超声成像中的运动可视化

基于纹理的线积分卷积（LIC）方法能连续细致、动画地表示二维矢量大小和方向。本文提出一种在医学超声成像中采用LIC算法实现运动可视化的方法。测试结果显示所建议方法对于合成图像和真实超声图像均非常有效。此外,还使用透明度图像技术来增强LIC图像的运动显示效果。     

基于OpenGL的线积分卷积的实现

基于 OpenGL实现了科学计算可视化中传统的线积分卷积算法,因 OpenGL能达到的数据精度较高,此方法取得了和快速线积分卷积算法相似的效果,在矢量场可视化中仍有重要的实用价值.     

基于纹理的流场可视化方法研究综述

纹理可视化方法是一个可以提供高分辨率输出纹理的流场可视化方法,具有有效性、通用性,被广泛应用于模拟计算流体力学、环境科学、材料工程等多个领域.纹理可视化方法最为核心的研究问题是产生揭示流场特性的纹理,按某种方式在图像空间对像素进行有序排列,呈现出方向、朝向与大小等信息.文中重点围绕纹理可视化方法研究进展进行介绍.首先在对国内外研究工作全面分析与总结的基础上,根据生成不同分辨率纹理所采用的方法不同,将其分为点噪声、线积分卷积、流体、纹理平流等4大类,详细阐述每一类方法的原理及特点,并重点介绍每类方法近期出现的新工作;其次,对各类方法的优缺点及产业影响进行对照分析;最后,对未来展望进行讨论.     

用拓扑结构分析法实现平面向量场可视化

拓扑结构分析法是平面矢量场可视化的重要方法．本文介绍了用拓扑结构分析法来显示场的结构,并将该方法与基于纹理的线积分卷积方法做了对比．实验证明,拓扑结构分析法可以快速显示场的特殊的结构,在侧重于考虑场的特殊结构时显示出了较大的优越性．     

一种改进的基于Sobol序列的快速线积分卷积法

为提高快速线积分卷积法(Sobol-FLIC)的计算效率和流线的覆盖率,提出了一种改进的基于Sobol序列的快速线积分卷积法.计算结果表明,与一般的快速线积分卷积法相比,改进后的算法计算效率提高了约10%,同时可以产生稀疏纹理和密纹理,并且采用二次LIC法对图像进行后处理提高了可视化效果.在Matlab环境中,该算法与几种基本算法(LIC,FLIC)的可视化效率、计算固定数目流线的可视化结果和图像覆盖率的比较结果证实了其优越性.     

基于稀疏噪声的Volume LIC GPU加速绘制技术

二维线积分卷积(Line Integral Convolution,LIC)绘制技术通过纹理线条和颜色变化能够细致、有效地表现二维矢量场的速度、方向以及数据相关性等特征信息,但二维LIC绘制方式扩展到三维矢量场时,由于三维矢量场本身的空间特性容易造成纹理单元之间产生严重的视线遮挡问题,影响对三维矢量场内部特征的观察分析。提出了一种基于稀疏噪声纹理生成的Volume LIC可视化方法,对于普通的白噪声采用Halton序列控制噪声点分布,并通过高斯滤波核滤除高频区域来生成稀疏高斯噪声。在LIC纹理计算中滤波卷积部分提供了两种核函数:基于盒形卷积核函数用于提高卷积速度,基于三角形卷积核函数用于提高绘制质量。整体算法采用GPU硬件加速机制,在噪声纹理采样时利用GPU顶点颜色线性插值功能和片元计算方法有效加速LIC纹理生成过程,并将卷积噪声和流场数据作为纹理传入GPU,采用光线投射算法加速实现纹理三维绘制显示,提供多种有效的交互分析手段查看流场内部特征。实验结果表明该算法生成的三维纹理图像清晰,绘制效率高,能够有效缓解三维复杂流场卷积数据过多时引起的视线遮挡现象,具备良好的可视化效果。     

基于HSV颜色模型的二维流场可视化

为解决流场图像流速大小和流动方向的显示问题,在线积分卷积(LIC)算法的基础上,结合HSV颜色模型,提出一种新的二维流场可视化方法.该方法将流场速度方向映射为色度,将流速大小映射为饱和度,将LIC值与亮度关联起来,从而合成新的流场可视化图像.新的流场图像不仅保留了LIC图像高分辨率的流线纹理特征,而且还展现了流速大小和流动方向.目前该方法已经成功应用于二维爆炸流场的可视化.实验结果表明,该方法可以有效改善流场的可视化效果.     

一种改进的基于Sobol序列的快速线积分卷积法

为提高快速线积分卷积法（Sobol-FLIC）的计算效率和流线的覆盖率，提出了一种改进的基于Sobol序列的快速线积分卷积法。计算结果表明，与一般的快速线积分卷积法相比，改进后的算法计算效率提高了约10%，同时可以产生稀疏纹理和密纹理，并且采用二次LIC法对图像进行后处理提高了可视化效果。在Matlab环境中，该算法与几种基本算法（LIC，FLIC）的可视化效率、计算固定数目流线的可视化结果和图像覆盖率的比较结果证实了其优越性。     

基于三维表面纹理合成的流场可视化

本文提出了一种基于三维表面纹理合成的流场可视化方法。不同于传统的基于二维静态纹理的流场可视化,该方法在流场中添加了光照信息,可以得到任意光照和视角条件下的流场图像,从而使得可视化结果更加直观、真实。采用方向性三维表面纹理来表示流场的矢量信息,并结合3I重光照方法实现了任意光照和视角条件下的流场可视化。     

用正弦函数调制位势图显示平面矢量磁场

为了在图像上更加有效地观察矢量磁场 ,提出一种新的灰度纹理图像显示法。该方法用正弦函数对平面磁场的位势函数进行调制 ,从而将磁场矢量的信息映射为纹理图像的灰度值。这种新型纹理图像表现了磁通量管的形象 ,通量管的长度方向即为磁场的矢量方向 ,通量管的宽度则反映磁场矢量的强弱。该方法实现了场域内的密集采样 ,生成磁场图像速度快、质量高 ,且不含高频噪声 ,显著地提高了灰度图像对矢量磁场的表现能力。