標(biāo)量場并行可視化引擎的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在地球系統(tǒng)模式研究領(lǐng)域中，地球系統(tǒng)模式數(shù)據(jù)包含四部分:海洋數(shù)據(jù)、大氣數(shù)據(jù)、陸地?cái)?shù)據(jù)和海冰數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)中存在很多的標(biāo)量場，我們可以通過研究和分析這些標(biāo)量場來加深對全球變化的認(rèn)識，預(yù)測全球或區(qū)域氣候與生態(tài)環(huán)境的變化。隨著時(shí)間的推移，地球系統(tǒng)模式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越大，若我們直接對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究來預(yù)測未來的氣候變化，工作量將很大，且工作效率低，因此并行可視化方法被引進(jìn)了地球系統(tǒng)模式研究中。通過各種可視化方法將地球系統(tǒng)模式數(shù)據(jù)可視化成為

2、二維或三維圖像，根據(jù)顏色或其他屬性來顯示變量的特征信息，更加直觀地展現(xiàn)了數(shù)據(jù)的特征，而通過并行計(jì)算加快了可視化的速度。偽彩、等值線及等值線標(biāo)注可視化方法是地球系統(tǒng)模式數(shù)據(jù)可視化中重要的可視化方法。
　　 首先，在前人工作的基礎(chǔ)上，本文對偽彩、等值線和等值線標(biāo)注算法進(jìn)行研究，分別詳細(xì)闡述了算法實(shí)現(xiàn)流程。其次，針對偽彩和等值線算法，本文進(jìn)行了并行性分析，發(fā)現(xiàn)偽彩和等值線算法具有高度并行性，應(yīng)用CUDA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了兩種算法的GPU加速，

3、提高了偽彩和等值線的計(jì)算效率。再次，針對等值線算法中等值線的繪制部分，結(jié)合人眼的視覺特性，提出了兩種符合人眼視覺特性的等值線繪制方法，解決了傳統(tǒng)繪制方法繪制的等值線效果圖突兀無藝術(shù)感問題，使等值線效果圖柔和，具有藝術(shù)效果。最后，利用QT開發(fā)框架，將三種可視化方法集成，形成了一個(gè)輕量級可視化系統(tǒng)，既實(shí)現(xiàn)了單個(gè)可視化方法的添加和繪制，也實(shí)現(xiàn)了多種可視化方法的疊加繪制，另外還實(shí)現(xiàn)了可視化結(jié)果的交互和存圖功能。
　　 本文實(shí)現(xiàn)的偽彩和等