摘要：针对现有流场协作分析应用协作模式单一、协作环境搭建成本高等问题,根据流场协作分析的需求,提出面向流场可视化的沉浸式虚拟现实协作框架.首先定义支持流场协作同步的协作消息;然后提出支持流场可视化结果共享的协作管线树;最后设计并实现了沉浸式虚拟现实流场可视化协作分析的演示协作分析模式和自由协作分析模式,用户可以根据实际任务选择合适的协作分析模式,以支持团队进行流场协作分析.通过构建原型系统并对流场数据分别进行演示协作分析和自由协作分析,从不同用户的观察视角出发,展示了2种协作分析模式的协作过程.

摘要：直接利用半规则纹理本身蕴涵的方向信息对流场进行可视化,结果直观有效,而且适用的纹理范围广泛,丰富了流场可视化的手段.首先应用基于块的二维方向纹理合成方法生成第一帧图像,随着流体的流动,每一小块的4个顶点移动到新的位置.然后将原有的纹理映射到新的四边形上,同时计算出每个点的变形程度.如果某点变形过大,那么把该点标为无效点,重新合成.最后,一帧帧连续合成的纹理组成一个流场可视化的动画.

摘要：针对基于二维显示交互环境的流场可视化应用由于深度信息不足导致交互效率较低的问题,引入虚拟现实技术,提出具备多样化交互方式的沉浸式流场可视化系统。该系统基于凝视与手势交互技术,设计并实现了基于用户手势的导航方法与三维交互控件,基于用户凝视与手势的沉浸式交互面板,以及基于可视化场景的沉浸式交互管理方法与基于可视化算法树的可视化网络管理方法,对用户交互进行了系统化管理,能够在沉浸式环境提供对典型流场可视化操作的全流程支持。用户实验结果表明:该系统能够在典型流场可视化场景下为用户提供高效、自然的交互。

摘要：针对目前二维环境中流场可视化应用深度信息不足、交互不自然等问题,提出一种基于沉浸式增强现实的流场可视化方法,在现实空间中通过流线展示流场变化特征,利用沉浸式增强现实技术为用户提供有效的深度信息,并通过手势、凝视等自然交互方式进行流线布置。由于增强现实设备不具备流场可视化计算所需要的计算能力,该方法采用服务器/客户端架构,以服务器端进行流线计算,以头戴增强现实设备进行流线定位、结果绘制及用户交互。在此基础上,设计了基于用户凝视的流线布置和基于凝视与手势的种子点放置两种交互方式,利用自然交互提高用户流线布置及分析效率。实验结果表明该方法能够在增强现实环境中准确完成流线绘制,反映流场的变化情况,并提供快捷、自然的交互。

摘要：针对二维流场可视化均是基于结构化网格流场数据的情况,提出一种基于非结构化三角网格的海洋流场可视化策略:使用流线表达流场,流线可视化的主要挑战是种子点放置问题,即流线的初始点,制定了非结构化三角网格下基于特征引导的种子点放置策略,合理放置流线初始点以利于表达流场特征;设计了基于网格密度的层次聚类算法,引入网格密度属性对流线进行聚类并基于聚类质心进行流线放置,在保留了FVCOM模式数据的多密度性前提下提高了流线可视化效果。实验表明,该方法可以有效地保留流场特征,并且借助FVCOM模式的边界拟合性能在海湾、河道等地区取得良好的可视化效果;在此基础上,基于Cesium引擎开发了基于流线聚类数据的动态流场可视化应用,其是FVCOM模式数据首次应用于动态粒子流场的一次尝试,并且具有较好的可视化效果。

摘要：高效准确的流线绘制一直是流场可视化的重要研究内容,流线可以对流场的重要特征进行有效的稀疏表示,但流线需要长期的粒子追踪过程及大量的积分计算,在面向大规模流场可视化时时间效率较低,需要高性能计算设备进行辅助计算.本文通过设计一种基于深度学习的高精度流线生成算法,将初始的低精度流线快速映射为稠密的高精度流线,可以在较短的时间内快速生成可靠的流线可视化结果,并在此基础上设计了交互式实时流场可视化系统,涵盖了流场的特征检测,属性关联分析,信息论分析等,帮助用户快速了解流场数据,找到自己感兴趣的区域进行后续进一步深度分析,避免了获取过多冗余数据,同时优化了分析工作的效率,满足用户对于流场结构,特征属性等多维度进行关联分析的需求.

摘要：流场可视化是科学可视化一个非常热门的子领域,同时也是是图像风格化绘制的重要组成部分。本文主要探讨基于光流导向的二维流场可视化算法的设计与实现,并将该项技术拓展到对视频进行水彩风格化渲染方面。本文的创新点在于结合物理方法模拟以及图像处理技术对视频进行水彩风格化渲染,并进一步提出采用GPU对整个算法进行硬件加速处理,实验取得了较为良好的合成效果。

摘要：本文以风冷冰箱冷藏风道为研究对像,介绍了实验载体透明可视化风道如何制作,同时还介绍了基于氢气泡可视化技术的实验设备构造以及实验方法,并对冷藏风道进行了流场可视化分析实验,实验结果与冷藏风道CFD仿真分析结果一致。基于此提高风道结构设计评估的高效率、准确性、可靠性。

摘要：激波特征可视化是流场可视化的重要内容.目前主流的激波特征提取方法是先采用正则马赫数检测激波,再设计过滤算法去除噪声.已有方法在计算正则马赫数时,并未区分压力梯度和密度梯度;在过滤噪声时,有效性依赖于数据集本身,适应性和准确性差.当流场中存在强度不同的多激波特征时,往往在过滤噪声的同时也滤掉了"弱激波",且即便对于单激波特征,也常出现激波面不连通甚至断裂现象.论述了基于压力梯度计算正则马赫数的必要性;利用激波物理特性,结合光线投射算法优势,提出了一种基于两级采样的多激波特征可视化方法;并针对拓扑复杂的3D非结构化网格数据,在GPU上设计实现了算法.实验表明,该方法能自动识别并过滤噪声,即便对包含多激波特征的复杂流场,也具有很好的适应性和准确性,过滤效果明显优于已有方法,且对较大规模非结构化网格数据,绘制性能可满足实时交互.

摘要：针对矢量线可视化中的数据输人/ 输出瓶颈, 提出一种大规模流场矢量线可视化的数据预取方法. 首先将规模流场数据划分为若干数据块; 在预处理阶段统计数据块间以及数据块各边界间的粒子流向, 并构造数据块间粒子流向概率图和数据块边界间粒子流向概率图. 在进行矢量线计算时, 利用粒子流向概率图预测粒子流向预取数据块.实验结果表明, 相比已有的数据预取方法,该方法进行数据预取的命中率和数据满足率提高10% - 2 5 % ,可以有效地提高大规模流场矢量线可视化的效率.