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。     

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.     

并行面向对象可视化程序设计环境的设计与实现

将可视化和面向对象技术引入并行程序设计将大大提高并行程序的开发效率，文章介绍了基于并行C＋＋的并行面向对象可视化开发环境的设计思想和组成结构。     

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     

BorlandC＋＋应用程序的可视化设计

本文结合作者用ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋４．５开发的一个大型的面向对象Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序，较系统地探讨ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋面向对象Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序的可视化．智能化设计。     

VC++应用程序中多视图的实现与通信

详细介绍了用VC＋＋6．0开发的单文档应用程序中实现多视图的技术，以及多视图间通信的技巧，并提供了具体的编程步骤，用这些方法开发的应用程序界面更加友好、可视化程度更高。     

一种加速的规则体数据场光线投射体绘制算法

本文讨论了规则体数据场的体绘制算法,将光线投射体绘制算法看作是对体数据立方体投影多边形的填充,减少了投射光线的数目。将Bresenham画线算法推广到三维空间,减少了光线投射算法的计算时间。本算法已应用于我所开发的三维核磁共振图像分析系统中,效果较好。     

一个基于 Google Earth 的交互式空间体数据可视化系统

三维空间体数据的可视化既需要同时展示数据多个属性的特征,又需要结合数据周边复杂地理地貌的特征。体绘制是当前最有效的三维数据可视化方法之一,但现有的体绘制方法尚没有考虑到数据场周围复杂的地理地貌特征。本文提出了一种基于 Google Earth (简称 GE) 地理信息的空间数据体绘制可视化方法,其基本思想是首先由三维纹理算法出发,对数据做沿高度法向的切片,多层渲染后组合为最终的体绘制效果,然后将渲染结果转换为 GE 支持的 KML 数据格式,充分利用 GE 中的复杂地形和三维建筑群模型信息,最后加入体感控制和 WEB 呈现功能。这为三维空间数据的可视化提供了一种全新的思路,取得了更好的可视化效果。最后利用数值模拟的大气雾霾数据论证了技术的可行性。     

基于OpenGl的等值面绘制软件的开发

以VC＋＋应用软件的开发为背景，系统地总结了用OpenGl图形库绘制三维维数据场可视化等值面的方法和流程，在此基础以上旋转变换为例介绍了交互式操作功能的实现算法。     

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。     

基于三维数据场可视化方法的虚拟MEMS加工工艺的研究

虚拟加工工艺是利用计算机产生三维图形的动态生长来模拟实际的加工过程,而如何生成真实自然的三维图形就成了关键所在。本文提出了一种基于三维数据场可视化来实现虚拟加工的方法。该方法类似于医学数据三维重建, 由一序列的分层切片的二维图像重构三维形体。首先根据给出的虚拟加工工艺数据对原始二维版图进行相应的数学形态学变换生成一系列所需的二维切片图像,然后利用这些二维切片图像对体数据场进行初始化,最后采用Marching Cubes方法从体数据场中构造出等值面。本文主要阐述了如何根据工艺参数对原始版图进行数学形态学变换以及如何构造体数据场进行等值面的绘制。     

光线投射算法中重采样的设计和实现

体绘制技术在医学成像和科学可视化领域有着极为广泛的应用，但由于其巨大的计算开销，限制了其实时动态体绘制的应用，因此许多研究人员致力于静态体绘制加速算法的研究，为了提高体绘制速度。分析了三维规则数据场重采样的原理。光线投射算法中对3D数据场重采样的实现方法；根据具体重建对象，提出了在3D数据场重采样中采用球形包围盒的方法，给出了人体头部和眼球的三维可视化结果，实验表明：这种算法能有效地减少重采样的计算量，并使求交计算更加简单。     

基于VTK的医学三维图像模型构建与切割

虚拟外科手术是医学领域的一个重要研究方向。基于面绘制和体绘制两种可视化算法实现医学图像的三维模型重建,针对不同重建模型分别实现虚拟任意切割：面切割和体切割,并讨论了虚拟切割的交互操作实现方法。用VTK(Visualization Toolkit)初步实现了模拟手术系统中的虚拟切割脊柱体功能。     

基于数据应用及系统构架的流域三维可视化研究

随着流域综合治理的进展和大型水利工程的兴建,从宏观了解流域的自然条件在流域管理中具有重要的意义。流域三维可视化作为一种新的管理方法和技术手段在流域管理中越来越体现其重要性。而流域三维可视化的关键在于其数据应用和系统架构。该文从数据应用和系统架构角度对流域三维可视化进行了研究。采用永定河潮白河流域DEM数据及ETM＋遥感数字影像数据进行三维建模,在VC＋＋平台E基于Vega进行了二次开发,实现了流域三维可视化的基本功能,并探索了多级LOD和多线程调度等相关技术。该文通过在数据应用和系统架构进行比较选择,提出了流域三维可视化的优化组合及解决方案。     

Parallel sets: interactive exploration and visual analysis of categorical data

Categorical data dimensions appear in many real-world data sets, but few visualization methods exist that properly deal with them. Parallel Sets are a new method for the visualization and interactive exploration of categorical data that shows data frequencies instead of the individual data points. The method is based on the axis layout of parallel coordinates, with boxes representing the categories and parallelograms between the axes showing the relations between categories. In addition to the visual representation, we designed a rich set of interactions. Parallel Sets allow the user to interactively remap the data to new categorizations and, thus, to consider more data dimensions during exploration and analysis than usually possible. At the same time, a metalevel, semantic representation of the data is built. Common procedures, like building the cross product of two or more dimensions, can be performed automatically, thus complementing the interactive visualization. We demonstrate Parallel Sets by analyzing a large CRM data set, as well as investigating housing data from two US states.     

基于GPU的实时光线投射算法

介绍了一种基于GPU（可编程图形处理单元）的快速实时光线投射算法。为满足大规模体数据集的绘制要求,利用当前GPU的新特性,直接将体数据作为纹理载入显存,采用预积分分类方法在GPU中对体数据进行重采样和分类,避免了计算机主内存与GPU纹理内存之间数据交换的瓶颈问题;利用硬件支持的三维纹理和片元着色器,实时计算每个体素的梯度,实现高质量的光照,保证高质量的图像绘制效果。实验结果表明该方法在医学三维数据场可视化中,能够实时、高效地生成高质量的交互式体可视化图像。     

基于粗糙集理论的属性约简算法研究

数据挖掘是近年来数据库领域中出现的一个新兴研究热点,它是从大量数据中获取知识。进行数据挖掘的方法很多,粗糙集方法便是其中的主要方法之一。属性约简算法是基于粗糙集理论的数据挖掘模型中的关键步骤,同时也是粗糙集理论研究中的一个研究重点。通过对粗糙集理论的属性约简算法的深入研究,本文提出了一种改进的属性约简启发式算法。该算法建立在可辨识矩阵计算基础上。改进算法基于Hu的算法与Jelonek算法,在计算可辨识矩阵的基础上,保证最终能够找到决策信息系统的一个约简,同时较Jelonek算法相比,运算时间明显减少。     

基于3D动画的软件演化信息可视化

可视化是软件维护和演化研究的一个重要组成部分。一个交互式的3D可视化方案能够将软件演化过程更形象地展示给用户。将软件的演化历史比拟成一座城市的发展过程,用户可以自由地在城市中移动,在把握系统宏观变化趋势的同时,很好地掌控其细节的发展情况。在已有相关工作的基础上,利用unity3D实现了一个原型工具,基本实现了预期目标,能为软件管理者提供方便的可视化信息。     

基于FR算法的数据模型三维可视化研究

针对传统数据模型描述方式无法满足用户快速理解和使用数据模型的不足,论文提出建立数据模型的三维可视化描述.对于传统FR算法在实体节点过多时将导致图形绘制过慢、连线交叉过多等问题,论文结合数据模型的特点,基于实体结构和实体属性对FR算法进行改进,改进后的FR算法不仅能快速地绘制三维图形,而且可以显示实体节点及实体关联等信息,从而辅助建立三维可视化模型,直观的表达数据模型,梳理数据模型的结构,加快用户对数据模型的理解.     

基于小波变换的散乱点数据处理方法

散乱点数据处理在科学可视化研究、逆向工程、计算机视觉等领域有广泛应用。本文根据小波变换的基本原理和多维小波变换算法,设计了一种基于小波变换的散乱点数据处理方法。通过对散乱点的分层处理,将图像视频的三维小波变换应用于散乱点。在满足后期可视化显示要求的基础上,按照需要约减表示细节的高频子带,可应用于三维可视化数据的前期处理方面。