基于GPU的海洋水體環(huán)境多維可視化技術(shù)研究.pdf

1、隨著三維可視化技術(shù)在海洋水體環(huán)境仿真和海洋要素信息可視化表達(dá)方面研究的不斷深入，海洋科學(xué)在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｑ髷?shù)據(jù)可視化結(jié)果的真實(shí)感，可視化過程中的實(shí)時(shí)交互性要求越來越高。本文基于OSG(Open Scene Graph)三維渲染引擎和GPU(Graphic Processing Unit)技術(shù)，對(duì)海洋數(shù)據(jù)的多維可視化關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和應(yīng)用，其成果包括以下幾個(gè)方面:
　　1.本文應(yīng)用三維渲染引擎的場(chǎng)景構(gòu)建、渲染機(jī)制、訪問器機(jī)制、回調(diào)機(jī)

2、制及事件處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的三維渲染;通過圖形界面開發(fā)庫(MFC)開發(fā)浮動(dòng)窗口、菜單欄、狀態(tài)欄等交互界面，控制渲染信息的表達(dá)與反饋，實(shí)現(xiàn)OSG和MFC相結(jié)合的三維開發(fā)架構(gòu)，取得了良好的人機(jī)交互的效果。
　　2.本文基于NetCDF數(shù)據(jù)模型對(duì)多維海洋水體要素?cái)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高效快捷地地解讀、存取及管理，快速對(duì)點(diǎn)、線、面、體數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取和預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)海洋水體要素?cái)?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)表達(dá)與分析。
　　3.本文在探討0SG渲染機(jī)制的基礎(chǔ)上，采用著色語言

3、GLSL來提高場(chǎng)景渲染效率和繪制質(zhì)量，并在海洋要素?cái)?shù)據(jù)的三維可視化中，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)數(shù)據(jù)分析、要素場(chǎng)填色圖繪制和等值線追蹤。
　　4.本文基于經(jīng)典的GPGPU技術(shù)在MarchingCubeS(MC)算法的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)空間等值面的繪制，在光線追蹤(Ray Casting)算法的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)海洋體數(shù)據(jù)的直接體繪制。并在數(shù)據(jù)采樣、紋理映射、透明度及顏色的合成等方面進(jìn)行算法的優(yōu)化。
　　5.本文基于CUDA在并行計(jì)算中可以根據(jù)渲染算法的需要有