有限元网格体绘制中的剖切算法

为了解决体绘制中的遮挡问题和加快复杂剖切体的剖切操作，在MS体绘制算法的基础上，研究和提出了一种体绘制中任意封闭多面体的剖切和多种变换函数，并进一步展现了数据场内部的数据分布情况，另外，由于通过二叉树对多剖切体情况下Stenceil参照值的合并，使得算法在每一切层上的绘制次数达到最少，同时还统一了剖切体前后表面Stencil操作，并减少了不必要的法线运算，从而大大加快了复杂剖切体的剖切操作。     

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。     

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。     

并行分布式体绘制算法的设计

体绘制是一种需要大量计算资源和内存资源的可视化任务，本文提出一种并行分布式体绘制算法，对绘制任务进行适当剖分，使用连网的工作站进行计算，有效地加快了图形绘制速度。     

直接体绘制技术在地质体三维可视化中的应用研究*

将直接体绘制技术应用于地质体三维可视化,首先对原始钻孔数据进行插值、网格化等预处理得到满足直接体绘制需要的规则体数据,从而建立反映地层分布的地质体三维标量数据场;然后用直接体绘制技术绘制三维地质体,避免了体元建模方法中在对地质体进行剖切等操作时必须要解决的剖面与体元之间复杂的判断求交等过程。采用该方法实现了对某地区地质体的三维可视化。     

适应于体绘制技术的三维有限元网格剖分

有限元分析结果的体绘制为有限元分析提供了直观、有效的方法，但有限元网格在几何上的复杂性以及拓扑上的非结构化给值接利用传统的绘制技术带来困难，这篇文章首先给出了将三维有限元网格剖分成四面体网格的方法，然后，为了便于体绘制，将网格进一步剖分成不包含空洞的凸网的集合，剖分过程用ＢＳＰ树表示，以便实现任意有限元网格的深度排序，而ＢＳＰ树的结点数不超过网格相邻边界面之间二面角小于１８０℃的角的总数，同时给出     

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。     

通过区域块投影方法直接绘制三维数据场

直接的体绘制技术提供了在一幅图形内显示三维数据场各种信息的巨大潜力。然而，生成这样的图形是极其昂贵的，而且高质量图形的绘制远远达不到交互实现的水平。体元投方法之所以能引起人们的极大举是因为在处理过程中充分地利用了体元的空间连贯性。本文提出了一个更有效的体绘制方法：区域块投影方法（Ｂｌｏｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）。这一算法不仅利用了体元的空间连贯性而且还充分地利用了数据场函数值分布的     

基于线性八叉树的快速直接体绘制算法

提出了基于线性八叉树的加速体绘制算法.利用线性八叉树对物体进行空间剖分,光线投射法跨越体数据集中的空体素,以提高绘制的速度.针对光线穿越体数据时的特殊情况,改进线性八叉树邻域查找的方法,特别是不同尺寸的邻域查找方法,克服了层次八叉树邻域查找的低效率,同时提出了光线离开平面的简洁判定方法,方便光线下一个采样点的计算.实验结果表明,该算法能够有效地提高绘制的速度.     

三维数据场实时体绘制研究进展

在分析了三维数据场实时体绘制研究现状的基础上，重点探讨了三维数据场实时体绘制的五种方法：降低采样维数法、空间相关性法、跳过空体元法、基于硬件的方法及并行处理的方法，并比较了各种绘制算法的特点，从而指明了三维数据场实时体绘制进一步研究的方向。     

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。     

基于空间数据插值算法的空间散乱数据体绘制实现

体绘制技术是一种能够真实地反映空间数据场内部信息的可视化技术。在体绘制研究领域中,非规则的空间散乱数据体绘制目前仍然是一个研究热点。文中采用空间数据插值算法对散乱的原始数据进行网格化插值,然后使用光投影体绘制算法对规则网格数据进行体绘制。最后,通过新方法实现了某油藏区地下流体压力和孔隙度分布结构的体绘制。     

A two-dimensional paving mesh generator for triangles with controllable aspect ratio and quadrilaterals with high quality

Certain classes of problems result in solution fields of which the characteristic length scales vary with the orientation. Often the orientation of these length scales is related to the orientation of the boundaries. Such solution fields can be captured by the finite element method, using a mesh that is refined in the direction of the short length scales and coarse in the other directions. These meshes contain elements with high aspect ratios in a predefined pattern.The mesh generator presented here can render triangles with high aspect ratios through a paving algorithm. The paving algorithm that is employed applies both triangles and quadrilaterals, combining the advantages of both to render a qualitatively good, oriented triangular mesh, with a concentration of elements in the direction where the internal length scales of the solution field are the shortest.The mesh generator produces triangles with one (almost) orthogonal corner. When low aspect ratio triangles are generated, these are well suited for conversion to quadrilateral elements. Test results indicate that quadrilateral meshes converted from the mesh generator introduced here have a considerably better quality than those converted from several other triangular mesh generators.     

BMSweep: Locating Interior Nodes During Sweeping

BMSweep is a new algorithm to determine the location of interior nodes while generating hexahedral meshes using the volume sweeping method. Volume sweeping is performed on two and one half-dimensional volumes by identifying a ‘source’ surface which is meshed with quadrilaterals. These quadrilaterals are then swept through the volume towards a ‘target’ surface generating layers of hexahedra along the way. BMSweep uses background mesh interpolation to locate interior nodes during sweeping. The interpolation method provides for quality element creation, while allowing the volume boundary to vary. The cross-section of the volume can vary along the length of the sweep, the sweep path need not be linear, and the source and target areas need not be flat. Three dimensional volumes can be swept using BMSweep after being decomposed into two and one half-dimensional subvolumes.     

Stable Evaluation of Jacobian Matrices on Highly Refined Finite Element Meshes

In the adaptive finite element method, the solution of a p.d.e. is approximated by finer and finer meshes, which are controlled from error estimators. So, starting from a given coarse mesh, some elements are subdivided a couple of times. We investigate the question of avoiding instabilities which limit this process from the fact that nodal coordinates of one element coincide in more and more leading digits. To overcome this problem we demonstrate a simple mechanism for red subdivision of triangles (and hanging nodes) and a more sophisticated technique for general quadrilaterals.     

基于剖面的三维有限元可视化方法研究

提出了一种三维不规则数据场的任意形状截面快速剖切算法。该算法利用有限元网格共边的特点实现相交的单元体快速查找并有效减少求交计算次数。讨论了任意剖切面上的彩色云图生成方法。研究了在多剖切面的基础上,实了不规则数据场的体绘制。实践证明,该方法快速有效,效果良好。     

四维空间内的有限元体绘制转换函数设计

经典的有限元体绘制转换函数是定义在三维位置空间内的,然而有限元分析中还 存在四维空间的数据,为了对该类数据进行显示,现提出一种面向四维有限元数据的体绘制转 换函数模型。该模型结合有限元数据极大值区高关注度的特点和体绘制技术良好的数据筛选能 力,在原有位置空间转换函数的基础上扩充第四维,以变换出时序体绘制效果和多标量体绘制 效果。该模型的使用可极大的丰富有限元数据的图形显示方法。     

三维有限元数据场体绘制算法的研究

三维有限元数据场包含了庞大的信息量,不易于人们深刻理解和分析。可视化技术将数据场以图形、图像的形式显示出来,揭示出三维有限元数据场中蕴藏的丰富内涵。讨论了三维数据场可视化体绘制中射线跟踪法和直接投影法的优点及不足,提出了将射线跟踪法及直接投影法各自优点结合起来的新算法,应用于三维有限元数据场的体绘制。新算法一方面充分利用场在投影区域上的二维连贯性,每次推进的是一个面片而不是一个孤立的像素点,另一方面针对每个视线段子段,充分利用场在深度方向的连贯性,用分析积分法完成累积光强和透明度计算。算法效率高,统一性强。     

用图象空间为序的体绘制技术显示三维数据场

本文首先简要介绍了应用体绘制技术显示三维空间数据场的基本原理，接着，提出并实现了经过改进的图象空间为序的体绘制算法，该算法以重构三维空间数据场代替了原有的重构光亮度场的方法，从而提高了图象质量并节约了存储空间。最后，介绍了用图象空间为序的体会 制显示多等值面的算法及其华，讨论了提高该算法效途径。     

A Numerical Investigation of High-Order Finite Elements for Problems of Elastoplasticity

A high order finite element approach is applied to elastoplastic problems in two as well as in three dimensions. The element formulations are based on quadrilaterals and hexahedrals, taking advantage of the blending function method in order to accurately represent the geometry. A comparison of h- and p-extensions is drawn and it is shown that thin-walled structures commonly being analysed by dimensionally reduced elements may be consistently discretized by high order hexahedral elements leading to reliable and efficient computations even in case of physically nonlinear problems.