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。     

适用于GPU的四面体体数据规则化与可视化

为实现三维不规则体数据场的高效绘制,提出一种适用于GPU的四面体体数据规则化和可视化算法.将以四面体为基本单元的稀疏体数据用一个有限深度的八叉树结构逼近,并将逼近误差表达为一个离散的完全空间哈希结构;然后将半规则的八叉树转换为规则的八叉树纹理(三维),并将完全空间哈希表转换为三维查找表,两者均可在绘制时快速随机取值,故可直接作为三维纹理在GPU中访问.通过这种双规则化的表示方法,可将四面体体数据的可视化转化为在GPU中并行地绘制2种三维纹理.实验结果表明,该算法在处理空间稀疏体数据时保证了较高的精度,同时减少了数据存储量.     

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。     

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     

基于体平滑的体绘制纹理伪边界消除算法

直接体绘制能够清楚的显示三维数据场的内部信息,是科学可视化中非常重要的一类方法。其中,基于二维纹理映射的三维数据直接体绘制方法具有绘制速度快、可交互性强的优点。其基本思路是将三维数据体在时间或深度方向形成一组水平纹理切片,通过这些切片的纹理贴图,实现三维数据体的体绘制,在交互性和资源消耗之间取得了较好的平衡。本文针对基于二维纹理映射的直接体绘制方法中在透明与不透明边界产生阶梯状条纹的伪边界问题,提出了一种基于体平滑的算法。该算法通过在透明数据与不透明数据的边界进行体平滑,使采样过程中缺失的数据表现到抽样的切片上,从而在最终图像生成阶段淡化甚至消除阶梯状条纹伪边界。实验结果表明,相对于传统二维纹理映射方法,本算法实现体绘制效果平滑,提高了绘制效果。     

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。     

基于相关性的快速体绘制研究

光线投射法是三维直接体绘制算法中的一种最基本方法,但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制速度慢的缺点。本文充分利用对象空间与图像空间的各种相关性,利用 对象空间中数据场的相关性,对采样点处的均匀性区域采用正方体进行度量,并以此来确定采样步长,在射线方向上采用自适应的采样方式,避免在采样点周围均匀性区域中中重复地进行采样,大大地提高了三维数据场的绘制速度。     

几种变换域体绘制算法的比较研究

医学图像三维重建技术具有重要的学术意义和应用价值。变换域体绘制是该重建技术的一个新兴的重要分类,目前它已成为一个热点研究方向。综述了变换域体绘制下的傅里叶体绘制、哈特里体绘制、小波域射线投射法、小波足迹法典型算法的算法思想和优缺点,而且通过列表与其它三维医学图像可视化算法的特点及性能进行了分析比较,从而得出变换域体绘制具有绘制速度快、图像品质高等其它绘制算法不可比拟的优点及其相应的改进之处。     

几种变换域体绘制算法的比较研究

医学图像三维重建技术具有重要的学术意义和应用价值.变换域体绘制是该重建技术的一个新兴的重要分类,目前它已成为一个热点研究方向.综述了变换域体绘制下的傅里叶体绘制、哈特里体绘制、小波域射线投射法、小波足迹法典型算法的算法思想和优缺点,而且通过列表与其它三维医学图像可视化算法的特点及性能进行了分析比较,从而得出变换域体绘制具有绘制速度快、图像品质高等其它绘制算法不可比拟的优点及其相应的改进之处.     

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。     

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。     

交互式动态体绘制及其加速算法

体绘制三维成象法是一门新兴的3D采样数据场可视化技术，在医学成象和科学可视化领域有着极为广泛的应用，但由于3D数据量大，其使用往往受到巨大计算开销的限制，因此很多研究人员致力于静态体绘制加速算法的研究，并解决医学图象三维可视化中三维体数据显示速度与成象质量问题，因而提出了一种交互式动态体绘制算法，即从任意的视点距离和视线方向进行动态编制，并在分析其算法复杂度的基础上，提出一种新的加速算法，同时使得动态体绘制过程几乎达到实时的效果，经验证，这种算法比标准算法快4～5倍。     

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。     

基于光线相关性的快速光线投射算法

光线投射算法是一种应用广泛的体绘制技术的基本算法，其存在的主要问题是绘制速度较慢。为了提高光线投射算法的绘制速度，以满足医学图像三维重建的应用需求，在深入研究和比较各种光线投射加速算法的基础上，提出了以接近云算法为核心的、适用于医学图像三维重建的综合性加速算法，并在PC机平台上实现了该算法，在保证图像质量的同时绘制速度提高了一个数量级左右，为医学图像三维重建的实用化提供了有效的手段。     

基于八叉树邻域分析光线跟踪的云三维模拟

针对目前三维云模拟绘制效率低、计算资源消耗大、绘制效果差等问题,提出基于八叉树邻域分析的光线跟踪算法,并用于WRF模式云数据的三维模拟。使用八叉树结构优化传统光线跟踪算法的数据存储结构,通过存储节点编码和划分层次改进邻域分析算法,通过简化光线的折射公式优化Whitted光照模型,借助OpenGL和Vapor工具实现云数据的三维可视化。实验结果表明,该方法降低了绘制时间,提高了渲染效率,更好体现了云的真实物理特征。     

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。     

基于小波的图像序绘制算法研究

以三维医学ＣＴ数据为实验对象,描述基于小波的图像序列绘制的关键技术;物质人了数、体数数据的小波表示、明暗计算及体绘制积分的计算。修正现有文献中差异 分因子的定义,由此提出新的数据结构,阐述利用同一光线上相邻抽样点的相关性构造数据结构的技术,给出了简化的明暗计算方法,以重构三维数据场代替重构光亮度场,提出基于小 图像序绘制的改进算法。最后,通过实例检验了有关绘制算法的实用性能。     

ACCELERATING RAY TRACING THROUGH POLYGON PROJECTION

ＡＣＣＥＬＥＲＡＴＩＮＧＲＡＹＴＲＡＣＩＮＧＴＨＲＯＵＧＨＰＯＬＹＧＯＮＰＲＯＪＥＣＴＩＯＮ￥ＪｉｎＸｉａｏｇａｎｇ；ＷａｎＨｕａｇｅｎ；ＰｅｎｇＱｕｎｓｈｅｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣＡＤａｎｄＣＧＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐ...