基于Virtools的數(shù)據(jù)可視化及加速繪制方法的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實可視化技術(shù)可以在仿真過程中將科學(xué)數(shù)據(jù)，包括測量數(shù)據(jù)、圖像以及計算得到的多物理場數(shù)據(jù)等以直觀的圖形圖像信息提供給研究者，在工程中有廣泛的應(yīng)用。然而隨著模型復(fù)雜程度的增加，虛擬現(xiàn)實中可視化顯示效率不斷降低?；诖耍疚膶Υ竽Ｐ蛿?shù)據(jù)的加速繪制方法進(jìn)行了研究，開發(fā)了基于Virtools的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。
　　 首先，本文介紹了虛擬現(xiàn)實可視化技術(shù)與多層次細(xì)節(jié)(LOD)算法的發(fā)展及其應(yīng)用，根據(jù)虛擬場景可視化的一般流程，詳細(xì)地設(shè)計了可

2、視化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與功能。
　　 然后，本文研究了可視化顯示功能的模型顯示、結(jié)果顯示、疊加顯示、多窗口顯示及剖面顯示的實現(xiàn)方法。針對剖面顯示，設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于約束邊界的快速Delaunay三角化算法，有效地提高了剖面生成速度。
　　 提高虛擬場景中顯示效率是可視化的關(guān)鍵。針對可視化加速繪制，本文提出了一種帶物理屬性的邊折疊三角形網(wǎng)格簡化算法，實現(xiàn)了模型的簡化。該算法計算折疊代價時以模型邊曲率和邊上物理屬性的增量以及三

3、角形正則度作為權(quán)因子，邊上物理屬性的增量使簡化后的模型很好地保留了原模型的物理屬性特征，而添加三角形正則度優(yōu)化了簡化后模型三角形的形態(tài)。同時引入折疊效應(yīng)計算和折疊邊合法性檢查，保證了邊折疊過程中的拓?fù)湔_性，并結(jié)合多項選擇技術(shù)處理候選折疊邊提高了折疊簡化的計算速度。
　　 在此基礎(chǔ)上，研制了基于Virtools的數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中顯示物體運動過程中典型工況下關(guān)鍵時刻的應(yīng)力、應(yīng)變等多物理場數(shù)據(jù)的分布情況