纹理流线:一种有效的二维向量场可视化方法

向量场可视化是可视化研究的一个焦点.流线能够很好地表现向量场的局部信息,并被用于二维向量场的全局显示.从信号分析的角度讨论了基于流线的全局向量场可视化方法的频域特点,指出其结果图像视觉效果的优缺点.在此基础上提出和分析了一种新的方法:纹理流线方法.新方法的频域意义更为明确,计算简单且开销小.     

基于流线纹理合成的2D矢量场可视化

针对科学试验数据可视化问题,提出了一种2D矢量场可视化的方法－流线纹理合成方法,即通过将1D纹理映射到流线上,再利用流线纹理来合成可视化图象,因为移动1D纹理很容易形成矢量场动画。该方法是利用局部区域内流线的近似平行性,首先依据临界点来设定流线宽度,然后把流线绘制成多条平行流线,再分别将多条不同的1D纹理映射到流线上,从而能够加快计算。实际结果表明,由于流线纹理合成的纹理图象上清楚地显示了流线,因而反映了矢量场的方向信息,同时,该方法计算速度快,可以达到交互可视化的要求。     

基于半规则纹理合成的流场可视化技术

直接利用半规则纹理本身蕴涵的方向信息对流场进行可视化．结果直观有效,而且适用的纹理范围广泛,丰富了流场可视化的手段,首先应用基于块的二维方向纹理合成方法生成第一帧图像,随着流体的流动,每一小块的4个顶点移动到新的位置,然后将原有的纹理映射到新的四边形上,同时计算出每个点的变形程度,如果某点变形过大,那么把该点标为无效点,重新合成,最后,一帧帧连续合成的纹理组成一个流场可视化的动画。     

基于聚类的二维向量场可视化

已有的二维流场可视化中,鞍点等临界点是最重要的特征之一.文中从一个新的角度提出一种基于流线聚类的二维向量场可视化方法.首先生成采样流线集合,然后将流线聚类,最后引入共轭法向量场和流线密度矩阵对同一个类的流线进行加速排序.在此基础上,提出3种可视化应用:抽取每一类的代表流线进行向量场的流线简洁表达;根据流线之间距离进行多分辨率均匀流线表达;生成权值图,增强基于纹理的向量场可视化.实验结果表明,该方法具有良好的鲁棒性,可视化效果优于已有的方法.     

基于三角块的曲面纹理合成

根据曲面网格上的切向矢量场,采用广度优先搜索策略从样本纹理空间中为每个三角面片映射纹理面片,直至完全覆盖整个网格．在搜索和映射过程中,首先使网格上相邻三角面片的纹理有最小的匹配误差;然后对相邻的三角面片纹理使用图的分割方法拼接纹理,得到曲面上连续的合成纹理;最后压缩存储合成的三角面片纹理．该算法适用于多种类型的样本纹理和任意的三角化曲面．     

二维复杂向量场可视化方法研究及应用

向量场数据广泛存在于科学和工程计算中,面当前缺少和有效的复杂向量场可视化方法,使得在一些研究领域中计算出来的数据无法得到很好的理解和使用。通过分析点噪声方法和非定常网格数据场的特点,提出适用于二维非定常网格数据折可视化方法;非定常点噪声方法。该方法主要解决变化网格及数据时间精度不足带来的问题,通过对惯性约束聚变的数值模拟数据进行可视化,取得了令人满意的结果,结果表明该方法是一种对复杂向量场有效的可视化方法。     

利用临界点聚类的平面向量场极限环的检出及可视化

检出和可视化极限环已经成为向量场拓扑分析中日益重要的研究课题．提出了一个基于临界点聚类的检出算法,将向量场的全部临界点以几何距离为相似性判据聚类成一棵二叉树,通过只检查临界点指数和为＋1的少数树结点,以及在算法中增加检测和剔除中心型闭轨的部分,获得了比Wischgoll算法更好的结果．     

运用局部纹理映射加速曲面纹理合成

基于样图的纹理合成方法能够在网格曲面上合成高质量纹理,但合成速度有待进一步提高,对此提出一种运用局部纹理映射加速曲面纹理合成的算法.首先以三角形法向量、切向矢量与纹理尺度为约束,将三角网格曲面分割为一系列映射区与合成区;然后用基于块的平面纹理合成方法生成大面积样图,用调和映射方法对映射区进行纹理映射;最后采用基于三角块的合成方法生成合成区纹理.实验结果表明,该算法对一般的随机性纹理与半结构性纹理具有很高的合成质量,能够控制纹理方向与尺度的变化.由于大部分三角形的纹理通过局部纹理映射得到,仅需要合成少数三角形的纹理,纹理合成过程得到大幅度地加速.     

基于概率纹理模型的纹理分割方法分析

基于最优小波包基的纹理自适应概率模型通过优选小波包基来区分不同纹理,具有纹理描述更准确的优点。研究基于纹理自适应描述的邻域分割法,通过实验分析了纹理概率模型和邻域分割法对分割效果影响的主次关系。实验结果表明邻域分割法是分割取得好效果（分割错误率低于1．34％）的主要影响因素,概率模型对分割效果的作用是次要因素。这一结论的得出将有利于对该方法的改进。     

块纹理合成的优化计算

针对块纹理合成方法,深入分析了块的形状、大小以及相邻块间重叠区域等参数对合成效率的影响,并基于纹理的特征及其变化的周期和重叠区域的约束性等给出了衡量这些参数作用的度量方法.该方法能自适应地优化这些参数,提高纹理合成的效率.     

一种新的平面矢量场可视化方法

矢量场可视化是科学计算可视化的重要组成部分。提出了一种新的平面矢量场可视化方法，该方法利用局部区域内流线的近似平行性，将种子点的影响范围扩大，使一条流线能够覆盖与其平行的相邻的几条流线上的点，同时对流线之间进行调和，使流线间比较平滑。由于该方法一条流线上覆盖了更多的点，提高了计算速度，可达到交互可视化的要求。并将几种方法的结果图象进行了比较。     

基于平面矢量场的可视化方法的研究

平面矢量场可视化是科学计算可视化的重要研究内容。矢量场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。对平面矢量场进行可视化的方法有很多种,常见的有点图标法、流线法、线积分卷积法和拓扑分析法等。论文主要研究常见的可视化方法,分析它们的性能,并通过实际的例子,对具体的可视化结果图像进行比较。通过该研究,能够给人们在选择可视化方法时提供依据。     

基于二维纹理样本的方向场引导的体纹理合成

提出一种考虑方向场的体纹理合成新方法.在二维纹理样本中搜索邻域,采用优化的邻域匹配算法逐个合成体素;在匹配二维纹理样本像素邻域和体素邻域时,考虑各体素上的方向,生成各向异性体纹理,并允许采用各向异性的二维纹理样本获得满意的合成结果.方向场可由过程式方法生成,也可由三维医学数据处理而得.实验结果表明,从动物的弥散张量图像得到的方向场能有效地合成真实的动物肌肉纹理,为计算机图形学提供了一种新的肌肉建模手段.     

Selective Visualization of Vector Fields

In this paper, we present an approach to selective vector field visualization. This selective visualization approach consists of three stages: selectdon creation, selection processing and selective visualization mapping. It is described how selected regions, called selections, can be represented and created, how selections can be processed and how they can be used in the visualization mapping. Combination of these techniques with a standard visualization pipeline improves the visualization process and offers new facilities for visualization. Examples of selective visualization of fluid flow datasets are provided.     

空间电磁场三维可视化技术研究

为研究战场中典型电磁环境及其对低空巡航导弹的影响,将虚拟现实技术和三维场数据可视化方法结合在一起,通过在战场场景中重构三维等值曲面,把战场中典型电磁场计算模型得到的大量点数据转变成形象直观的,实时交互的三维图像信息,全面表现了战场的地理环境、电磁场的分布等情况,为战场决策和控制提供了依据和帮助.     

一种非结构矢量场的线卷积积分方法

传统的结构化LIC方法不适用于非结构矢量场数据处理的主要原因有两个,一是矢量幅度的表现力不强,二是因分辨率等因素无法有效地应用于采样点位置随机的矢量场．为解决上述问题,可以采用如下方法：在DDA曲线的生成过程中,采用基于数值的计算方法替代结构化LIC中基于网格的计算方法,从而有效地保证了处理结果的分辨率;在DDA曲线的卷积积分（LIC）处理过程中,采用区域标记的策略替代快速LIC方法中的线标记策略,一方面,因为被标记的采样点不再作为以后各轮DAA曲线生成的起始点,从而可以有效地减少计算量;另一方面,区域标记方法能够使LIC处理的结果稀疏化,表现为矢量场中幅度大的区域矢量线密集,而幅度小的区域矢量线稀疏,从而有效地提高矢量场幅度、结构的表现力．