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矢量场可视化技术研究及其在海洋数据处理上的应用

作　者: 张清波
导　师: 杨冠杰
学　校: 中国海洋大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 科学计算可视化数据建模矢量场可视化纹理映射线积分卷积
分类号: TP399
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 256次
引　用: 2次
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内容摘要

科学计算可视化是发达国家二十世纪八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术。它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图像信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。矢量场可视化是科学计算可视化中最具挑战性的研究课题之一，它以直观的图形图像显示场的运动，透过抽象数据有效洞察其内涵本质和变化规律，广泛应用于计算流体力学、航空动力学、大气物理和气象分析等领域。线积分卷积(Line Integral Convolution，LIC)方法是一种基于纹理生成技术的矢量场可视化映射方法，线积分卷积法能连续反映场中各点切矢，即使在矢量方向变化很大的区域，也能揭示出矢量的方向，可以较好地表达出矢量场的细节。生成的图像连续细致，具有多分辨率，并且能够充分发掘矢量场点之间的相关性，卷积核为周期函数时不断改变卷积核相位可得到运动的纹理——LIC Animation。该方法涉及噪声选取、虑波、卷积、绘制、纹理映射等技术，具有广阔的发展前景。在论文中，我们将上述的矢量场可视化方法应用于海洋调查数据中。通过LIC方法得到的海洋调查数据的矢量场可视化图像，可以发现海洋数据场的运动变化规律和场中的一些特征结构如涡流等。这种方法比传统的海洋数据场可视化方法具有更好的可理解性、客观性和有效性。这不仅验证了算法的有效性及实用性，同时显示出科学计算可视化技术在物理海洋领域的应用潜力。

全文目录

引言  6-8
第一章科学计算可视化概述  8-13
  第一节科学计算可视化的发展  8-9
  第二节科学计算可视化研究的内容  9-10
  第三节科学计算可视化应用领域  10
  第四节三维空间数据场可视化的基本流程  10-11
  第五节科学计算可视化技术的发展动向  11-13
第二章散乱体体数据建模  13-17
  第一节建模原理  13-14
  第二节建模方法  14-17
第三章矢量场可视化  17-23
  第一节矢量场可视化的过程  17
  第二节矢量场可视化映射的方法  17-21
  第三节关于矢量场中临界点的知识  21-23
第四章用线积分卷积技术实现矢量场映射  23-43
  第一节线积分卷积技术产生的背景  23
  第二节矢量场可视化映射的方法  23-26
  第三节局部流线的生成算法  26-33
  第四节线积分卷积纹理映射技术的实现与分析  33-38
  第五节利用无移动运动技术实现图象动画显示  38-43
第五章矢量场可视化技术在海洋研究上的应用  43-54
  第一节海洋调查数据的表示  44-45
  第二节海洋数据的建模  45-46
  第三节矢量场的建立方法  46-49
  第四节海洋调查数据场可视化结果显示及分析  49-54
第六章总结和展望  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59

矢量场可视化技术研究及其在海洋数据处理上的应用

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