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数字海洋系统的向量场可视化

计算机辅助设计与图形学学报 2016年第12期28卷 2114-2119页

作者：王少荣陈毅松汪国平北京林业大学信息学院北京100083 北京市虚拟仿真与可视化工程技术研究中心北京100871 北京大学图形与交互技术实验室北京100871

数字海洋系统是海洋相关应用和研究中的有效工具,三维球体环境下的向量场可视化是数字海洋系统中的一项重要工作.文中将向量场可视化结果实时地融合在具有地理位置信息的三维环境中.首先生成覆盖向量场的流线集合.然后对流线集合进行聚... 详细信息

数字海洋系统是海洋相关应用和研究中的有效工具,三维球体环境下的向量场可视化是数字海洋系统中的一项重要工作.文中将向量场可视化结果实时地融合在具有地理位置信息的三维环境中.首先生成覆盖向量场的流线集合.然后对流线集合进行聚类.最后对每一类流线按空间位置进行排序,选取代表性流线进行向量场简化;在每一类的起始位置处放置粒子,实现三维风场实时可视化;生成权值矩阵,对基于纹理可视化结果进行后续处理实现增强效果.实验结果表明,在三维球体环境下,文中算法效率高、绘制效果良好.

关键词：向量场可视化流线聚类向量场简化数字海洋系统

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基于纹理合成的向量场可视化

计算机辅助设计与图形学学报 2006年第11期18卷 1677-1682页

作者：林亮亮杨刚黄浩达刘学慧吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学重点实验室

在纹理合成过程中利用向量场作为指导,生成反映向量场大小和方向变化的合成结果·采用块纹理合成的流程,在对向量场合成块均匀划分的基础上,通过进一步的自适应分割,将向量场划分成为不同大小和不同形状的最终合成块,使之与向量场的变... 详细信息

在纹理合成过程中利用向量场作为指导,生成反映向量场大小和方向变化的合成结果·采用块纹理合成的流程,在对向量场合成块均匀划分的基础上,通过进一步的自适应分割,将向量场划分成为不同大小和不同形状的最终合成块,使之与向量场的变化趋势相吻合·对向量变化过于剧烈的区域,则采用点合成的方式进行纹理合成,以保证合成效果的平滑·实验表明,文中的方法可以实现快速而高质量的向量场可视化·

关键词：纹理合成科学计算可视化向量场可视化自适应分割

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基于流线距离聚类的海洋数据向量场可视化

计算机科学 2023年第S1期50卷 855-861页

作者：王朕杨政威高顺起张磊天津财经大学理工学院天津300222 自然资源部海洋信息技术创新中心天津300171

流线可视化是海洋向量场可视化的重要研究对象,其中流线种子点的数量和位置设定是基础,而生成流线的准确聚类以及类内代表性流线的选取是消除冗余流线造成的视觉混乱和遮挡问题的关键。文中提出将PDM距离作为流线聚类的相似性度量值,在... 详细信息

流线可视化是海洋向量场可视化的重要研究对象,其中流线种子点的数量和位置设定是基础,而生成流线的准确聚类以及类内代表性流线的选取是消除冗余流线造成的视觉混乱和遮挡问题的关键。文中提出将PDM距离作为流线聚类的相似性度量值,在流线端点聚类的基础上再进行流线精细聚类,有效解决端点聚类结果不准确的问题,提升了流线聚类的准确性。通过排序聚类后类内流线对的PDM距离值,提取中线和边界线进行流线重绘,减少了流线遮挡和杂乱现象。针对基于距离的流线聚类计算量大的问题,提出了MDS算法以提升计算速度。此外,采取临界点检测算法减少了流线生成过程中耗时的漩涡生成,进一步提升了计算速度。使用中国沿海的海洋流场数据进行实验,验证了算法的有效性和优越性,流线绘制效果良好。

关键词：聚类向量场可视化流线距离

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二维复杂向量场可视化方法研究及应用

计算机研究与发展 2001年第2期38卷 181-186页

作者：周璐符尚武李晓梅国防科学技术大学计算机学院长沙410073 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088 总装备部装备技术指挥学院电子工程系北京101416

向量场数据广泛存在于科学和工程计算中 ,而当前缺少有效的复杂向量场可视化方法 ,使得在一些研究领域中计算出来的数据无法得到很好的理解和使用 .通过分析点噪声方法和非定常网格数据场的特点 ,提出适用于二维非定常网格数据的可视化... 详细信息

向量场数据广泛存在于科学和工程计算中 ,而当前缺少有效的复杂向量场可视化方法 ,使得在一些研究领域中计算出来的数据无法得到很好的理解和使用 .通过分析点噪声方法和非定常网格数据场的特点 ,提出适用于二维非定常网格数据的可视化方法 :非定常点噪声方法 .该方法主要解决变化网格及数据时间精度不足带来的问题 ,通过对惯性约束聚变的数值模拟数据进行可视化 ,取得了令人满意的结果 ,结果表明该方法是一种对复杂向量场有效的可视化方法 .

关键词：向量场可视化非定常流场惯性约束聚变纹理动画数值模拟

与物理特征相关的平面向量场的拓扑简化及压缩

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计算机辅助设计与图形学学报 2006年第5期18卷 656-660页

作者：吴克勤杨冠杰尚海霞中国海洋大学计算机科学系青岛266071

针对现有拓扑简化方法忽略物理特征保持的缺陷,提出一种对物理特征敏感的平面向量场拓扑简化算法,其中心思想是使用为应用定制的物理判据分类向量场区域,将向量场的特征检出与拓扑简化关联起来.通过合并次要物理特征所在区域上的网格及... 详细信息

针对现有拓扑简化方法忽略物理特征保持的缺陷,提出一种对物理特征敏感的平面向量场拓扑简化算法,其中心思想是使用为应用定制的物理判据分类向量场区域,将向量场的特征检出与拓扑简化关联起来.通过合并次要物理特征所在区域上的网格及在新网格布局下重新提取向量场拓扑,该算法不仅能完好地保持场内的重要特征,还能同时实现向量场的数据压缩.实验结果表明,该算法在复杂流场的特征提取方面可发挥重要的作用.

关键词：向量场可视化拓扑简化特征提取数据压缩

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基于物理特征的平面流场拓扑简化算法

中国海洋大学学报（自然科学版） 2010年第2期40卷 95-98页

作者：秦勃李兵王庆江中国海洋大学计算机科学与技术系山东青岛266100

基于网格合并思想实现的平面流场拓扑简化,存在物理特征被忽略和并行实现困难的问题,难以满足远程可视化的要求。文中提出1种基于物理特征的平面流场拓扑简化算法。算法通过计算生成平面流场的物理特征参数图像,利用图像分割提取平面流... 详细信息

基于网格合并思想实现的平面流场拓扑简化,存在物理特征被忽略和并行实现困难的问题,难以满足远程可视化的要求。文中提出1种基于物理特征的平面流场拓扑简化算法。算法通过计算生成平面流场的物理特征参数图像,利用图像分割提取平面流场的特征区域达到流场简化的目的。实验结果表明,算法能从物理特征和宏观的角度出发快速、准确描述平面流场的拓扑结构,为平面流场可视化提供了1种新方法。

关键词：向量场可视化拓扑简化特征提取

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纹理合成在视频合成中的应用

纹理合成在视频合成中的应用

作者：潘炜琦浙江大学

学位级别：硕士

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射,过程纹理合成方法后发展起来的一种纹理合成技术,用于解决传统方法中出现的缝隙、扭曲、变形和参数调整等问题。本文主要研究了纹理合成技术在向量场可视化和视频合成这两方面的应用。本文介绍了纹... 详细信息

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射,过程纹理合成方法后发展起来的一种纹理合成技术,用于解决传统方法中出现的缝隙、扭曲、变形和参数调整等问题。本文主要研究了纹理合成技术在向量场可视化和视频合成这两方面的应用。本文介绍了纹理合成研究领域的一些基本概念,通过一些典型算法描述了目前基于样图纹理合成技术的发展现状,指出了纹理合成中的一些关键问题。在向量场可视化的应用中,对于基于纹理合成的向量场可视化算法存在的问题——有时合成块内点的向量场大小和方向差异巨大,不能很好的体现向量场变化的趋势,本文提出了改进方法,采用点块结合的自适应分割方法进行合成。在约束纹理合成的框架下,定义了在向量场的指导下相邻两帧之间点位置的相关性约束,使用纹理合成算法迭代合成连续帧,用视频实现了向量场可视化。这种视频实现相对于合成图像实现向量场可视化,更直观地展示了基于向量场的纹理变化过程。在视频合成的应用中,介绍了现有的基于纹理合成的视频合成算法,针对它们大多需要一段视频作为输入的局限性,本文提出了基于单张图像生成一段视频的方法,运用图像分割算法提取图像中的流体部分,通过人工交互的方式生成流体的运动轨迹。对样本进行旋转和缩放等变换丰富了采样空间,使之适用于不同方向和大小的向量场。定义了多帧之间点位置的相关性约束,在此约束下合成了一组连续的帧,实现了单张图像中流体部分运动视频的合成。本文算法在计算机动画片、大规模场景渲染、场景的模拟生成等方面有一定的应用前景。

关键词：纹理合成 MRF模型向量场可视化 Graph-Cut 视频合成

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平面向量场设计的几项关键技术的改进和应用

平面向量场设计的几项关键技术的改进和应用

作者：王飞中国海洋大学

学位级别：硕士

在科学可视化技术领域，向量场是一个热点研究对象，并且在近几年各种相关理论和技术有了很大的进展，很多创新性的观点和理论被提出来并应用到实际科研中，比如向量场拓扑(Topology)、向量场压缩(Compression)，向量场的简化(Simplific... 详细信息

在科学可视化技术领域，向量场是一个热点研究对象，并且在近几年各种相关理论和技术有了很大的进展，很多创新性的观点和理论被提出来并应用到实际科研中，比如向量场拓扑(Topology)、向量场压缩(Compression)，向量场的简化(Simplification)等等。但因为特定技术和理论研究的条件不同，用于向量场研究的数据需要满足特定的条件。因此在数据预处理阶段，研究者不得不花费大量的时间和精力去处理通过仿真或采样得到的原始数据，过滤其中的噪声信息，修正其中的某些错误，使之满足包括特征、区域、分布等条件。如果能够根据研究需要，设计特定结构和特征的向量场，那么数据预处理的工作将会变得更加简单。目前首先鉴于研究数据的需求，向量场设计理论被提出，并在此后的研究中证明是可行的、有用的，而且可以作为很多相关研究的辅助手段，比如向量场的压缩等。本文将就向量场设计实际应用中的几项关键技术最初改进，阐述自己的创新点。第一项关键技术提出灵活的可以交互式的定义向量场拓扑元素的位置和性质。向量场的拓扑结构有着严格的数学定义，并且特征明显，因此有分段线性思想和带约束三角化技术的基础，可以通过设计规则交互的定义拓扑元素的位置和特征，增加实用性。第二项关键技术是建立带约束的三角化调整算法，保持拓扑结构。在实际应在用中，不规则区域的三角化往往耗费大量的计算时间和存储空间，并且算法复杂。由此，本文针对实际设计提出局部区域调整的算法，快速形成带约束的区域三角化结果。第三项关键技术是局部区域的特征保持和局部调整。局部特征的保持在先前的研究中室通过保持拓扑结果的控制多边形来保持拓扑结构，但并不能保证拓扑稀疏区域的线性准确性，因此提出新的区域保持方法，提高设计和绘制的准确性。另外，局部重画问题本文进行了简化，可以通过交互的选择和调整三角化结果中相应顶点的向量值达到目的。

关键词：科学可视化向量场设计向量场可视化向量场拓扑分析可视化建模

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平面向量场的分解及特征抽取

工程地质计算机应用 2005年第3期 17-21,42页

作者：尚海霞杨冠杰吴克勤中国海洋大学计算机科学系青岛266071

向量场分解是指将向量场分解为无旋场、无散场和调和场三部分。向量场分解研究对向量场变形处理、特征检测、流体动画等有着重要的应用价值。本文实现了平面向量场分解的算法,并对向量场分解技术在海洋流场特征抽取上的应用做了初步研究... 详细信息

向量场分解是指将向量场分解为无旋场、无散场和调和场三部分。向量场分解研究对向量场变形处理、特征检测、流体动画等有着重要的应用价值。本文实现了平面向量场分解的算法,并对向量场分解技术在海洋流场特征抽取上的应用做了初步研究,从而为提取这类流场中的结构特征开辟了新的途径。

关键词：向量场可视化向量场分解特征提取流场无散场无旋场平面向量场分解技术特征抽取海洋流场