基于MT算法的地质数据绘制-论文.pdf

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1、第41卷第4期数字通信Vol41，No．42014年8月25日DigitalCommunicationAug．25201435DOI：10．3969／j．issn．1005-3824．2014．04．009基于MT算法的地质数据绘制李程(成都理工大学信息科学与技术学院，成都610059)摘要：主要介绍面绘制技术中的移动立方体算法以及它存在的连接二义性问题，并针对该问题提出了一种改进的移动四面体算法。该算法通过将立方体合理地划分为四面体来解决移动立方体算法的连接二义性问题，同时还简化了处理过程，明显提高了算法效率。最后通过

2、实验表明：该算法与移动立方体算法相比，所绘制出来的图像更逼真。关键词：面绘制；连接二义性；移动立方体；移动四面体中图分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1005—3824(2014)04~035-04点所组成的数据单元，每个由相邻的8个采样点所0引言组成的立方体被称为一个体素。科学计算可视化是指通过使用计算机图形学的在三维空间某一区域内进行采样，如果采样点方法将一些大规模数据转换为图形或者图像，使得在，Y，3个方向上的分布是均匀的，采样间距分别它能以更直观的方式表现出来。三维空间数据场的为，，，那么规则的体数

3、据可以用三维数字矩可视化是它的核心¨。对于三维空间数据场的成阵来表示，即m(i√，k)。像，主要包括两类绘制方式：面绘制与体绘制。体绘每8个相邻点所构成的小立方块就构成了一制所得出来的图像不用进行分割就能直接绘制，能个体素，这8个点成为该体素的角点，坐标分别是保留许多细节信息，所成的图像还更贴近真实；缺点(i，，k)，(i+1，，k)，(i+1，+1，k)，(i，+1，k)，是对每一个像素都需要进行处理，计算量偏大，降低(i，，k+1)，(+1，，十1)，(i+1，+1，Ii}+1)，了绘制图像的效率。相比较于前者，面绘

4、制在确保(，．1，+1)。本文采用的是方向无关的三线性能得到高质量图像的同时，还具有原理简单，易于实插值模型，因此，对于体素内任意一点的值可以根据现等优点。且从现有硬件条件来说，面绘制的效率三线性插值得到J，如式(1)：以及交互性能要优于体绘制J。，y,z)=00+口1水+el,2水Y+Ⅱ3：l=+口4半xy+口5水船+口6术yz+r上7木xyz(1)面绘制技术之中最具有影响力的是MC算法。式(1)中：参数。，。，⋯，。是由8个顶点的坐标决MC算法虽然在很多时候能完成任务，但是该算法本定的。身存在着一些缺点，例如它的面、

5、体二义性等。如果2)等值面。不能解决这些问题，则会导致结果不能正确地反映出等值面是空间具有某个相同属性值的一群点的真实的图像。本文通过分析MC算法中生成等值面集合。可以把它表示为时产生的二义性问题，提出一种改进算法——移动四{(戈，)，，)f，y，)=P}(P是常数)面体算法。该算法在把一个立方体分解成为多个四等值面的本质是一个三次曲面，它可以通过三面体的同时，将二义面进行了分割，消除了连接方式角面来拟合而成。事实上并不是所有的体素内都有上的二义性；然后，在保证公共面上的剖分一致性的等值面，当8个角点的属性值都大于或者小

6、于P的前提下，维持了所有三角片拓扑结构的一致性，很好时候，这时在体素内是不存在等值面的；只有当该体地消除了相邻面可能出现的空洞问题。因此，该算法素的一部分角点的属性值大于(或者小于)P时，且不仅简化了处理，同时还保证了图像的质量。另一部分相反时，这个体素内才有等值面，且称这些1基本概念体素为边界体素。1)体素。2MC算法及其二义性在面绘制中，体素被定义为相邻层之间的8个2．1MC算法收稿日期：2014—05—28修回日期：2014-o6—23移动立方体算法也被称为MC算法，该算法是36数字通信第41卷由W．Lorenso

7、n在1987年提出来的J，也被称之为首先来看面二义性，所谓面二义性即是指根据“等值面提取”算法。在使用它求取等值面的时候，三线性插值原理，可以得知等值面是一个双曲抛物需要预先设定一个阀值，然后依次比较每个小立方面。所以，一般情况下等值面与体素的表面的交线体的8个角点的属性值与阀值的大小。假设1个角是一对双曲线。如果双曲线的两边都同时与体素的点的属性值比阀值大的时候，设这个角点的状态值边界面相交的话，那么就会产生4个交点，就会产生为0，若是小于或者等于阀值，则设该角点的状态值2种连接方式，如图271，这时就会产生连接二义性

8、。为1。由此可以得到，等值面与体素的相交情况共如果不能解决这种二义性，就会使得最后输出的图有2=256种，然后根据互补对称性和旋转对称性像产生裂缝。简化后，可以得到相交情况共15种结构J。其中，旋转对称性是指立方体素在3个方向上旋转90。的倍数，体素内的三角形拓扑结构不变。互补对称性是指等值面正反面互换与体素的每个顶