矢量场可视化技术分析与其在海洋数据处理上的应用

《矢量场可视化技术分析与其在海洋数据处理上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、矢薰插可视化技术研究及其在海洋敷据处理上的应用第一章科学计算可视化概述第一节科学计算可视化的发展辩攀诗算彰裰纯(VisualizationinScientificComputing)““”楚发遮嗣家20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。它的形成是当代科学技本飞速发矮鳇结果。进入80年代以厦，瓣学数攒豹太量产生与缺乏有效遮解释这魑数据警段的矛盾日益尖锐，因此出现了一方面不断产生数据，另一方面因无法及时解释和；}!l用途些数掇，两只娆把海羹的科学数据奏健起来，形成浪费的局面。随着科学技术的进步，这些海照数据源本身生成数

2、据的能力还在不断增加，这使得科学计算数据的可毫嫩化及计算过程的交互予预与引鼯日益成为追切爨要解决酌随隧。另一方颟，由予近年来计算杌的计算能力迅速掇高，内存容量、磁盘空间不断扩大，网络功能增强，许多重要的图形生成及图像处理算法均可用疆静实瑗，运麓诗算税黼形学及图像楚疆技术澎象、奁蕊遣显豕科学计算的中间结果及最终结果并进行交互处理已经成为可能。1987年2嚣，美嚣嚣家瓣孥基金会在华盛骥召开了有关科学计箅蜀筏纯鹞首次会议，在此次会议上，将这一领域定名为VisualizationinScientificComputing，篱称秀Scien

3、tificVisualization。科学计算可视化作为--f]学科被提出时，瓣出了它的定义、覆盖的领域及逝勰与长嬲戆碜}突方逸。辩学诗赞哥援馋捂戆罴运惩谤嚣懿嚣形攀纛瑟像娃瑾技术，将科学计算过程中2iI计算结果的数搦转换为圈形及躅像在屏幕上显乐出来并进行交曩处理的理论、方法农技零。实鼯上，孵鹫搜本瓣发震，辩学诗簿霹援纯的含义融经大大扩展。它不仅包括科学计算数据的可视化，而凰包括工程计算数掇的可视化，如肖限元分柝结累等。也包括涮基数摄的霹视诧，如震予簇疗领域的计算机断层扫描(四)数据及核磁共振(躲I)数据的可视亿。科学计算可视化一

4、经提出，很快就在计算搬整形学豹基础土融合了点作蛄技术、计算机辅韵设计与交互技术、两络技术、视频羧拳，发展成为一门新兴的学科方向。短短几年时间，科学计算可视化已经被成功鼬运用到天体研究、地震预测、气象分橱、航空靛炎、瓣熬、建筑簿诲雾镶激。辩学计葬胃视纯缩粱的分轿过程中所带来的盥观性、准确性簿都给科学家们辩来了很大方便，科学计算可视纯懿莰逮发震弓

5、发7辩攀诗雾匏诗算晟嵇翡一次萃禽。实现科学计算的可视化具有多方面的重要意义。它可以大大加快数据的处理速度，便瘫太戆数据褥劐骞效嚣爝；裁撼不蕤竣不荔鬟索嚣静王赣现象嶷荛入稍能观察到的过程和结果

6、，以加深对产生这炎现象的物理机制的理解，提出改进设谤鸵具体攮藏；霹默实瑗黠诗算避程懿零l导器控麓，逶过霉形交嚣手段爵方餐抉谯地改变设计和计算的原始数据年H条件，并通过三维图形、模拟图像或动画来显矢量场可械化技术研究藏其在海洋敬糖处理上的应用示和观祭改变原始数据厢对研究对象基举特性的影响，米达到对象优他设讨‘的隧鲍。第=节科学计算可视化的研究内容露蘩关予科学雪}算哥税张豹秘究主簧集中在以下凡个方面”一麓：●磅究彝嚣发将数学耱锩(数据集)浚瓣鹫整形、鏊像参数熬糖荧技寒；●磷究麓学麓蜕纯懿数攘弦擒；●研究通用的网形、图像鼹承算法；·硬冀

7、莱令专嫁接竣瓣秘攀可撬徒趣艨，懿磷究遗球、海洋邵境簿懿辩学毒禚纯阕透。科学计算弼褫亿接冀功熬分为三个滕次：(1)科学计薄结果数据的磺处理将诗冀过稔辩霹援健过程分嚣，奁艇极拔态下对谤舞懿络鬃数攒或溪耋数舞餐现虿秘位。潮予不要求实时趣用霉形、阉像显示数攒，困丽这～滕次的可视他的功能对计算熊力的要求较之下蕊两个屡次要低一些。(2)瓣学诗箨结暴数缀麴餐鼹处理及鹱示辞袭避杼辩学话算静嗣懿，安嚣重逡对诗箨熬藜采数撵箴涎誊数据窳凌霉衽纯。邈一层浚豹秘溅较之上一鼷次霈耨更强的计算鼗力。(3)科学计髀结果数据的蜜时绘制J疑交互处理绘裁(render

8、ing)攘浆鼯耪髂戆霓嚣横壁垒蕊鬓鞯黧豫熬过嚣。这～屡次浆功髓不役耱对数据进行实辩随处壤及显辩，还霹辍避过嶷互方式修改原始数据、遮器条传竣其热参数，使谤黪缝莱受兔溅黎，实凝蘑声辩辩掌{卡算过程鹃交互控制鹈引导。这一燃次的功能誉仪安求计葵飒硬件舆宥缀黻的计冀能力，两且要求霹撬健系缓冥蠢缀强懿交嚣翡髓。‘为了实现遗懑个层次纳功能，科学计算可视化所涉及的主要技术问题有：(1)糠量、必霪移张嚣蛹的鼓示；<2)数据场嬲浇场的动态震聚；(3>雾参豢数耀场熬菠器；(4)模拟粕计算过程的燮嚣控制和引释；(5)强向黧澎的程序设计颓=境；⋯<巷)_-

9、E终站每趣蒙诗纂雏联瓣整溪；’、(7)麓于圈澎生成和鼹像处理瓣笄赞赣法；、《8)掰予鬻澎整戒帮溺像处潦静特殊璐件结构；(g)僚输图像躲毫带宽嘲络翻协议；(10)囊毅聪舞菠拳在辩学毒中舞霉撬裁孛麓痤瓣等。在上述问题巾，数据场的W视化是科举计算可视化的