基于Direct3D的有限元后處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、有限單元法作為一種強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算方法，應(yīng)用領(lǐng)域已擴(kuò)展到各類(lèi)物理場(chǎng)的分析。特別在土木、水利、機(jī)械、航空、造船等工程技術(shù)領(lǐng)域的具體實(shí)踐中，它已經(jīng)轉(zhuǎn)化為直接推動(dòng)科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的生產(chǎn)力，發(fā)揮著巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。同時(shí)，伴隨著有限元和計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)與飛速發(fā)展，有限元分析程序的研發(fā)也逐漸成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科和產(chǎn)業(yè)。
　　 有限元軟件在總體上可以分為三個(gè)主要部分：前處理部分，求解器，后處理部分。其中求解器是有限元分析軟件的核心；前處理部

2、分為用戶提供通過(guò)人機(jī)交互建立計(jì)算模型施加約束的手段；后處理部分以圖形的形式直觀表示有限元分析結(jié)果，便于用戶對(duì)分析結(jié)果的理解和處理。
　　 本文針對(duì)板料成形模擬和樹(shù)脂材料填充過(guò)程模擬結(jié)果的顯示要求，根據(jù)面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)思想，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論，研究開(kāi)發(fā)了一套有限元后處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用模型視圖控制器(MVC)三層架構(gòu)作為系統(tǒng)骨架，基于Direct3D圖形編程接口進(jìn)行空間圖形渲染，在.Net框架上利用C＃語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
　

3、　 文中著重研究了后處理過(guò)程中的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)插值處理，等值線和云圖的生成，拾取圖元查詢信息，空間截面物理量顯示。在圖形顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)基于Direct3D的可編程流水線進(jìn)行開(kāi)發(fā)，充分利用了圖形硬件加速能力。作者對(duì)比了Direct3D與OpenGL的異同，闡述了采用Direct3D作為圖形引擎的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種HLS顏色空間內(nèi)的顏色映射方法，研究了基于HLSL語(yǔ)言的高級(jí)圖形渲染，背光渲染技巧，延遲光照技術(shù)等，并以實(shí)