基于紋理的矢量場可視化并行方法研究.pdf

1、科學(xué)計(jì)算可視化是上世紀(jì)八十年代后期提出并迅速得到發(fā)展的一門新興學(xué)科。它利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理的先進(jìn)技術(shù)與方法，采掘隱含在空間數(shù)據(jù)場中的信息，并轉(zhuǎn)換成人類視覺可以感知的計(jì)算機(jī)圖像，大大提高了研究者對信息的理解速度和準(zhǔn)確率。矢量場可視化是科學(xué)計(jì)算可視化中最具挑戰(zhàn)性的研究課題之一，它將科學(xué)和工程計(jì)算等產(chǎn)生的大規(guī)模矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形、圖像，并以直觀的形式表示出來，使人們以直觀形象的方式解釋理解抽象科學(xué)數(shù)據(jù)中包含的客觀規(guī)律，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

2、。 線積分卷積(Line Integral Convolution，LIC)方法是一種基于紋理生成技術(shù)的矢量場可視化映射方法，線積分卷積法能連續(xù)反映場中各點(diǎn)的方向，即使在矢量方向變化很大的區(qū)域，也能揭示出矢量的方向，可以較好地表達(dá)出矢量場的細(xì)節(jié)。線積分卷積法生成的圖像連續(xù)細(xì)致，具有多分辨率，并且能夠充分發(fā)掘矢量場點(diǎn)之間的相關(guān)性，具有廣闊的發(fā)展前景。但其計(jì)算量過大，耗時(shí)過多，影響了它的應(yīng)用。 近年來隨著并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，

3、并行計(jì)算已經(jīng)成為提高計(jì)算能力最有效、最流行的一種方法。狹義地講，并行計(jì)算就是在多個(gè)CPU上實(shí)現(xiàn)多組計(jì)算任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，使原來按序列依次進(jìn)行的計(jì)算工作并行完成，從而大大提高計(jì)算效率。 本文首先分別對矢量場可視化技術(shù)和并行計(jì)算技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，介紹了當(dāng)前最流行的基于消息傳遞的并行編程環(huán)境MPI(Message Passing Interface)。然后針對線積分卷積算法進(jìn)行了比較深入的研究，接著把并行思想與線積分卷積算法中的計(jì)算問