基于OpenGL的科學(xué)計(jì)算可視化方法研究與應(yīng)用.pdf

1、科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工程技術(shù)等領(lǐng)域，是一門有著廣泛發(fā)展前景的技術(shù)。通過科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)，人們能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中潛在的特征及規(guī)律，從而更好地完成科學(xué)研究、設(shè)計(jì)優(yōu)化等工作。深入研究科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)，對拓展其在數(shù)據(jù)處理、分析領(lǐng)域的應(yīng)用有著重要的意義。
　　本文在對現(xiàn)有的科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)總結(jié)的基礎(chǔ)上，著重于標(biāo)量場數(shù)據(jù)可視化技術(shù)與矢量場數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究與應(yīng)用。本文首先對科學(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)

2、處理使用的插值算法作了分析。之后，介紹了標(biāo)量場與矢量場數(shù)據(jù)可視化算法的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用。
　　在標(biāo)量場可視化技術(shù)方面，本文對一維序列數(shù)據(jù)可視化，二、三維空間的標(biāo)量數(shù)據(jù)的等值線算法及基于OpenGL圖元的等值線快速填充方法、基于像素的填充方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)地說明。
　　在矢量場可視化技術(shù)方面，本文主要針對其中的兩個(gè)研究方向——基于幾何圖形與基于紋理的矢量場可視化技術(shù)進(jìn)行了研究。實(shí)現(xiàn)了矢量場數(shù)據(jù)的箭標(biāo)圖法和基于三角形、四邊形網(wǎng)格的二

3、維平面的彩色流線繪制，以及基于四面體網(wǎng)格的三維空間的彩色流線、流面及粒子追蹤算法。另外，本文從多個(gè)角度對基于紋理的LIC算法進(jìn)行了改進(jìn)。新的方法在圖像質(zhì)量、生成速度等方面上有了很大提高，并且通過紋理動(dòng)畫增強(qiáng)了矢量場紋理圖像的表現(xiàn)力。
　　在本文的最后，從實(shí)際應(yīng)用角度，介紹了可視化系統(tǒng)的框架、交互功能等方面的具體實(shí)現(xiàn)。
　　經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，可視化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化結(jié)果準(zhǔn)確，能夠滿足用戶的需求。其中的一些科學(xué)計(jì)算可視化算法封裝后，已