網(wǎng)格細(xì)分與插值算法在理想潰壩模型可視化中的研究與應(yīng)用.pdf

1、提高運(yùn)動(dòng)流體的可視化效果與效率是近年來科學(xué)研究、工程項(xiàng)目、電腦游戲、影視作品、視覺仿真等各個(gè)領(lǐng)域最熱衷,最具挑戰(zhàn)性的課題之一。本文提出一種將非線性的Catmull-Rom插值樣條應(yīng)用于Marching Cubes算法的等值面繪制改進(jìn)算法,對(duì)三維波面圖像進(jìn)行可視化模擬。針對(duì)流體表面由于體素細(xì)分引起的波面圖像拐點(diǎn)多、不光滑以及求解控制方程計(jì)算復(fù)雜的問題,本算法在保證計(jì)算效率的基礎(chǔ)上可以得到更加光滑的圖像。對(duì)于算法中存在的面二義性問題提出一種

2、基于三角剖分的解決方法。
　　 在水利工程中預(yù)測(cè)潰壩這一災(zāi)害性水流現(xiàn)象十分重要。潰壩水流模擬是合理確定堤壩或水庫防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及避險(xiǎn)措施的有效手段。本文以理想潰壩模型為例,實(shí)現(xiàn)其三維波面圖像的模擬。其具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.闡述了本課題的研究背景及現(xiàn)實(shí)意義；對(duì)傳統(tǒng)Marching Cubes算法的原理及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究,并分析了算法產(chǎn)生的二義性問題及其解決方法；討論了流體可視化的主流方法。
　　 2.提出

3、了一種改進(jìn)的等值面繪制方法:將非線性的Catmull-Rom插值樣條應(yīng)用于Marching Cubes算法。對(duì)每一體素內(nèi)的三角片面進(jìn)行非線性插值,得到更加細(xì)分的三角片面,提高等值面繪制精度。對(duì)面二義性問題采用基于面三角剖分的算法進(jìn)行解決,得到很好的效果。
　　 3.將本文算法與傳統(tǒng)Marching Cubes算法、基于四面體剖分的Marching Cubes算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與性能比較,結(jié)論顯示本文提出的算法在時(shí)間效率和生成等