基于VTK三维地震数据体绘制系统框架

针对地震数据信息量大的特点,文中提出了一种针对三维地震数据体绘制系统的框架。解决的方法是将数据处理、用户交互、渲染绘制分离成三个模块,并且设计了层次结构来保持模块之间的独立性,便于各个模块的修改、更换和扩展,提高了可视化绘制系统快速开发的灵活性。基于三维可视化开发工具包VTK,设计并编程实现了一个地震数据体绘制系统界面。通过实验结果证明,此体绘制方案是可行的、有效的。     

基于WebVR的医学体数据可视化

传统的医学体数据可视化通过计算机屏幕显示三维医学影像,由于使用者对二维屏幕缺乏深度感知,对于组织内各部位无法准确判断相对位置,难以观察理解。为了解决这个问题,结合虚拟现实(VR)技术与体绘制技术,提出并实现基于WebVR的医学体数据可视化系统。基于B/S模式设计系统的整体架构,浏览器端从服务器端获得体数据,使用WebGL调用本地显卡对渲染进行硬件加速。运用光线投射算法进行体绘制,渲染结果通过浏览器显示或使用WebVR连接至VR设备显示在虚拟空间中,实现沉浸式的可视化。同时,针对虚拟现实环境对光线投射算法提出优化方法,实现激光拾取、体数据内部可视化和平面裁剪的交互方式。系统实现了新的三维立体视觉的感知方式和方便灵活的交互功能,增强使用者对三维医学体数据可视化影像的感知。     

基于OpenGL的三维可视化以及交互裁剪应用

通过对于医学图像可视化方法的研究,实现基于GLSL的带有交互裁剪等多种功能的三维纹理体绘制应用。该应用能使医生更加方便地观察医学图像数据内部结构,同时将多平面显示结果与体绘制结果合并显示以方便医生在观测到具体位置时获得更好的细节信息。实验结果表明：所实现应用可以对常见医学图像序列进行三维可视化并可以交互显示内部细节,交互性能好,切割速度快,效果逼真。     

基于B/S架构的三维体数据可视化系统的设计过程

设计并实现了一个基于B/S架构的三维体数据可视化系统,系统在服务器端进行数据存储和处理;浏览器端采用基于WebGL技术实现了实时直接体绘制和三维等值面绘制.     

首例男女人体数据的自动分割和体透明分析

在研究体绘制技术的基础上，提出了体透明分析的新思想，给出了基于广义模糊粗糙集GFRS的体数据分割算法和体数据对比度增强算法，研究了这些技术在体透明分析系统中的应用，并利用第4代交互数据语言IDL6.2设计实现了体透明分析系统。中国和美国首例男女人体数据在该系统上的成功验证，标志着该系统有一定的理论价值、实用价值及广阔的市场前景。     

高质量的三维纹理硬件体绘制

与光线投射法相比,传统的3D纹理体绘制算法通常难以产生高质量的图像。为了增强渲染图像的真实感与质量,在基于GPU（Graphics Processing Unit）的三维纹理体绘制过程中以交互的速率实现了体阴影效果,并考虑现实图像合成中的可视化感知,提出将基于GPU的高动态范围色调映射技术应用到体绘制得到的结果图片中。最后对一些体数据集进行绘制,实验表明这些技术较好地解决了传统纹理绘制方法的缺点,提高了图像的质量。     

一种全球尺度三维大气数据可视化系统

气象数据具有时变、多源、多维度、数据量大和多尺度等特征,常规的气象数据可视化方法难以满足气象预报与气象研究中的需求.描述了一个新的全球尺度三维大气数据可视化系统——AVIS.系统实现了面向各类密度场、向量场、张量场和非空间数据的可视化方法,设计了适用于大气数据的球面体绘制和混合绘制方法.系统还实现了一套跨平台并行可视化及分析构架,支持在浏览器中或其他显示和交互设备上使用,并利用后端计算集群加速数据的计算与绘制过程.案例分析表明,该系统可以全方位地展现气象数据中的信息,帮助用户综合多种气象信息进行分析.     

基于GPU的三维医学图像混合可视化系统

研究并实现了一个基于GPU的医学图像混合可视化系统，该系统采用三维纹理映射的方法实现直接体绘制，利用GPU的可编程特性完成体绘制方法中的插值后分类算法和传输函数的传递及实时修改，采用OpenGL技术实现表面的绘制，并基于场景图结构实现时表面数据的管理。面绘制和体绘制部分都采用OpenGL实现，运用OpenGL的融合机制，系统实现了面绘制和体绘制的混合显示。本系统大大提高了体绘制的速度，有效地保留了面绘制和体绘制的优势，在保证绘制速度的基础上丰富了图像信息。     

面向大规模地震体的多切片实时交互绘制优化

在普通计算平台上实现大规模地震体的多切片可视化时,传统缓存调度方法由于未考虑体块与切片的空间关联,导致交互时体块命中率较低,而常用的多分辨率绘制方法也难以达到较高的绘制质量,针对这些问题,设计了一种新的高速缓存调度策略——最大距离先出（MDFO）。首先,根据交互切片的空间位置改进缓存中体块的调度优先级,保证候选体块在切片连续交互时有更高的命中率;然后,提出了两阶段切片交互绘制方法,通过使用固定分辨率体块保证交互的实时性,通过渐进细化提升最终显示质量,并进一步结合体块数据的信息熵提升用户感兴趣区域的分辨率。实验结果表明,所提方法能够有效提高体块的整体命中率,提升比例达到60%以上,同时也实现了面向应用需求的高质量图像显示,较好地解决了大规模地震体可视化在交互效率与显示质量间的矛盾。     

一种快速的体数据特征增强可视化算法

传输函数是实现体数据特征分类与可视化的重要手段,随着维度的升高,传输函数设计过程趋于复杂且难以实时交互;而在基于视线方向上特征分析的体数据特征可视化方法中,复杂的特征分析过程占用GPU硬件资源,降低了体绘制效率.为此提出一种快速的、不完全依赖于传输函数设计的体数据特征增强可视化算法.利用视线方向上采样点标量值变化率,快速识别视线方向上的重要特征,通过降低不重要特征的不透明度以增强重要特征在绘制结果图像中的可见性;引入反锐化掩模技术对视线方向上重要特征进行加权处理,在保证体绘制效率的同时增强了体数据特征的视觉感知.在绘制过程中,文中算法利用简单而有效的特征分析操作,在传输函数映射的基础上对感兴趣特征的视觉元素再次优化,实现不完全依赖于复杂传输函数设计的体数据特征增强可视化.最后通过大量实验,进一步验证了该算法的有效性与实用性.     

Image-Swept Volumes

Many graphical objects can be represented by swept volumes (including its subset — generalised cylinders) by sweeping 2D or 3D templates along 3D trajectories. In this paper, we present a new approach for constructing swept volumes using image templates. We utilise scalar fields as our underlying data type, and employ volume ray casting techniques for rendering swept volumes in their original sweeping specifications as well as in their voxelised approximations. In addition to some simple image‐swept volumes, we also treat multi‐channel image templates, video templates, generalised sweeps, and self‐intersecting trajectories. This approach enables us to model swept volumes with heterogeneous interiors and amorphous effects. It also facilitates the use of constructive volume geometry for creating complex scenes in both modelling and rendering space.     

Constructive Volume Geometry

We present an algebraic framework, called Constructive Volume Geometryn (CVG), for modelling complex spatial objects using combinational operations. By utilising scalar fields as fundamental building blocks, CVG provides high-level algebraic representations of objects that are defined mathematically or built upon sampled or simulated datasets. It models amorphous phenomena as well as solid objects, and describes the interior as well as the exterior of objects. We also describe a hierarchical representation scheme for CVG, and a direct rendering method with a new approach for consistent sampling. The work has demonstrated the feasibility of combining a variety of graphics data types in a coherent modelling scheme.     

基于拟插值理论的三维体数据场高精度重建算法

三维体数据场重建是体数据建模与分析的一个非常基础和重要的步骤,重建算法的精度直接决定了数据重采样和后续分析的准确性.文中发展了基于拟插值方法的三维体数据场重建理论,首次提出一种充分利用体数据自身信息与核函数优化相结合的预处理算法.在合理假设的前提下得到重建误差的表述式;然后充分利用三维体数据自身的信息全局优化该误差,使得重建误差在L2意义下达到最小.最后通过丰富的重建实例,显示了文中算法能有效地提高重建精度,并能够更好地保持三维体数据的高频信息.     

IBM AIX操作系统中逻辑卷管理LVM技术应用

本文着重阐述了IBMAIX操作系统中LVM逻辑卷管理技术和文件系统的基本概念,并详细介绍了物理卷（PV）、卷组（VG）、物理分区（PP）、逻辑卷（LV）、逻辑分区（LP）和文件系统的命令集,对一些重要的命令集做了举证。     

辽宁朝阳地区杨树二元材积表与一元材积表的比较

根据在朝阳地区实际调查的数据，建立了杨树二元材积模型。利用独立样本对新建的二元材积模型及现有的一元材积模型进行检验。两种模型的预估值之间虽无显性差异。但二元材枳模型的系统误差绝对值比一元材积模型的系统误差绝对值小10.55%,说明朝阳地区材积表的精度可更好地满足森林资源规划设计的要求。     

基于线性八叉树的光线投射体绘制算法改进研究

体视化是地学信息三维可视化研究的前沿技术之一，体绘制算法的效率直接关系到体视化的效果。本文在研究已有光线投射体绘制改进算法的基础上，提出利用线性八叉树数据结构对光线投射体绘制算法进行改进研究，不仅实现了体数据的压缩。而且能对压缩体数据进行直接体视化。在PC机上的实验表明，该方法具有时间复杂度与数据复杂度基本无关的特点．加速效果明显。最后，文章指出了该方法的适用范围。     

土壤干湿收缩特征研究进展

土壤收缩特征是土壤在干燥、湿润交替变化过程中所表现出的土壤容积随含水量改变的关系。本文就土壤容积变化表示方法、土壤收缩特征曲线模型、膨胀土水分运动等方面进行总结和归纳,以便为优先流运动和土壤胀缩运动提供重要的参考价值。     

离散场的一种快速体绘制方法

针对大规模离散数据场的特点,首先给出了三维直线的两种体素化表示方法,然后建立了三维离散直线的基路径,并提出了基于基路径的直接体绘制方法。该方法由于充分利用了射线之间的相关性,所以可明显加速体绘制过程,且对高分辨率离散数据场有普遍的应用价值。     

The Production of Volume Data from Triangular Meshes Using Voxelisation

Voxelisation is the term given to the process of converting data from one source type into a three dimensional volume of data values. The techniques known collectively as volume visualisation can then be applied to the data in order to produce a graphical representation of the object. This paper gives a practical approach to the voxelisation of data in the form of triangular meshes, and demonstrates the use of the method on various datasets. Visualisation is achieved by a method also described in the paper.