電磁場的三維可視化技術(shù)研究及實現(xiàn).pdf

1、科學計算可視化是將錯綜復雜的海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有組織結(jié)構(gòu)的空間幾何形狀、顏色、紋理、動畫等視覺信號并展示出來。該技術(shù)可以充分應用到對復雜物理環(huán)境和系統(tǒng)動態(tài)過程的模擬展示中，例如在計算流體力學、醫(yī)學成像、地質(zhì)勘探、氣象等多個領域。本文以虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的電磁場三維可視化作為研究目標，研究的主要內(nèi)容包括電磁場數(shù)據(jù)可視化、復雜電磁現(xiàn)象可視化以及電磁空間環(huán)境可視化。 借助計算機圖形學技術(shù)，對電磁環(huán)境、電磁現(xiàn)象進行視覺再現(xiàn)，可以為相關研究人員、

2、指揮決策人員提供直觀快捷的數(shù)據(jù)依據(jù)。電磁場可視化是一個綜合性技術(shù)，需要充分考慮電磁場模擬數(shù)據(jù)類型的多樣性、磁場物理環(huán)境復雜性等特點。MarchingCubes方法和Hedgehog方法分別是目前實現(xiàn)電磁標量場和矢量場可視化有效方法，本論文在實現(xiàn)該可視化算法基礎上，結(jié)合實際應用，將電磁場可視化數(shù)據(jù)集及其相應的操作(映射、繪制等)以“對象”的形式加以抽象，構(gòu)造了基于面向?qū)ο蟮碾姶艌鰯?shù)據(jù)可視化流水線模型。另一方面，在針對大范圍地域電磁場環(huán)境交

3、互式可視化問題上，采用八叉樹結(jié)構(gòu)對地形以及電磁數(shù)據(jù)進行空間分塊和存儲，并結(jié)合LOD調(diào)度技術(shù)，實現(xiàn)實時渲染。 進一步，在針對雷達掃描過程的模擬方面，結(jié)合余輝的產(chǎn)生、更新以及消失的動態(tài)特性，采用粒子系統(tǒng)，建立雷達掃描的余輝模型。該模擬的實現(xiàn)可以為飛行器低空飛行提供可視化的數(shù)據(jù)分析依據(jù)，還可以為飛行仿真建立一個可視化的虛擬環(huán)境。 最后，對電磁場所處的空間環(huán)境進行可視化，可以有效地分析地形等因素對電磁場變化的影響。本論文系統(tǒng)通過