海洋場(chǎng)數(shù)據(jù)三維可視化關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、富饒的海洋蘊(yùn)涵有豐富的資源，其包含的能源、礦產(chǎn)、漁業(yè)等是人類(lèi)賴(lài)以生存的保障。我國(guó)是海洋大國(guó)，擁有300萬(wàn)平方千米的“藍(lán)色國(guó)土”，海洋對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、軍事的重要性不言而喻。隨著對(duì)海洋的探索、對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)利用，人類(lèi)對(duì)海洋的科研活動(dòng)與日俱增，與此同時(shí)，獲得的海洋信息數(shù)據(jù)也以幾何級(jí)數(shù)的速度增加。如何有效利用這些數(shù)據(jù)，將隱藏在數(shù)據(jù)內(nèi)部的信息直觀地表現(xiàn)出來(lái)是海洋可視化的重要研究?jī)?nèi)容。本文對(duì)海洋場(chǎng)數(shù)據(jù)三維可視化關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，闡述了粒子系統(tǒng)

2、、光線投射算法和多層次可視化方法的基本原理。以洋流和溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)為例，實(shí)現(xiàn)了洋流粒子系統(tǒng)、溫度場(chǎng)的光線投射體繪制和洋流的多層次可視化。最后設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了海洋三維可視化驗(yàn)證系統(tǒng)用以驗(yàn)證本文中的可視化方法。本文的主要工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)洋流粒子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn):用大量粒子的變化反映洋流的總體變化趨勢(shì)。描述了洋流粒子的產(chǎn)生、屬性初始化、運(yùn)動(dòng)、消亡和繪制五個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，最后實(shí)現(xiàn)了基于粒子系統(tǒng)的洋流三維動(dòng)態(tài)可視化。
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3、2)光線投射算法的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn):在分析現(xiàn)有的體數(shù)據(jù)組織方式的基礎(chǔ)上，針對(duì)深度方向上非等距采樣的場(chǎng)數(shù)據(jù)，提出偽八叉樹(shù)模型用以數(shù)據(jù)組織。根據(jù)投射光線穿越體數(shù)據(jù)的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的相對(duì)位置，采取不同的插值方法和采樣方法，并結(jié)合光線提前終止法，通過(guò)減少重采樣點(diǎn)和計(jì)算量來(lái)提高光線投射算法的繪制效率。
　　(3)多層次可視化的實(shí)現(xiàn):多層次可視化需要考慮繪制效率和每層的顯示位置?？紤]到采樣數(shù)據(jù)層非等距的特點(diǎn)，在構(gòu)建坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，在深度方向上采用對(duì)數(shù)坐