基于OpenGL的矢量場可視化方法研究與應(yīng)用.pdf

1、科學(xué)計算可視化是20世紀80年代發(fā)展起來的一門新學(xué)科，它運用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計算過程中及計算結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形圖像的形式在屏幕上顯示并進行交互處理。在科學(xué)計算可視化的研究領(lǐng)域中，矢量場可視化是一個重要的研究方向，具有較大的研究價值和應(yīng)用前景。
　　在復(fù)雜的物理場研究中，如何將科學(xué)計算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被人們視覺能夠接受的圖形圖像信息一直是各學(xué)科研究的重點和熱點。本文從這一角度展開研究，首先介紹了科學(xué)計算可視化的發(fā)展趨勢、

2、研究內(nèi)容以及應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)內(nèi)容。然后對科學(xué)計算可視化技術(shù)中使用的基本網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)預(yù)處理使用的插值算法:反距離加權(quán)法、克里金法、Bezier曲線擬合和等參元映射法作了分析，簡要介紹了本文主要的實現(xiàn)技術(shù):OPENGL。接著分別介紹了基于幾何圖形的矢量場可視化方法和基于紋理的矢量場可視化方法。在基于幾何圖形的矢量場可視化技術(shù)方面，實現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)的點圖標、流線、跡線和流面繪制;在基于紋理的矢量場可視化技術(shù)方面，本文對基于紋理的LIC算法進

3、行了改進和拓展，彌補了原始LIC算法的缺陷，調(diào)高了繪制速度，實現(xiàn)了彩色LIC算法、LIC紋理動畫和Volume LIC算法。
　　最后，本文從實際應(yīng)用角度，介紹了可視化系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，以及各個模塊的功能，并在“Alpha有限元分析系統(tǒng)”中得以應(yīng)用。
　　經(jīng)過實際應(yīng)用，本文開發(fā)的可視化系統(tǒng)的可視化結(jié)果準確，并能有滿足有限元數(shù)據(jù)分析的后處理需求。本系統(tǒng)封裝后，已經(jīng)應(yīng)用與本實驗室自主研發(fā)的“Alpha有限元分析系統(tǒng)”，并取得了良