● 摘要
时变数据场的可视化技术已经成为可视化领域的一个研究热点。国内近几年对时变数据场的可视化技术作了深入的研究，但是缺乏对时变数据场可视化的整体框架的研究。本课题来源于“钝头体烧蚀热透波计算软件系统”项目的子课题。主要任务为钝头体烧蚀过程中的时变温度场的动态可视化和钝头体烧蚀表面的重构。本文根据实际项目的要求，提出了可行的解决方案。并对数据场预处理、基于硬件加速的三维纹理可视化算法、烧蚀表面重构以及时变数据场可视化中的辅助技术分别进行了研究。研究工作主要体现在以下三个方面：1. 分析比较了基于硬件加速的三维纹理可视化方法，实现了基于OpenGL的片断着色器的阴影渲染方法。采取了体绘制和面绘制相结合的方法，解决了不规则时变数据场可视化中速度和图像质量相矛盾的问题。2. 研究了时变数据场中的辅助技术，解决了多线程技术中的同步难题并改进了传统的可视化领域动画制作方法。3. 根据钝头体表面烧蚀数据的特点，采用简单易行的三维重构方法实现了钝头体表面重构，取得了良好的效果。在上述研究的基础上，本文作者运用VC/MFC与OpenGL开发了相关软件。并且本论文的解决方案在实际项目中得到了验证，结果表明利用基于硬件加速的方法满足了时变数据场的实时性要求，烧蚀表面重构算法能够很好反映表面烧蚀细节。