非规则数据场体绘制技术的研究

科学计算可视化的核心是三维数据场的可视化,当前三维可视化的研究热点是体绘制技术.文中介绍了三维非规则数据场体绘制技术的研究现状.在此基础上,通过对已有非规则数据场体绘制技术和算法的分析比较,预测非规则数据场体绘制技术今后的发展趋势以及将来应该重视的研究方向.除了改进已有算法、将各种算法结合起来外,还应该在硬件及系统加速技术方面做研究,同时结合漫游技术研究和开发高效的三维空间非规则数据场的可视化技术和并行算法.     

用图象平面分割方法实现非规则数据场体绘制

本文给出了一种对非规则数据场进行体绘制的方法。该方法具有自适应性。文中给出了实现方法及结果。     

一种非规则数据场的体绘制算法

非规则数据场的体绘制是可视化的一个热点和难点。常用直接体绘制算法有光线投射法、单元投影法、快速体绘制算法。本文吸取了上述三种算法的优点,采用体元面投影的方法来确定光线路径;同时考虑到非规则数据场的一些特性,采取三个有效的措施大大加快了投影和求交速度;在采样中用分段积分法代替等距采样,从而进一步提高了图象质量。     

利用相关性进行非规则数据场体绘制

文中给出了一种利用象互相关性进行非规则数据场体绘制的方法。该方法通过分割图象空间，遍历体元后向相邻关系以建立基本可见性次序，以扫描转换方法求交和完成交点插值。最后在基本序的基础上适当调整，完成体绘制。     

非规则数据场并行体绘制算法

并行算法是实现体绘制加速的重要途径，然而现有的并行体制绘制算法大部分是针对规则数据场的。     

基于体元投影的一种非规则数据场体绘制方法

随着科学计算可视化的发展及其在实践中的应用,非规则数据场的可视化已成为当前的研究热点之一。由于非规则场中样点的大小、形状和分布是不一致的,在成像时面临更多的困难。常用的方法有光线投射法,单元投影法,以及单元投影与光线投射相结合等算法。吸取了上述算法的优点,同时利用非规则数据场的一些特性,采用了一些加速措施来加速绘制。通过实验验证,可以达到比较理想的效果。     

用于体绘制的可变模板法

作为投影成象的的一种重要方法，模板法在规则场的体绘制中取得了好的效果，然而，传统模板法要求样点的大小和形状一致，限制了其在曲线结构数据场和非规则数据场体绘制中的应用，因为这类场中样点的大小和形状变化很大。当前非规则场或曲线结构数据场中的体绘制计算复杂、成象速度很慢，严重影响了可视化的效率，本文提出了一种可变模板法，不受样点大小必须一致的限制，使得模板法能在曲线结构数据场和非规则场的体绘制中发挥充分     

基于有效裁剪被遮挡单元的非规则数据场体绘制算法

提出了一种被遮挡单元的裁剪算法,以加速非规则数据场的体绘制过程。在基于一组平行切割平面的体绘制方法上,新算法通过对图像不透明度缓冲区中的值进行求平均操作,并将所计算的结果存储在一个与不透明度缓冲区间同样大小的平均不透明度缓冲区中,使得只需根据每一数据单元重心投影点在平均不透明度缓冲区中的值,就可得到此数据单元的可见性,从而有效裁剪掉被遮挡单元,降低需处理的数据量,加速体绘制过程。     

非规则数据场体绘制光线投射求交的加速新方法

光线投射是非规则数据场体绘制的一种常用方法。它能生成高质量的图形，但开销很大。其原因在于光线与面的求交，特别是与外部面的求交，需要非常大的工作量。本文利用平面多边形扫描算法求取光线与外部面的交点，井利用内部体元和面的相关性，改进了光线与内部面的求交计算，从而减少了运算量，提高了绘制速度。     

基于遮挡单元裁剪的非规则数据场体绘制算法研究

通过建立一个与不透明度缓冲区同样大小的平均不透明度缓冲区,就可根据数据单元重心点在平均不透明度缓冲区内的值判定数据单元的可见性,从而使得在以物体空间为序的非规则数据场体绘制过程中直接将投影完全位于不透明区域内的数据单元裁剪掉,极大地减少需处理的数据量,加速绘制过程。     

Adaptable Splatting for Irregular Volume Rendering

By employment of a footprint table in conducting intensity integration, splatting method has been very successful in rendering regular data volumes. Recently, the method has also been extended to render irregular data volumes. However, since samples in irregular volumes vary greatly in size and shape, the footprint table is unable to be employed in an efficient manner. This hinders the application of splatting approach from being used in the irregular volume case. In this paper, an adaptable splatting method is proposed, which provides an efficient way to integrate color intensity in terms of footprint table for the samples in various sizes. Experiments show that the new method may be used to produce better images without extra expense.     

不规则地质体的分割与体绘制方法研究

提出一种基于局部信息的区域增长方法(LI—RGA),该方法克服了最小偏差区域增长算法(R—RGA)中一致性准则函数定义的模糊性问题．实验结果证明,算法的分割准确性有所下降,但基本上不影响对不规则地质体的解释和分析工作．针对地震数据的特点,对传统光线投射算法进行了简化,并将分割出的不规则地质体定义成区域模板,再与改进的光线投射体绘制算法结合起来．实验证明,此方法能够清晰地再现数据体中的不规则地质体,并能同时显示重要的地质特征体．     

基于Slicing的快速有限元网格体绘制算法

在Incremental Slicing算法的基础上,针对有限元网格的特点,提出了一种适合于多种有限元单元类型的快速体绘制方法,由于采用硬件加速的多边形ＲＧＢＡ填充方法混合显示数据场与几何体的外表面,优化了切面多边形的形成算法,并对于小单元进行了特殊处理,大大提高了有限元网格体绘制的速度与质量。     

Volume Rendering on Non-regular Grids

In this article we present the principle methods for volumerendering of non-regular grids as used in the Finite Element Method or the Method of Control Volumes. Besides linear element types, the methods discussed here also cover the handling of commonly used non-linear element types but little considered in the Computer Graphics community. The very basic operation in the whole rendering process, namely the interpolation of the geometry and function values is fully based on the element type specific shape functions, ensuring a consistent mathematical treatment of the object in the sense of the underlying numerical simulation. We discuss the implications of this approach and propose optimizations justified by general assumptions on the qualify of the simulation model.     

基于Web Service的分布式并行体绘制研究

目前,随着可视化要处理的数据量变得越来越大以及可视化操作变得越来越复杂,基于网格或Web服务的分布式可视化技术得到了快速发展.在体绘制领域,体数据的大规模增长,迫切期待提高计算设备的处理能力.基于Web服务的分布式技术的快速发展为体绘制的研究提供了新的途径.为了便于Web服务技术在体绘制中的应用的,该文提出了一种基于W...     

基于动态数据分布的并行Shear-Warp体绘制算法

提出了基于动态数据分布的并行Ｓｈｅａｒ－Ｗａｒｐ体绘制算法和新的动态数据分布策略,利用空闲的广播通信线路使数据重分布与绘制并行进行,提高了通信线路的利用率、避免了冗余存储,减少了资源浪费,并避免了对算法效率的影响;改进的任务分配与负载平衡策略,避免了节点机负载的不平衡和流水线作业的积压,提高了算法的效率。