網(wǎng)格細分與插值算法在理想潰壩模型可視化中的研究與應用.pdf

1、提高運動流體的可視化效果與效率是近年來科學研究、工程項目、電腦游戲、影視作品、視覺仿真等各個領域最熱衷,最具挑戰(zhàn)性的課題之一。本文提出一種將非線性的Catmull-Rom插值樣條應用于Marching Cubes算法的等值面繪制改進算法,對三維波面圖像進行可視化模擬。針對流體表面由于體素細分引起的波面圖像拐點多、不光滑以及求解控制方程計算復雜的問題,本算法在保證計算效率的基礎上可以得到更加光滑的圖像。對于算法中存在的面二義性問題提出一種

2、基于三角剖分的解決方法。
　　 在水利工程中預測潰壩這一災害性水流現(xiàn)象十分重要。潰壩水流模擬是合理確定堤壩或水庫防洪設計標準以及避險措施的有效手段。本文以理想潰壩模型為例,實現(xiàn)其三維波面圖像的模擬。其具體研究內(nèi)容如下:
　　 1.闡述了本課題的研究背景及現(xiàn)實意義；對傳統(tǒng)Marching Cubes算法的原理及實現(xiàn)方法進行了研究,并分析了算法產(chǎn)生的二義性問題及其解決方法；討論了流體可視化的主流方法。
　　 2.提出

3、了一種改進的等值面繪制方法:將非線性的Catmull-Rom插值樣條應用于Marching Cubes算法。對每一體素內(nèi)的三角片面進行非線性插值,得到更加細分的三角片面,提高等值面繪制精度。對面二義性問題采用基于面三角剖分的算法進行解決,得到很好的效果。
　　 3.將本文算法與傳統(tǒng)Marching Cubes算法、基于四面體剖分的Marching Cubes算法進行實驗結(jié)果分析與性能比較,結(jié)論顯示本文提出的算法在時間效率和生成等