泉域地下水资源管理信息系统

本文利用地理信息系统技术(GIS)、VTK三维显示技术、数据库技术、MODFLOW地下水模拟模型和人工神经网络模型构建安阳市小南海泉域地下水资源管理信息系统,实现数据管理、地下水动态模拟、前景预测及可视化等功能.     

基于可视化库和信息传递接口云图显示的并行化处理

基于可视化库(VTK)可视化技术的特点,讨论可视化流水线机制和并行程序的基本结构.针对计算流体力学可视化后处理实现的问题,介绍和使用VTK颜色映射算法,并编写对计算流体力学结果数据彩色云图显示的程序.然后为了解决时间开销大的问题,提出了并行显示算法.该算法充分利用VTK任务间的并行性,减少程序运行时间,提高运行效率.最后在多核环境下,对大小不同的文件彩色云图显示的加速比进行了对比分析.实验结果显示了随压力变化的彩色云图,表明基于VTK可视化技术能满足可视化后处理方面的要求,与信息传递接口(MPI)结合能取得很好的并行效果.     

雷达电磁波三维探测范围可视化仿真

雷达探测范围是可视化虚拟战场生成的一个重要环节,也是难点。雷达电磁波的传播不仅受到自然环境的影响,同时也受到电子干扰环境的影响。在高级传播模型的基础上进行了改进,使得模型能够适用于电子干扰环境。提出了一种圆柱体数据环拼接的可视化方法,解决了圆柱体数据场内密外疏的问题。利用可视化软件包VTK对圆柱体数据场进行了绘制,实现了雷达在自然环境干扰和电子干扰环境下的三维探测范围可视化,绘制的精确度和实时性都可满足要求。     

Collaborative simulation and scientific big data analysis: Illustration for sustainability in natural hazards management and chemical process engineering

Classical approaches for remote visualization and collaboration used in Computer-Aided Design and Engineering (CAD/E) applications are no longer appropriate due to the increasing amount of data generated, especially using standard networks. We introduce a lightweight and computing platform for scientific simulation, collaboration in engineering, 3D visualization and big data management. This ICT based platform provides scientists an “easy-to-integrate” generic tool, thus enabling worldwide collaboration and remote processing for any kind of data. The service-oriented architecture is based on the cloud computing paradigm and relies on standard internet technologies to be efficient on a large panel of networks and clients. In this paper, we discuss the need of innovations in (i) pre and post processing visualization services, (ii) 3D large scientific data set scalable compression and transmission methods, (iii) collaborative virtual environments, and (iv) collaboration in multi-domains of CAD/E. We propose our open platform for collaborative simulation and scientific big data analysis. This platform is now available as an open project with all core components licensed under LGPL V2.1. We provide two examples of usage of the platform in CAD/E for sustainability engineering from one academic application and one industrial case study. Firstly, we consider chemical process engineering showing the development of a domain specific service. With the rise of global warming issues and with growing importance granted to sustainable development, chemical process engineering has turned to think more and more environmentally. Indeed, the chemical engineer has now taken into account not only the engineering and economic criteria of the process, but also its environmental and social performances. Secondly, an example of natural hazards management illustrates the efficiency of our approach for remote collaboration that involves big data exchange and analysis between distant locations. Finally we underline the platform benefits and we open our platform through next activities in innovation techniques and inventive design.     

基于VTK的激光跟踪测量可视化软件设计

测量数据的三维可视化是激光跟踪测量数据处理的关键步骤之一。结合大型激光跟踪测量软件系统的开发实践,对VTK技术特点和体系结构进行深入研究,设计实现了对测量数据进行处理和显示的类和接口。在此基础上,基于Microsoft Visual Studio 2010平台,利用C++和VTK技术开发了一款三维测量数据处理及可视化软件,实现了测量点云拟合、三维图形显示以及交互功能,并通过实例验证了软件的有效性和可用性,证明了VTK在工业测量可视化领域具有很大的应用价值。     

基于VTK的医学图像重建与三维交互式方法的实现

为实现医学图像的重建与三维空间的交互式操作,使用可视化工具包VTK进行医学图像的三维重建并实现交互操作。通过在个人PC机上进行实验,采用体绘制算法重建出了高质量的三维物体,顺利地实现了三维交互操作并描述了详细的步骤。结果表明基于VTK的三维重建并通过在三维空间中添加回调函数来完成操作事件的拦截与响应是可行的。     

基于VTK分形理论的研究

分形理论是一种新兴的几何学,在多种学科中都有着广泛的应用.可视化图形工具包是一个功能强大的可视化和图形图像处理类库.运用VTK流水线进行图形以及三维渲染可使现阶段的分形理论研究可视化,实现分形图形的逼真模拟.在分析分形理论基本算法的基础上,借助VTK设计二维和三维分形图形绘制的渲染流水线,提供生成分形图形和三维分形实体的一种新方法,并以典型的分形集合(曼德尔伯特集)为例,显示渲染效果.     

基于CA的离散粒子系统仿真和显示研究

综合考虑计算的效率,根据真实存在的离散粒子系统的特点,进行元胞自动机模型的建立和规则设计,并以一个三维螺旋空间为例进行仿真和分析。实例表明,该方法在三维复杂空间中运行,元胞自动机模型能定性地体现粒子之间的碰撞和摩擦现象。该方法可以用于动态显示三维离散粒子系统的演化过程,计算效率优于传统的离散单元法.     

MC 算法在 CT 医学图像三维重建中的应用*

MC 算法是三维重建面绘制的经典方法,采用等值面提取的方式把所需的数据分离出来进行重建。通过对 MC 算法的原理进行分析,结合 VTK 类库编程,研究基于 MC 算法提取CT 图像病灶的方法,并通过坐标平滑的方法对算法进行改进,提高三维重建的平滑显示效果和重建速度。     

基于岩石薄片二维图像的三维重建显示

概要介绍了使用模拟退火算法对岩石薄片显微图像进行三维重建的原理,探讨了体绘制的概念以及光线投射算法的基本原理,以三维可视化函数库VTK为实现工具,使用其光线投射算法实现了岩石薄片序列图像的三维显示。