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相似文献
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1.
线积分卷积(LIC)是一种针对矢量场的可视化方法.针对二维空间上的LIC算法进行了研究并提出了改进.首先,针对某些二维矢量场在用户关注区域矢量大小比较接近的问题,采用非线性的颜色映射法进行处理,最终的可视化结果可以突出用户感兴趣区域的矢量场特征.其次,从原始LIC算法的串行计算任务中提取出4个可以并行计算的子模块,并依托NVIDIA的CUDA架构实现了颜色增强LIC法的硬件加速.结果表明,加速后算法的加速比随着输入矢量场分辨率的增加而增加.因此,该算法适用于高分辨率二维矢量场的交互式可视化,且没有特别高的硬件要求,通用性较好.总之,新的算法较原始算法在视觉效果和性能上都有所改进.  相似文献   

2.
纹理绘制技术通过纹理线条和颜色变化能够细致且生动地表现2D矢量场的速度、方向以及数据相关性等特征信息,但扩展到3D矢量场空间时,由于3D矢量场本身的空间特性容易造成纹理单元之间产生严重的视线遮挡问题,影响研究人员对矢量场内部固有属性特征的观察和分析.针对此问题,提出一种基于GPU加速实现的稀疏噪声纹理生成的改进3D矢量场Volume LIC绘制技术.在噪声生成部分,基于泊松盘分布以避免噪声点间的相互遮挡,采用Hilbert空间填充线遍历减少生成噪声点的规律性和人工痕迹,并通过高斯滤波核滤除高频区域生成稀疏高斯噪声.整个算法采用GPU+GLSL硬件加速机制,在噪声纹理采样时,利用GPU顶点颜色线性插值功能和片元计算方法有效地加速LIC纹理生成过程,并将卷积噪声和矢量场数据作为纹理传入GPU;采用光线投射算法实现LIC纹理的3D绘制显示,并通过光线提前终止技术和空白空间跳跃技术有效提升绘制效率;同时提供多种有效的交互分析手段查看流场内部特征.实验结果表明,该方法生成的3D纹理图像清晰、绘制效率高,能够有效地缓解3D复杂矢量场卷积数据过多引起的遮挡与混乱现象,具备良好的可视化效果.  相似文献   

3.
LIC纹理中可视矢量大小的方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
线积分卷积 (LinearIntegralConvolution ,LIC)纹理很好地可视了 2D矢量场的方向信息 ,本文提出了两种在LIC纹理中同时可视矢量大小的方法 :多粒度LIC和图像混合。多粒度LIC利用纹理粒度可视矢量大小 ,采用变宽度的邻域平均 ,快速、方便地合成多粒度噪声 ,然后 ,利用滤波器长可变的FLIC快速计算。图像混合技术将LIC纹理和矢量大小的映射图像混合 ,同时可视大小和方向 ,讨论了多种矢量大小的映射方法和硬件支持的图像混合技术。对于实际的矢量场 ,上述两种方法取得了很好的可视效果。  相似文献   

4.
一种新的VolumeLIC可视化方法   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
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,为了能在二维屏上直观显示三维矢量场,将基于纹理的LIC方法拓展到三维矢量场可视化,通过设计稀疏线噪声纹理并配合斜坡卷积核提高VolumeLIC图象质量,显著增强空间深度感,并采用光线投射直接体绘制方法生成VolumeLIC图象,另外,针对循环动画的突兀现象,提出HRCK(Hanninged RampConvolutionKernel)法生成流场的VolumeLIC循环动画,提出VolumeLICProbe交互洞察三维矢量场内部信息,通过实例表明,本文所提方法具有良好的可视化效果,交互方便,并已应用地幔可视化等领域。  相似文献   

5.
二维和三维矢量场的可视化   总被引:1,自引:1,他引:0  
矢量场可视化用来帮助人们直观理解二维和三维矢量场。由于目前的矢量场可视化方法只能展示二维矢量场的方向而不能展示强度,并且对于三维矢量场可视化的效果不太令人满意,因此本文提出了用线积分卷积来实现二维平面矢量场可视化,以及三维空间矢量场可视化的方法。对于线积分卷积中的流线跟踪,利用扩展的Bresenham画线算法的思想,实现了二维平面和三维空间流线的跟踪,并且通过建立一个二维表和三维表来分别存储二维平面矢量场和三维空间矢量场中每个点在流线中的上一个点和下一点的位置,来避免传统流线跟踪方法的冗余计算,提高了效率。对于二维平面矢量场,把线积分卷积的结果和矢量的强度进行加权平均,从而利用输出图像的纹理和颜色,共同来表现矢量场的方向和强度。对于三维空间矢量场,利用体线积分卷积(Volume Line Integral Convolution, Volume LIC)的方法来得到输出体纹理,并且用光线投射的体渲染方法来展示三维空间矢量场。结果显示出本文的方法能够清晰直观的看到二维平面矢量场和三维空间矢量场。  相似文献   

6.
矢量场可视化线积分卷积方法研究与系统设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
随着矢量场数据规模的增加,不论是采用流线还是基于LIC技术绘制流场,其绘制速度都是评价其性能的重要指标,此外由于流线数量增加,流线会在临界点附近产生长流线汇聚问题,导致视觉混乱,冗余计算过多等问题。为了解决上述问题,提出了改进的平坦种子生成策略和FSeedLIC算法,设计并实现了矢量场可视化系统。通过实验表明采用改进的平坦种子生成策略的流线生成算法其加速效果平均能达到70%,产生的流线更加均匀,解决了长流线在密集区域汇聚的问题;FSeedLIC算法相对LIC算法在得到相同的可视化效果的条件下,其加速比平均在60%以上。  相似文献   

7.
线积分卷积(LIC)算法展现的纹理反映了整个矢量场的方向结构,但却不能展现矢量场的强度大小。针对此问题提出基于非线性渐变式颜色映射的LIC改进算法,将矢量场强度与白噪声结合作为LIC的输入纹理,运用FastLIC思想并划分纹理区域同步执行LIC运算来提高算法效率;再将矢量场强度作非线性变换,根据渐变式颜色映射方案使用OpenCV处理引擎并行实现矢量场强度的颜色映射; 最后由LIC得到的灰度纹理和颜色映射结果确定合成系数并构造累计函数增强两者结果,再进行线性合成运算得到最终的可视化效果。在对全球海洋流场和风场两种典型的矢量场进行可视化以及与其他算法对比实验表明,改进算法得到的可视化效果纹理清晰,较好地展示出矢量场的方向和强度,能够更准确地反映矢量场的全方位信息和局部变化情况。  相似文献   

8.
面向飞行器表面流场数据可视化的应用需求,提出一种基于线性卷积(LIC)及纹理平流(IBFVS)相结合的动态纹理可视化方法。算法通过将IBFVS方法的背景随机噪声替换为LIC纹理方式,结合了LIC纹理结果对比度高及IBFVS方法生成速度快的优势;针对LIC绘制速度慢的不足,利用GPU对曲面矢量场投影并插值,生成规则矢量数据场;用GPU对LIC部分进行并行加速,有效提高了LIC纹理图像产生速度;将LIC结果图像加入到IBFVS进行平流,生成纹理图像,最后加入颜色映射,丰富流场信息。实验结果表明,该方法生成的飞行器表面动态纹理图像对比度高,清晰度强,实时绘制性能好。  相似文献   

9.
线积分卷积(LIC)是矢量场可视化中一个强有力的工具。但其计算量过大、耗时过多,影响了它的应用。根据LIC算法的特点,提出了LIC算法的并行实现方法。由于流线跟踪和卷积计算的独立性,只需把输出图像以像素点为单位平均分配给各处理器节点进行计算。从进程之间没有通信,仅当从进程开始计算前和计算结束后,在主进程与从进程之间有数据传递,通信开销很小。最后应用MPI在Linux集群环境下实现了该算法,实验结果表明,该方法具有较高的并行度和加速比。  相似文献   

10.
将矢量场发型生成方法和手绘曲线交互相结合,提出一种交互式发型生成方法.该方法将发型曲线和发型编辑笔画作为矢量场生成的约束条件,使用户可利用手绘曲线来生成或编辑不同的发型,为发型生成提供了交互手段;同时,采用插值方法对空间矢量场计算进行了简化,确保了交互式发型生成的实时性.实验结果表明:文中方法可满足多种发型交互生成的需要.  相似文献   

11.
铅笔画的自适应LIC绘制方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
提出一种非真实感铅笔画的绘制方法,通过对图像的亮度分量计算切矢量场,获得图像的结构矢量场。根据矢量场和图像分割后的局部特征产生可变的积分步数和纹理走势。利用线积分卷积方法,自适应地处理图像。将绘制结果和通过霓虹处理得到的轮廓效果相结合。实验结果表明,该方法能够根据图像的细节丰富情况模拟铅笔画的艺术风格,并且生成速度较快。  相似文献   

12.
基于特征比对的可视化方法涉及的问题主要包括,如何判断一个矢量场中是否存在另一个矢量场中的一些特定结构,如何评价两个矢量场结构间存在的相似性,如何从诸多矢量场中将这些特定的结构检测,定位并绘制出来.给出了一种基于曲线结构的矢量场特征区域可视化方法,该方法通过构造与曲线结构相关联的柱坐标系,保证了提取特征的平移、旋转和尺度不变性;采用曲线积分的Clifford Fourier变换,获取了曲线结构的频域特征并简化计算;利用多曲线结构匹配和多尺度逼近等方法,实现了区域结构的特征可视化.  相似文献   

13.
This paper introduces orthogonal vector field visualization on 2D manifolds: a representation by lines that are perpendicular to the input vector field. Line patterns are generated by line integral convolution (LIC). This visualization is combined with animation based on motion along the vector field. This decoupling of the line direction from the direction of animation allows us to choose the spatial frequencies along the direction of motion independently from the length scales along the LIC line patterns. Vision research indicates that local motion detectors are tuned to certain spatial frequencies of textures, and the above decoupling enables us to generate spatial frequencies optimized for motion perception. Furthermore, we introduce a combined visualization that employs orthogonal LIC patterns together with conventional, tangential streamline LIC patterns in order to benefit from the advantages of these two visualization approaches. In addition, a filtering process is described to achieve a consistent and temporally coherent animation of orthogonal vector field visualization. Different filter kernels and filter methods are compared and discussed in terms of visualization quality and speed. We present respective visualization algorithms for 2D planar vector fields and tangential vector fields on curved surfaces, and demonstrate that those algorithms lend themselves to efficient and interactive GPU implementations.  相似文献   

14.
改进的用于三维矢量场可视化的VolumeLIC算法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
用于三维矢量场可视化的VolumeLIC算法比较耗时,而且生成的图像无法洞察场的内部信息,场的方向性也不明显。针对以上缺点,对原始VolumeLIC算法做了改进,它不同于以往的算法要计算整个矢量场,而是选取场中的部分点作为种子点,从这些点出发积分生成流线,对这些线上的点用VolumeLIC算法生成最终图像。实验结果表明,改进后的算法大幅提高了运算速度,并且空间方向感明显增强。  相似文献   

15.
为实现无人装备在野外环境下对非结构化道路进行自动、普适和精准的识别与导向,提出了一种基于图推模型与智能寻优的野外场景道路导向算法。首先将图像分割为同质超像素块,对超像素块的多特征进行融合,构造训练集;改进传统拉普拉斯支持向量机算法,结合超像素块位置信息动态选取道路区域超像素种子块,训练超像素块的多类别分类回归器和相邻超像素的一致性回归器;结合两种回归器的回归值构造马尔可夫随机场的能量函数,再利用标准图割算法迭代求取最小化能量函数,实现初始道路推理分割; 结合道路初分割结果,依据人对道路的直观感知,设定约束条件构造目标函数,利用差分免疫克隆进化算法智能寻优提取道路的导向线。在南京珠山采集的数据和DARPA Grand Challenge数据库上进行检测,并与经典算法的道路导向效果进行定性和定量比较,结果表明该算法在野外环境下对非结构化道路的导向线提取精度总体达91.79%以上,相比于经典算法,检测精准度分别提升48.1%和35.5%,算法处理效率分别提升98.6%和97.8%,在检测的实时性与精准度问题上实现了平衡,具有较强的应用前景。  相似文献   

16.
着色噪声的LIC算法   总被引:3,自引:0,他引:3  
LIC方法是用于矢量数据可视化的一种纹理合成方法,该文中提出着色噪声的LIC方法CLIC,按照速度矢量的方向对传统LIC方法中使用的白色噪声进行着色,生成的图象中可以区分不同的运动方向,这一方法应用在爆炸场数值模拟,可以清晰地展示爆炸场的复杂的流场特征。  相似文献   

17.
Visualization of vector fields using seed LIC and volume rendering   总被引:3,自引:0,他引:3  
Line integral convolution (LIC) is a powerful texture-based technique for visualizing vector fields. Due to the high computational expense of generating 3D textures and the difficulties of effectively displaying the result, LIC has most commonly been used to depict vector fields in 2D or over a surface in 3D. We propose new methods for more effective volume visualization of three-dimensional vector fields using LIC: 1) we present a fast method for computing volume LIC textures that exploits the sparsity of the input texture. 2) We propose the use of a shading technique, called limb darkening, to reveal the depth relations among the field lines. The shading effect is obtained simply by using appropriate transfer functions and, therefore, avoids using expensive shading techniques. 3) We demonstrate how two-field visualization techniques can be used to enhance the visual information describing a vector field. The volume LIC textures are rendered using texture-based rendering techniques, which allows interactive exploration of a vector field.  相似文献   

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