基于感知的体可视化综述

体可视化是一门交互地视觉呈现三维数据场的技术,允许用户直观方便地理解数据中所包含的几何结构和特征信息,在医学影像、石油勘探、大气气象和科学计算模拟等领域得到广泛应用.由于三维数据场内部特征的复杂性,实现高表达力的体可视化需要同时考虑数据的特性和用户的因素.基于感知的体可视化技术在可视化流程中考虑人类感知过程和认知过程的特点,使得可视化的结果符合人类感知特性和习惯,达到有效地揭示数据特征的目的.文中从用户驱动的体数据分析、符合感知的可视化设计和表意性体可视化3个方面对基于感知的体可视化的相关技术进行梳理总结,并指出该领域需要进一步探索的研究方向.

基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化

在科学计算可视化中,由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息,所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器(FragmentShader)技术,在当前主流PC机上,实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中,能够实时生成高质量的体可视化图像。

基于VRML的三维地质体可视化研究

论文根据地学领域的实际情况,提出了一种在VRML环境下实现地质体三维可视化的方法。该方法采用双层高程格网分别模拟地质体上下表面,用普通三角网连接两层表面的边界,从而构成一个视觉上的三维地质体。最后,笔者综合运用VRML语言中IndexedFaceSet节点和ElevationGrid节点中的coord、color、coordIndex以及normal等字段构造了一个能够在网络上运行的三维地质体,取得了良好的视觉效果。

基于三维纹理的雷达探测概率直接体可视化

针对面绘制技术表现雷达探测效能不充分的缺陷,提出了基于三维纹理的雷达探测概率直接体绘制可视化算法。针对雷达探测数据分布不均匀、重要性不一致等特点,提出了颜色传递函数的设计准则,以此基础设计了传递函数表达式。通过高级传播模型计算三维雷达探测信息,并使用传递函数将其映射成不同的光学成像参数。建立了计算视觉效果最差情况的角度模型,通过实验方式验证了使用3个备选切片方案代替实时计算采样多边形方法的可行性。仿真结果表明:与面绘制方法比较,文中算法不仅能直观地表现雷达探测范围的整体信息,而且还能清晰地展示雷达探测三维数据场的内部细节。

三维体可视化若干问题研究

首先对可视化技术特别是三维可视化算法进行了分析和对比,并根据体数据的建模方法对算法进行了归类,并指出了目前三维可视化技术存在的问题;继而从基于小波的多分辨率模型的体绘制算法和基于模型的并行体绘制算法这两个方面具体探讨了对三维体可视Cluster化算法进一步研究的思路,首次提出了参数化的光照模型和图像质量评价的数学模型等概念。

基于三维纹理的水下三维声场直接体可视化

声波是潜艇进行水下目标探测的最有效手段,因而在潜艇水下作战环境三维可视化研究中,水面舰船和水下潜艇声能场的可视化是核心技术之一,应用硬件加速的三维纹理技术实现了三维声场直接体可视化。仿真结果表明该方法在三维声场可视化中,能够实时生成高质量的体可视化图像。

特征增强的体可视化方法综述

体可视化能够直观地展示体数据内部的特征信息,被广泛应用于医学影像、地质勘探、科学计算模拟等领域.高质量绘制体数据内部特征信息是用户理解和处理体数据的前提,传统的方法依赖于数据的高分辨率采样,并采用传输函数调节获得高质量的绘制效果.文中主要综述了基于特征增强的体可视化方法,以及对反映体数据特征信息空间关系的光照技术的研究现状,最后给出了这些方法的发展趋势及展望.

声纳探测场预积分体可视化研究

声波是水下目标探测的最有效手段,因而在水下环境三维可视化研究中,水面舰船和水下目标声能场的可视化是核心技术之一,从分析声能场可视化的特殊性入手,针对声场体可视化过程中传递函数的非线性,提出了声场预积分体可视化方法,克服了传统直接体可视化方法存在的不能生成高质量图像的问题,在不降低绘制速度的前提下,大大提高了可视化图像的真实感,在当前主流PC机上实现了水下声纳探测场的高效、逼真显示。

中国皮影体可视化仿真方法研究

保护和保存皮影模型是中国的皮影戏可持续发展的紧迫任务。之前的中国皮影可视化研究中将皮影视为2维图像,可视化效果差,对皮影演出场景信息的保存和再现研究不足。以完整保存和逼真再现皮影可视化信息为目标,以体可视化为主线,分析了可视化流程及元素,建立了理论模型、皮影文物信息的可视化数据模型。并且开发了对应的专用GPU渲染方法,通过专家打分法对模型仿真程度进行了检验。有助于中国皮影的文物性保护与场景再现,提高观赏的沉浸感,促进皮影非物质文化遗产的传承和传播。

用体可视化技术进行交互地质建模

体可视化技术在许多领域得到了广泛的应用,成为了科学计算可视化的重要方法。文章阐述了用体元模型和表面模型表达复杂地质结构时的交叉问题,提出应用体可视化技术中的经典方法——步进法来交互处理和修改模型。并不断进行光栅化和矢量化,最终实现建立诸如交叉模型、层状模型、断层等复杂的地质模型。

三维地质体可视化软件理论探讨

从三维地质体可视化软件角度论述了三维地质体及其数据特点 ,指出三维地质体可视化软件中地质体之间的拓扑关系应是可变的 ,它是检验地质理论与工作方法的可视化工具 ;交互性三维图形编辑与显示是三维地质体可视化的关键 ;提出了三维地质体可视化软件的体系结构及研究方向。

基于对象缓冲区的拾取法在地质体可视化中的应用

在三维地质体可视化中,需要操作者能够通过输入设备如鼠标来操纵屏幕上的物体,有时还需要获取物体的空间坐标或图形数值,这些都需要以拾取作为实现的基础。运用基于对象缓冲区的拾取方法。当用户要拾取一个物体时,在对象缓冲区中重画整个画面,把每个对象的标识符进行编码作为颜色值,然后,应用程序根据该像素的颜色值得到所要拾取对象的索引编码。通过得到的编码值能够快速、准确地搜索到所要拾取的对象,实现了在三维地质体中选择拾取有效地层的功能,避免了空间求交的复杂运算,速度快,并通过对象索引实现拾取被遮挡地层,在三维地质体可视化系统中获得了良好的应用效果。

一个微机体可视化系统及其在地球物理中的应用

体可视化技术发展至今，已经有了不少成熟的算法。在医学、基础物理等领域已经取得了极大的成功。本文概要地介绍了体可视化技术的两类主要算法，并着重讲述了作者在微机上完成的一个可视化软件的原理和效果及其在地球物理中的应用。

体可视化MT算法的改进

对传统的体可视化MT算法进行了改进,在一定程度上解决了提取出的等值面中存在大量冗余多边形和提取等值面的过程中计算量过大的问题.实验表明,该算法与传统的MT算法相比,运行速度显著提高,产生的多边形的数量也显著减少.

逻辑运算记号描述的屏蔽体可视化研究

为了计算γ线穿透屏蔽物体的衰减量,需将屏蔽体划分为各自材料相同的几个区域。每个区域可用逻辑运算记号所连接的基本几何形状来描述。该可视化仿真程序用OpenGL编程,首先用空间座标变换法对基本几何形状建模,然后使用一种特殊的补缀法绘制交线截面,从而对用逻辑运算记号所描述的屏蔽体实现可视化仿真。该程序对(-)逻辑运算记号所连接的几何形状采用线模式来绘制,并采用混合技术处理使这个区域里层的不透明物体和外层的半透明物体都能显示出来。

LOD技术在三维骨骼体可视化中的应用

针对骨骼模型结构离散化特点 ,在一般边崩塌算法的基础上 ,提出了一种基于顶点对融合的模型简化算法。该算法不仅适用于连续的三维模型 ,而且适用于像骨骼一样的骨骼块之间不连续的三维模型。通过实际的脚骨骼模型简化 。

基于矢量结构的三维地质体可视化系统研究与设计

三维地质体可视化技术是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。本文对基于矢量结构的三维地质体可视化系统进行了研究与设计。

基于体可视化的计算机辅助轮廓测量系统设计

为收集整理我国不同人群的五官头颅特征数据,开发一个计算机辅助轮廓测量系统。系统首先对图像进行预处理,利用面绘制技术重建三维头颅模型;然后在模型表面选取特征点作平面求交获取轮廓剖面,通过几何变换方法实现剖面由三维空间到二维空间的映射;最后采用边界跟踪技术提取外缘轮廓坐标集,并根据应用需求对轮廓参数进行标记与测量。实验结果表明:该系统能有效地实现三维头颅模型的轮廓参数测量,并直观、精确地反映五官头颅实际的形态特征。

基于体可视化的计算机辅助脊柱矫形系统设计

为了实现脊柱畸形手术治疗计划中的精确术前模拟,开发了计算机辅助脊柱矫形系统。系统结合面绘制和体绘制技术实现三维脊柱模型的体切割,采用刚性配准技术实现楔形截骨后的脊柱模型配准融合,最后利用配准前后参数测量信息对术后效果进行评估。系统仿真结果表明:针对脊柱模型,进行模拟手术切割、配准、测量,能比较直观、精确地反映矫形效果,可为手术方案的制定提供较为科学的依据,同时系统也具有较好的可扩展性与工程参考意义。

水下3维声场体可视化两种切平面实现方法

为了深入研究海洋水声环境对海军作战的影响,在水下声场体可视化的基础上对能量场进行3维剖分技术研究。根据不同的战术目的,探讨了两种不同的切平面剖分绘制方法。这两种方法相互补充,能够使指挥员直观准确地理解水下战场环境。