先，文中對(duì)經(jīng)典的體繪制技術(shù)進(jìn)行了綜述，分析了各自運(yùn)用于地震數(shù)據(jù)體繪制的優(yōu)缺點(diǎn)，其中重點(diǎn)研究了Shear-Warp算法。結(jié)合三維地震數(shù)據(jù)體特征，提出了一種基于立方體元的 Shear-Warp地震數(shù)據(jù)體繪制算

3、法。相對(duì)八叉樹(shù)和行程長(zhǎng)度編碼的加速方式，該算法通過(guò)構(gòu)建立方體元在相鄰的體素點(diǎn)之間建立聯(lián)系；然后根據(jù)地震數(shù)據(jù)的特征對(duì)體元進(jìn)行分類，在繪制過(guò)程中通過(guò)二叉樹(shù)索引快速定位分類結(jié)果，通過(guò)索引結(jié)果不僅跳過(guò)了透明體素，而且避免了對(duì)等值體元的插值計(jì)算，減少了計(jì)算量。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)Shear-Warp存在的波紋失真現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了基于立方體元的重采樣方式，通過(guò)增加采樣點(diǎn)的方式提高了圖像的精度。
　　其次，在繪制速度方面，針對(duì)多核處理器在并行計(jì)算上的優(yōu)勢(shì)，

4、本文利用多線程技術(shù)對(duì)算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了加速，在圖像生成階段設(shè)計(jì)了融合查找表，減少了圖像生成的計(jì)算量，進(jìn)一步提高了繪制速度。
　　最后，利用QT和OpenGL庫(kù)完成了三維地震數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。在系統(tǒng)體繪制模塊中，采用多線程后臺(tái)更新的方式，實(shí)現(xiàn)了基于本文算法的地震數(shù)據(jù)交互式體繪制，在磚塊數(shù)據(jù)生成模塊中針對(duì)SEG-Y文件在任意切面交互式顯示中存在的缺陷，提出了磚塊文件格式，很好的解決了三維地震數(shù)據(jù)在任意方向上的讀取問(wèn)題。并基于該文件格式