大规模数据流场并行可视化研究进展

水动力学数值模拟是研究水流运动的重要科学方法,可视化是分析数值模拟计算结果的关键方法。本文从并行模式层面回顾了流场可视化现状,并对比了后处理与原位可视化两种模式的优劣势,着重阐述了原位可视化的实现方法与应用案例。针对目前流场可视化技术中的不足,指出今后流场并行可视化应从精确性、时效性与交互性等方面加强研究。

一种面向全球表层流场可视化的粒子系统数据结构设计

基于粒子系统的流场可视化,将流场中运动的流体质点看作粒子,借助大量粒子的运动,表达了一种具有真实感的流场。受限于当前普通硬件设备的运算能力,这种方法在全球大规模流场可视化中的应用并不理想。本文从优化粒子系统数据结构出发,设计了视景体索引、流场数据网格、粒子的三层结构,快速检索、绘制当前视景体内的粒子,大幅度减少了粒子可视化运算量。最后,将设计思路应用到粒子系统的程序设计中,借助三维虚拟地球可视化平台展示全球表层流场的动态效果,并验证了该方法的有效性。

集合模拟可视化进展

近年来,集合模拟被频繁地运用于气候、数学、物理等领域.集合模拟数据通常具有多值、多变量、时变的属性,再加上其庞大的数据量,对这类数据的分析充满着挑战.集合模拟数据可视化是通过视觉和人机交互的手段,向领域专家揭示集合模拟数据中的成员差异和整体概况,从而帮助专家探索、总结和验证科学发现.从比较个体成员和概括整体成员这两个不同的分析任务,以及基于位置和基于特征这两种分析策略的角度,系统地分析了具有代表性的集合模拟可视化工作,收集并整理了各类方法的可视化形式、交互技术、应用案例.通过总结近几年的集合模拟可视化方法来讨论现有研究的趋势,并对未来研究做进一步的展望.

一种数据驱动的三维流场流线特征化筛选方法

传统的流线可视化方法因视线遮挡和数据密集难以刻画流场特征,难以应对大规模数据,为此,从数据驱动的思路出发,提出了一种筛选三维流线的算法,实现对大规模精细流场的特征刻画.该算法对广泛撒点取得的流线集进行特征化,通过计算流线上各点的特征,并以此为依据对流线进行分段;基于所有分段的几何特征构建一组特征向量,并利用词袋方法建立一组词向量;以词向量为基础计算流线间的几何特征相似度,以评估各个流线间的相似性,实现对流线的筛选.通过在特定流线的查询和整体流线流场的压缩这2个典型应用场景上的应用,检验了该方法对流线筛选的效果.