基于多分辨率方法的三维云可视化算法研究

发布时间：2022-02-05 00:13

　　自然景观的可视化模拟研究中,云的可视化是当今气象领域的研究热点和研究难点。自然云的生成和消散是能量转换和大气物理状态变化造成的,云的变化对于大气变化过程具有重要的解读作用。云的可视化在气象服务、户外场景仿真、电影特效等领域得到了广泛应用,根据真实的气象数据去绘制渲染云,能在传递真实天气状况的同时辅助气象工作者的预报预测工作。因此,近年来基于气象数据的真实云的可视化研究得到大量的关注。目前,三维云的研究主要在数据预处理和绘制这两个方面。本文基于大规模海量数据的多分辨率三维云可视化,分别对模拟云的预处理以及绘制方法提出改进,在保证绘制质量的同时,提高绘制速度。主要研究内容如下:（1）在云的预处理压缩方面,针对三维云仿真中大规模海量数据导致的图形硬件存储空间受限,无法达到实时性等问题,提出了基于变异系数的统一划分数据压缩方法。该方法依据数据块的数据紊乱程度对其进行重要性划分,保留重要的数据,适当地减少不重要的数据。通过Haar小波变换和分类矢量量化的方法对划分好的数据块进行矢量量化压缩,然后在GPU中实现解压缩与绘制同步进行的绘制策略,在保证图像逼真度的同时,提高了绘制效率。（2）在云的绘制... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同压缩方法下的绘制结果

(c) 本文方法图 3-7 不同压缩方法下的绘制结果将压缩前后的云数据进行体绘制，绘制的结果如图 3-8 所示，图 3-8(a)是数据压缩前进行体绘制的绘制结果，图 3-8(b)是数据压缩后进行体绘制的绘制结果。从成像效果看，图 3-8(b)相比图 3-8(a)失真较小，图 3-8(b)中云形态特征保存良好，细节部分突出，层次鲜明，满足三维云可视化的要求。

算法 利用有效的体素进行合成操作，图像质量高不用投射光线，用有效体素进行投射，速度较快只保存有存开销小形法 用二维采样代替三维采样，进行错切变形，图像质量中等结合前两种算法的优点，从三维变化到二维，采样计算量小，速度快用二维空数据，内映射法 由体数据生成三维纹理，然后进行采样映射，图像质量高利用硬件进行工作，速度更快采样计算现，内存-1 中可以看出体绘制算法中光线投射算法绘制的图像质量最高，法投射光线数目多，计算采样点的工作量巨大，使得内存开销大光线投射算法，提出了视点相关光线投射算法。线投射算法的实现射算法的基本思想

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3614204