基于图像对比度数量映射的矢量场可视化算法

矢量场可视化是科学计算可视化中的一个研究热点,基于纹理图像的流线积分算法可以清楚地描述矢量场的细节。科学计算的数据通常是多维的变量,为了能在图像上同时显示超过2维的变量,采取了如对图像的颜色、明暗等属性进行数量映射的各种方法。本文提出了一种对图像的对比度进行数量映射的方法,动态改变图像局部的对比度,达到较好的可视化效果。     

VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用

提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法，将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机鲒合起来，给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术，用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互，更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分，使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证，并应用在工程实践中。     

基于改进IBFV的矢量场剖面纹理可视化

通过分析经典IBFV方法可视化效果差的原因,提出改进方法:在IBFV过程中使用相关性较高的背景纹理图像。该背景纹理使用GLSL由GPU加速的多重线积分卷积生成。研究了将三维矢量场投影到二维图像空间的方法;利用GPU的顶点颜色插值功能,将离散矢量场转换为连续的纹理数据场,以便于使用GPU完成线积分卷积运算。在算法实现过程中,研究各参数对显示结果的影响,找出合适的取值。通过以上分析和研究,相比于IBFV改进的算法的可视化效果将得到显著提高。     

一种可视化CFD网格生成方法

结合可视化技术 ,提出一种CFD前处理中的网格生成方法。阐述了CFD前处理中存在的问题 ,并针对这些问题构架起专用的绘图平台。详细介绍了网格划分的思路及实现方法 ,并将网格自动生成模块集成在绘图平台中。实践证明 ,这种可视化CFD网格划分平台操作界面方便友好 ,算法简捷正确 ,大大简化了前处理工作的复杂性 ,具有很高的实用价值     

气象数据标量场的建模与可视化研究

气象标量场的可视化仍有着许多效率、交互性和准确性上的欠缺。针对这些问题,提出基于多层次体绘制技术的显示方法,对空间场数据进行处理,形成三维空间网格,通过标量值与颜色值、透明度之间的动态映射,实现气象标量数据的三维动态可视化效果。针对传统MC(Marching Cubes)算法存在的插值方法不适用于气象数据,连接方式具有二义性的问题,提出MC算法的改进方法,完善了MC算法在气象可视化领域的不足。实验证明,体绘制能够快速逼真地仿真出气象数据的动态变化效果,改进后的MC算法则能使结果更加精确。     

地下水渗流场可视化动态模拟与应用研究

针对地下水模拟系统缺乏动态处理和时空分析能力,基于有限元数值计算理论方法,以虚拟环境中可视化技术为支撑,提出了地下水渗流场可视化动态模拟的体系架构.设计了虚拟开采井条件下的流场仿真模拟和水位动态模拟算法,并通过建立流场的拓扑结构和特征提取、以及区域布点、质点途经单元的流速计算等,实现复杂流场的连续流线生成与动态跟踪模拟.以北京市平原区地下水渗流场为例,表明所提出的方法能够有效而准确地实现地下水渗流场三维动态模拟与可视化显示.     

一种自适应可视化软件结构

基于高性能计算机的科学计算可视化软件应用日益广泛,但其软件结构通常不能充分利用高性能计算环境中的各种资源,造成可视化效率不高。对此提出一种自适应可视化软件结构FVA,该结构通过对可视化流水线中功能模块的优化分配和组织方式的优选,能够更高效地利用高性能计算环境中的资源,提高了可视化效率。     

一种快速模拟退火矢量量化图像编码算法

模拟退火是解决全局优化问题的随机搜索技术,它在工程领域有着广泛应用。将模拟退火技术与LBG算法有机结合,通过对LBG算法中的空胞腔码书进行适当处理,并设置适当参数使LBG与模拟退火交替进行,提出了一种快速模拟退火矢量量化图像编码算法,以降低计算量和进一步提高码书性能。实验结果表明,算法具有对初始码书选取依赖性小、不容易陷入局部极小、收敛速度快等优点。与随机竞争学习矢量量化及进化模拟退火矢量量化算法相比,峰值信噪比改善超过0.6dB。     

一种油藏储层三维可视化散乱数据插值方法

提出一种快捷有效的确定待估点的有效样本点集的辐射吸收插值模型,该模型应用到散乱数据网格化过程中,它不但具有加权平均算法的优点,而且具有插值效率高、局部性好、易于控制、易于对数据增加约束条件等特点.辐射吸收插值模型由辐射过程、吸收过程和合成过程组成.讨论了辐射吸收插值模型的实现原理、设计过程、在油藏储层三维可视化散乱数据插值中的应用和模型特点的分析.     

激波诱导矢量喷管内流场动态特性数值研究

以二维收敛扩张喷管为对象,利用二维非定常雷诺平均N-S方程和RNGk-ε两方程湍流模型对基于激波控制的射流推力矢量喷管非定常流场进行研究,分析了二次流总压连续变化对喷管流场和推力性能的影响,结果表明:随着二次流总压的增大,二次流与主流干扰形成斜激波强度增加,激波向喷管上游移动;二次流总压增加到一定值后会在二次流入口附近形成回流区,回流区面积随二次流总压的增加而增大;二次流总压连续增加时,喷管轴向力连续增大,侧向力和推力矢量角先增大后减小,推力系数随二次流总压的增加而较小.     

流动矢量场的形象化处理

为了完成流动形象化技术最一般描述问题,本文对其控制方程、插值方法、积分方法以及积分精度进行了相应的阐述;并对该控制方程的求解作了详细的讨论,得到了由流动矢量场进行流动形象化处理的一套算法,经由某定常系统的验证,说明了该算法具有一定的可靠性。     

一种渐进式平滑轨迹线标绘方法

为实现GIS系统和分布式仿真中运动轨迹线的绘制,提出一种基于Catmull曲线算法的渐进式标绘方法。本方法可根据定位点获得具有连续平滑性质的轨迹线,并随定位点的增加实现轨迹线延伸,延伸的轨迹线可与原轨迹线保持连续平滑性;通过曲线离散化参数调整轨迹线的平滑度;通过依赖于轨迹线的线性插值获取任意时刻的位置信息。实验结果表明,轨迹线标绘方法可以实现基于定位点的渐进式平滑标绘,添加一个定位点的计算时间可在0.1ms内完成。     

基于MT方法的水声波束三维可视化实现

以往水声波束的可视化描述大多基于二维平面显示,不能很好地表达水声波束在水下空间的形态及其动态效果。为使水声波束能够以三维可视化的形式表现,提出了一种基于数据场绘制等值面Marching Tetrahedral法的水声波束三维可视化实现方法。以水声波束方程为基础,绘制出水声波束在水下空间的形态、单波束扫描以及多波束搜索效果,并通过对细分空间的优化处理,保证了三维可视化水声波束在视景仿真中的实时性。三维可视化效果表明,生成的三维水声波束显示效果逼真、流畅,能够提供更加直观生动的画面。     

基于支持向量机的卷烟质量评估方法

卷烟质量的优劣迄今仍是靠卷烟评吸专家的感官进行评估。由于受到多种主、客观因素的影响,评估结果的准确性往往难以保证。为此,提出了一种基于支持向量机的卷烟质量评估方法。实例表明,该方法能够根据烟草中的化学成分的测量值来确定卷烟的质量。为今后对卷烟质量进行人工智能评估打下了基础。     

非线性系统规律的动态可视化方法

随着对非线性系统的深入研究,人们发现生活中大量现象内部存在着复杂的非线性作用机制,单纯依靠抽象思维去发现和理解事物背后的规律越来越困难。为了展现非线性系统数据流中的内在规律信息,以相空间重构和流形学习算法为基础,提出一种非线性系统规律分析可视化方法。在此基础上,通过改进只能处理静态时序数据的算法,提出针对数据流信息的可视化方法,用于动态展示非线性系统的变化规律。最后通过仿真实验,说明该方法可以有效的可视非线性系统规律信息,辅助人们认知和分析事物发展趋势。     

可视化技术在气象数据场分析中的运用

现代战争,特别是高技术条件下的局部战争,数字化战场及高、精、尖技术在军事领域的广泛应用,对气象保障的及时性,精确性和综合性提出了更高的要求。利用可视化算法并结合OpenGL对气象数据进行处理,实现了对于二维、三维标量场和矢量场数据的可视化。实验表明,充满视觉效果和交互能力的气象数据可视化使得原本冗繁的气象数据分析工作变得简单直观。