[发明专利]基于GPU的可交互三维流场自适应分辨率动态可视化方法

摘要

本发明属于科学计算可视化领域，具体涉及一种基于GPU的可交互三维流场自适应分辨率动态可视化方法。本发明提出了一种基于GPU的可交互三维流场自适应分辨率动态可视化方法。该方法在视截体中均匀放置种子点，根据预渲染数据体的近平面和远平面纹理，将撒在数据范围外的部分种子点移动到数据范围内。生成概率密度球并渲染成概率密度体，以保证粒子在运动中的均匀分布。最后采用GPU加速渲染技术生成流线，然后利用Tessellation细分曲面技术将流线扩展为管线，实现三维流场的自适应分辨率动态可视化绘制。

主权项

基于GPU的可交互三维流场自适应分辨率动态可视化算法，具体包括以下基本步骤：根据预渲染的数据体远、近平面矫正撒点位置，其特征在于：根据数据范围生成数据体，分别渲染数据体的外面和内面得到数据体的近平面和远平面，颜色为归一化后的深度值；在视截体中均匀撒点，将撒点位置的深度值进行相同的归一化处理并与远、近平面纹理比较；将视线方向上不在数据体范围内的点，通过改变深度的方式移动到数据范围内；基于视截体生成概率密度体控制流线密度，其特征在于：将概率密度图按平行于裁剪面的方向插入到视截体中，其稀疏程度按照OpenGL深度精度变化规律由近到远逐渐稀疏；粒子生成的概率密度球投影在离其最近的概率密度图上；先平移再投影将概率密度图层数扩充数倍；多张概率密度图构成概率密度体；通过传输函数调节流线的颜色和透明度，其特征在于：将体绘制中的交互方法传输函数运用于矢量场可视化中，将流场特征值映射到颜色和不透明度上，供用户实时调节，突出感兴趣的特征。