发动机三维流动数值计算可视化技术研究

对三维数据场等值面Marching Cubes算法进行了改进,通过对每个顶点与三角片之间邻接关系的计算及法向量求法的改进获得交点法矢,将MC算法推广到三维非规则数据场等值面的计算,并结合发动机三维数值模拟的具体数据结构,完成了等值面及体绘制。     

基于OpenGL的三维等值线绘制实现

介绍了基于OpenGL的等值线的具体绘制算法,使用三角网格等值线法,遍历所有三角单元,在独立单元内插值出等值点并连接,对等值线不连续现象进行了处理。由于避免了传统等值线方法对等值点的追踪,该方法具有简便、图象效果美观的特点。已用多套实际三维数据进行了验证。     

一种基于确定区域填充点的等值线填色算法

提出的等值线填色算法根据等值线的特点把等值线分成4类后，对所有等值线进行排序，再确定填充区域中的坐标点，最后利用等值线的走势来确定区域的填充色。该算法适用于任意封闭边界、任意网络类型生成的等值线的填色算法，并在有限元后处理过程中得到了很好的应用。     

Marching Cubes算法中等值面的优化分析

三维重建中等值面的优化操作可以减少等值面中三角片的数目或改变三角片的组织、存储结构,并尽可能地保持等值面原来的拓扑结构和几何形状.运用中点选择法和三角带生成算法,优化了等值面中三角片的组织、存储结构,从而使得三维模型的绘制速度有很大提高.     

医学图像三维重建的规则移动立方体法

标准的移动立方体（Marching Cubes,MC）算法不适合实时绘制大量的三角面片。在MC算法的基础上提出了一种能大量减少三角面片数量的规则移动立方体算法（Regularized Marching Cubes,RMC）。该算法通过建立表面判断查找表寻找等值面,不需要判断体数据中的每个立方体,起到了减少立方体数目判断的作用,从而节省计算时间;同时在等直面的合并过程中,通过确定种子等值面、设置阈值,自适应地合并已判断过的立方体中包含的面片,保证了不同精度下的合并效果。在用户设定的误差范围内,可以加快医学图像...     

等值面绘制及其工程应用

根据等值面的概念，把等值线图的算法理论扩展到三维空间，提出了由空间离散分布的量值寻找其等值面的方法，并应用曲面拟合技术，实现了等值面图的计算机绘制与显示。研究结果为解决在三维结构分析中用三维图形来描述具有空间分布规律的物理量时所面临的难题，提供了新的途径。     

连铸结晶器在线热像图绘制的方法

为实现结晶器过程可视化和辅助漏钢预报技术,提出一种等值线区域填充法快速高效绘制直观的结晶器在线热像图的方法.该方法通过离散数据网格化、等值线生成和等值多边形填充绘制云图.其中,等值线生成采用网格序列法和单元剖分法结合,避免了已往的等值线追踪和二义性问题,高效准确,实现简单.将该方法与扫描母元法相比,前者绘制云图速度快,保证了精度和质量,优于后者,且算法复杂度的分析也证明了前者时间效率较高.实际应用结果表明,该方法绘制的结晶器在线热像图能很好地反映正常和非正常情况下结晶器内部温度场的特征,可满足实际生产要求.     

基于PC图形卡W-Buffer的交互直接体绘制

提出一种基于PC图形卡W Buffer的交互光线投射算法,这是一种面绘制与体绘制结合的快速体绘制方法.首先用3D分割等方法提取边界体素或用MarchingCubes等算法提取等值面,然后利用图形硬件预先投影这些边界体素或等值面以产生深度信息,最后由光线投射模块根据W Buffer中的深度信息快速找到实际等值面的位置,进行采样、着色、不透明度与颜色合成等渲染工作.这一方法不仅显著地加快了成像速度,而且不降低图像质量.实验结果表明,用该算法在PC机上以200×200分辨率渲染时,能达到10帧/秒的速度,基本满足虚拟内窥镜系统的动态导航和高质量图像要求,具有较大实用价值.     

基于网格序列法和端点量化的等值线生成算法

为了提高等值线生成率,高效直观地绘制衍射极图及其他相应等值线图,根据晶体结构数据的特点和对等值线绘制的要求,提出了一种基于网格序列法的等值线生成算法NSVD_GA(Grid Scan and Vertex Digital_Generation Algorithm of Contour Lines Drawing)。该算法基于网格序列采用对网格端点量化后进行数字比较的方法绘制等值线,既避免了网格无关法等值线追踪起始点选取困难、网格出口判断复杂的问题,又有效地减少等值线值与端点的判断次数。该算法思路清晰,简洁高效,非常适合晶体结构等科研数据的等值线图表达及其他类似情况的等值线生成。     

负判断推理的逻辑形式及特点

针对传统的普通逻辑中缺少对负判断推理的完整论述问题,阐述了负判断推理的两种形式:简单判断的负判断推理和复合判断的负判断推理.同时,归纳出负判断推理具有直接推理属性,以及前提和结论是等值关系的两方面的特点.     

用局部拟合法自动绘制等值线图

本文介绍了在任意四边形或三角形单元内自动绘制等值线图的局部拟合法。该方法利用各单元节点上已知的物理量值直接构造局部分片曲面。全方位搜索等值点集合。根据等值点处导数值的正负号控制等值线在网格内的游动。     

基于构型表的等值线绘制算法及程序实现

等值线图是一种离散数据的图形表示方法,在水利、土木、地质、石油勘探等工程和技术领域内都有广泛的应用.本文介绍了一种思想简单但行之有效的等值线绘制、光滑算法,该算法的时间复杂度与传统等值线绘制算法相当,但不需要像传统算法那样进行繁琐的等值线的追踪和走向判断,只需将二维数据平面划分成若干个彼此相邻的四边形,各四边形的顶点是最邻近的4个数据点,每一个四边形就是一个最小的等值线绘制单元,只要将二维平面上的所有划分好的四边形单元按一定顺序依次“移动“遍历,在遍历的过程中依据本算法给出的构型表绘制每个单元内的等值线小段,遍历完毕后,就会产生所求等值线的所有小段,从宏观上来看,所有的单元中的小段就连接成了光滑的等值线.然后,本文也介绍了等值线的连接绘制、光滑和彩色填充在OpenGL下的程序设计与实现,其填充效果可以达到像素级渐变,绘制速度可以满足心外膜标测实时显示的要求.最后分别给出了利用本算法和传统的基于等值线追踪的算法绘制的等值线效果图并进行了对比.     

基于粒子系统的高阶有限元等值面可视化方法

高阶有限元等值面通常用基函数定义,利用移动立方体法和射线追踪法等传统的方法对其可视化时,需要嵌套求根,计算开销高.文章提出用粒子系统可视化这些等值面,一方面允许参考空间中的粒子对等值面采样,避免逆映射位置的大量计算,另一方面等值面的粒子分布可以由等值面的几何信息控制,例如表面梯度和曲率,实现高效和准确的等值面的表示.     

MC算法生成数据的分组网格化处理

对MC算法生成的数据进行后续处理,首先采用排序归并算法,归并顶点数据.根据相邻三角形共有顶点的特性,确定三角形之间的连接关系.根据属于同一个子等值面的三角形相互连接的特性,采用种子算法,将属于不同子等值面数据进行分组.采用顶点表与三角形表的数据结构存放子等值面的数据,实现MC算法生成数据的分组与网格化.     

采空区自然发火位置相似模拟模型

为了研究不同类型的采空区漏风对采空区自然发火的影响,依据采空区的漏风状态不同,把采空区划分成不同的火灾危险区域,以此判断采空区发火位置。研制了相似模拟模型,针对采空区自然发火问题进行了多项模拟实验,观测并绘制了不同风量下采空区风压等值线及风流分布图;绘制了采空区不同位置漏风情况下风压等值线及风流分布图;绘制了上隅角设置瓦斯排放风筒后采空区风压等值线及风流分布图;设计了采空区充填带,并获得了采空区风压等值线及风流分布图。     

一种改进的矩形网格等值线追踪算法

介绍了寻点与追逐同步的矩形网格等值线追踪算法,是在传统的矩形网格等值线追踪算法基础上加以改进,通过设计等值线追踪的回追功能,使等值点生成与等值线追踪同步进行,在追逐等值线的过程中计算等值点.由于回追功能,无论非闭合等值线还是闭合等值线,都能够从区域内任一等值点开始,快速追踪出该等值线.     

调用绘图软件系统实现波函数等值线图的绘制

作者采用调用绘图软件包的方法,在微机上进行了等值线绘图程序(EQNUP)设计。该程序可直接与从头计算配套使用,也可单独用来绘制各类原子轨道,分子轨道和轨道电子云密度截面等值图。程序具有使用方便灵活、运行速度快等特点,用户使用后效果良好。     

采空区自然发火位置相似模拟模型

为了研究不同类型的采空区漏风对采空区自然发火的影响,依据采空区的漏风状态不同,把采空区划分成不同的火灾危险区域,以此判断采空区发火位置.研制了相似模拟模型,针对采空区自然发火问题进行了多项模拟实验,观测并绘制了不同风量下采空区风压等值线及风流分布图;绘制了采空区不同位置漏风情况下风压等值线及风流分布图;绘制了上隅角设置瓦斯排放风筒后采空区风压等值线及风流分布图;设计了采空区充填带,并获得了采空区风压等值线及风流分布图.     

一种新的矩形网格生成等值线算法

提出了一种利用数据关联表生成矩形网格等值线的算法。该算法的优点是计算效率高，避免了以往等值线追踪算法起始点选取困难、网格出口边判断复杂的问题。算法的追踪结果精度取决于等值点的计算方法，其精度是可控的。这种算法原理可以扩展应用到三角网格的等值线方法中。     

一种快速的等值线生成算法

本文提出了一种新的等值点位于网格点时,对等值点的调整方法;在分析已有等值线追踪算法的基础上,提出了一种基于TIN网格的快速等值线追踪算法,实验表明该算法具有较高的执行效率.