《基于特征的矢量場可視化研究》申請書

1、基于特征的矢量場可視化研究申請書1、項(xiàng)目研究意義科學(xué)計(jì)算可視化（Scientific Visualization）是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一個(gè)新的研究領(lǐng)域。它運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理等多種技術(shù)，將科學(xué)計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的圖像，交互式地顯示給用戶，有效地提高了數(shù)據(jù)處理的速度和質(zhì)量McCormick87。其中，矢量場可視化（Vector Field Visualization）是它的一個(gè)重要研究方向，具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用領(lǐng)域石教英96。矢量場可以用來描述很多重要的物理現(xiàn)象，比如飛機(jī)飛行時(shí)機(jī)翼上的氣體流動(dòng)、流體通過管道或障礙時(shí)的運(yùn)動(dòng)、地球表面的大氣活動(dòng)等等。矢量場可視化是科學(xué)計(jì)

2、算可視化的研究熱點(diǎn)，其研究成果被廣泛地應(yīng)用到計(jì)算流體力學(xué)（CFD）、有限元分析、電磁場模擬、燃燒動(dòng)力系統(tǒng)分析、海洋洋流模擬以及天氣預(yù)報(bào)等多個(gè)領(lǐng)域劉占平01，唐澤圣99。目前許多國家的大學(xué)、研究所、計(jì)算中心和商業(yè)公司等都在開展矢量場可視化研究，其中比較有代表性的機(jī)構(gòu)有：美國國家宇航局（NASA）對航空航天過程中的CFD數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；美國國家超級計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心（NCSA）對于地球大氣及洋流可視化進(jìn)行研究；美國Stardent公司開發(fā)的AVS系統(tǒng)和SGI公司的IRIS Exporer都是很著名的可視化軟件；另外德國柏林的ZIB研究所和荷蘭的國家數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所也開展了大量矢量場可視化基礎(chǔ)算法及

3、應(yīng)用方面的研究。國內(nèi)的浙江大學(xué)CAD&CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)、中科院等單位是比較早開始這方面研究的單位，也取得了很多成果石教英94，陳莉96，唐澤圣94，梁訓(xùn)東96。矢量場可視化的技術(shù)大致可以分為三類：基于幾何的方法、基于紋理圖像的方法以及基于特征的方法Crawfis95，陸劍鋒05。基于幾何的方法通過在矢量場中選取一些初始種子點(diǎn)，應(yīng)用數(shù)值積分方法對這些質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行粒子跟蹤，構(gòu)造出如流線（Streamline）、脈線（Streakline）以及流面（StreamSurface）、流管（StreamTube）等不同的可視化元素來描述矢量場特征。這方面的研究主要集中在局部種子點(diǎn)的選取，提

4、高數(shù)值積分的精度以及三維繪制技術(shù)方面Kenwright92,Teitzel97，Stalling97，Bauer02, Oliver03?；诩y理圖像的方法可以克服種子點(diǎn)選取的限制，提供給我們?nèi)值母哔|(zhì)量輸出結(jié)果，其典型算法包括點(diǎn)噪聲法（Spot Noise）和流線卷積積分法（Line integral convolution）Wijk91，Cabral93。這兩種經(jīng)典算法給矢量場可視化帶來了深遠(yuǎn)的影響，眾多的研究者在此基礎(chǔ)之上提出了各種擴(kuò)展算法Forsell94，Leeuw95，Stalling95，Leeuw97，Interrante97，Jobard02，Laramee04，唐澤圣99，

5、張文01，陸劍鋒04。基于特征的矢量場可視化技術(shù)是為解決矢量場日益龐大的規(guī)模而產(chǎn)生的，并發(fā)展成為一個(gè)很有前景的研究方向。特征可視化技術(shù)能夠在不丟失原有重要信息的前提下大量減少數(shù)據(jù)量，可以讓計(jì)算機(jī)更有效地處理矢量場數(shù)據(jù)。這里的重要信息就是指“特征”，它具有兩方面的含義：1）原始數(shù)據(jù)集中能夠提取出的有意義的部分，比如形狀、結(jié)構(gòu)、變化、現(xiàn)象等。2）原始數(shù)據(jù)集中用戶感興趣的某些子集。通過針對矢量場特征進(jìn)行分析提取，重點(diǎn)地進(jìn)行可視化，可以減少可視化映射的數(shù)據(jù)量并增強(qiáng)可視化的效果。這種表示方法來自于原始數(shù)據(jù)卻又比原始數(shù)據(jù)蘊(yùn)含有更豐富的內(nèi)容，它可以幫助用戶忽略掉大部分冗余的、不重要或不感興趣的內(nèi)容，將注意力

6、集中在數(shù)據(jù)集的特征上，這對于工程研究人員具有很大的實(shí)用價(jià)值。矢量場的特征可視化技術(shù)吸引了越來越多的研究者，Helman和Hesselink提出一種基于臨界點(diǎn)理論的矢量場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析法，他們通過創(chuàng)建和連接臨界點(diǎn)之間的積分曲線和曲面來有效地顯示矢量場的結(jié)構(gòu)Helman90，Helman91，取得不錯(cuò)的可視化效果。在文獻(xiàn)Chong90中，將Helman的結(jié)構(gòu)分析方法推廣到一般化的矢量場數(shù)據(jù)上，但限制條件較多；在三維矢量場方面，Globus擴(kuò)展了二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析法，取得了一些成果Globus91。另外，Lavin Y.M.把拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析法應(yīng)用在對兩個(gè)矢量場之間的相似度衡量上，并構(gòu)造了初步的框架Lavi

7、n98；Silver D.認(rèn)為特征可視化的重點(diǎn)在于如何精確地對特征進(jìn)行定量的評價(jià)和比較Silver97?？傮w而言，基于特征的矢量場可視化技術(shù)還是一個(gè)較新的研究方向，有很多的工作需要完成，自身也處在不斷完善和發(fā)展過程中。通過特征可視化技術(shù)，人們可以站在數(shù)據(jù)集的更高抽象的層次上，把注意力放在自己的應(yīng)用和設(shè)計(jì)上，而不用被大量的具體數(shù)據(jù)所束縛，這正是特征可視化的應(yīng)用優(yōu)勢和實(shí)際意義所在Walsum96。本項(xiàng)目針對矢量場的特征可視化技術(shù)進(jìn)行深入研究，利用矢量場臨界點(diǎn)理論以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和模式識別方法，提取分析復(fù)雜矢量場中的特征信息，幫助用戶有效處理海量數(shù)據(jù)；并通過與實(shí)際需求相結(jié)合，將最終研究成果應(yīng)用到如管

8、道內(nèi)的流場可視化、產(chǎn)品的流線型外形設(shè)計(jì)、海洋洋流運(yùn)動(dòng)模擬等方面。當(dāng)前浙江省的科技產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入快速發(fā)展階段，要想獲得可持續(xù)發(fā)展，我們的企業(yè)必須擁有自主版權(quán)的高新技術(shù)。如何將自己的研究成果轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際中能夠應(yīng)用的技術(shù)，這也正是擺在我們科技工作者面前的任務(wù)。這方面，矢量場可視化技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，已經(jīng)擁有很多和實(shí)際工程相結(jié)合的成熟應(yīng)用，比如汽車、輪船以及飛機(jī)工業(yè)中的產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)，為了得到優(yōu)越的空氣動(dòng)力學(xué)性能，矢量場可視化的關(guān)鍵技術(shù)在其中發(fā)揮著必不可少的作用。另外還有海洋和大氣的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析、大型發(fā)電機(jī)組的輪葉槳葉外形設(shè)計(jì)等方面也同樣離不開矢量場可視化技術(shù)。因此我們可以充分相信，矢量場可視化的研究成果能夠

9、和實(shí)際的工程需求很好的結(jié)合在一起，為我們浙江省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。2、項(xiàng)目研究目標(biāo)及與申請者研究工作長期目標(biāo)的關(guān)系本項(xiàng)目的研究目標(biāo)是針對矢量場可視化中的特征定義、量化、提取以及特征繪制、動(dòng)態(tài)特征跟蹤等方面進(jìn)行理論研究、技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。綜合利用矢量場臨界點(diǎn)理論、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及模式識別方法，提取分析矢量場中的特征信息，幫助用戶有效處理海量數(shù)據(jù)；構(gòu)建能夠?qū)κ噶繄鰯?shù)據(jù)進(jìn)行交互式特征提取、有效特征繪制以及動(dòng)態(tài)特征跟蹤的可視化平臺。并在此平臺框架下實(shí)現(xiàn)對多種特征可視化算法的測試、評估、分析等操作。申請者在浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲得本科和碩士學(xué)位，具有較扎實(shí)的流場可視化方面的相關(guān)理論知識

10、和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。在讀計(jì)算機(jī)博士期間，一直從事基于特征的數(shù)據(jù)場可視化方面的研究,包括基于圖像的矢量場特征繪制技術(shù)和動(dòng)畫生成技術(shù),以及醫(yī)學(xué)圖像上的特征提取技術(shù)，并取得了較好的研究成果,在國際著名期刊Computers & Graphics和國內(nèi)一級刊物上發(fā)表相關(guān)論文數(shù)篇。申請者畢業(yè)后在高校從事教學(xué)和科研工作,對于矢量場特征可視化研究方面有較寬廣的基礎(chǔ)理論和深入的專業(yè)知識,對國內(nèi)外相關(guān)工作的發(fā)展動(dòng)態(tài)有準(zhǔn)確的把握,有能力進(jìn)一步研究和解決矢量場特征可視化技術(shù)方面的問題。3、項(xiàng)目研究內(nèi)容，研究方案和進(jìn)度安排研究內(nèi)容：根據(jù)以上的研究目標(biāo)，本項(xiàng)目的研究內(nèi)容具體分為以下幾點(diǎn)：(1) 復(fù)雜矢量場的拓?fù)涮卣?/p>

11、提取。主要研究矢量場中特征的定義、量化和提取，建立穩(wěn)定的特征點(diǎn)提取算法。(2) 矢量場特征結(jié)構(gòu)的表示和繪制模型。研究矢量場中從特征到圖像的映射算法，目的是實(shí)現(xiàn)特征的繪制和交互性操作。考慮到矢量場數(shù)據(jù)大多是多維數(shù)據(jù)，其特征映射算法必須能夠擴(kuò)展到多維數(shù)據(jù)映射。(3) 動(dòng)態(tài)矢量場中特征的跟蹤分析。研究矢量場數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化過程，實(shí)現(xiàn)特征的自動(dòng)提取和動(dòng)態(tài)跟蹤分析，揭示其產(chǎn)生、消失、變化等一系列變化規(guī)律。(4) 結(jié)合具體的應(yīng)用領(lǐng)域（流場可視化），實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于特征可視化的交互性操作平臺，利用該框架實(shí)現(xiàn)對多種特征可視化算法的比較測試、評估、分析等操作。技術(shù)路線與實(shí)驗(yàn)手段：（1）利用矢量場臨界點(diǎn)理論和數(shù)據(jù)聚類的

12、方法，進(jìn)行矢量場特征點(diǎn)的有效提取和分類。首先利用物理空間到計(jì)算空間的轉(zhuǎn)換，建立臨界點(diǎn)方程組。為保證求解方程組的穩(wěn)定性，利用誤差函數(shù)控制對計(jì)算網(wǎng)格進(jìn)行遞歸細(xì)分求解方程組，實(shí)現(xiàn)求解過程的穩(wěn)定性。同時(shí)利用數(shù)據(jù)聚類方法對求解的特征點(diǎn)進(jìn)行劃分和濾波，去除冗余點(diǎn)和消除噪聲影響，保證算法的可靠性。（2）利用圖像中顏色、明暗、紋理等屬性進(jìn)行特征的映射，針對多維數(shù)據(jù)映射，將多種屬性分別代表不同維度信息，利用多通道RGB和顏色空間分解技術(shù)進(jìn)行繪制。另外作者提出的針對圖像對比度進(jìn)行數(shù)量映射的算法，可根據(jù)不同數(shù)量大小動(dòng)態(tài)改變圖像局部對比度，達(dá)到多維映射效果。（3）為保證特征繪制的實(shí)時(shí)性，采用多分辨率技術(shù)進(jìn)行繪制。根據(jù)

13、允許的時(shí)間選擇對象的幾何表示和繪制的分辨率，從而降低用戶的等待時(shí)間。使用限時(shí)圖形繪制技術(shù)來保證實(shí)時(shí)性；通過可見性判斷，盡可能不繪制不可見的對象；對不重要的圖形對象使用幾何簡化模型和紋理貼圖來繪制；預(yù)先生成具有不同細(xì)節(jié)層次的紋理圖像，根據(jù)需要選用不同分辨率的圖像，從而提高繪制速度。（4）構(gòu)造有效的三維矢量場可視化算法，利用流管（StreamTube）作為基本單位進(jìn)行直接繪制，修改局部光照模型，將矢量的方向信息加入光照參數(shù)，提高可視化效果。同時(shí)利用現(xiàn)代圖形卡的硬件（GPU）加速功能，改寫算法中的耗時(shí)操作，將部分程序從CPU實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒅PU的繪制流水線來實(shí)現(xiàn)，從而減輕CPU負(fù)擔(dān)，加快圖形顯示，減少

14、用戶的等待時(shí)間，提高可交互性。（5）針對動(dòng)態(tài)矢量場中特征的跟蹤分析，采用矢量場動(dòng)畫的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)。首先對于時(shí)間進(jìn)行劃分，在每一時(shí)間片內(nèi)進(jìn)行特征識別；在相鄰時(shí)間片之間，采用光流技術(shù)獲得特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢，并采用卡爾曼濾波和Graph Cut能量優(yōu)化方法進(jìn)行特征點(diǎn)之間匹配，最后通過預(yù)先定義的模式表，利用動(dòng)畫來表示矢量場特征的產(chǎn)生、消失、轉(zhuǎn)變等一系列變化。（6）針對大規(guī)模復(fù)雜矢量場的特征提取，擬采用分布式并行計(jì)算環(huán)境來處理。首先進(jìn)行任務(wù)的劃分，由主控程序?qū)⒆尤蝿?wù)分配到網(wǎng)絡(luò)上多臺微機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，極大地提高算法效率，能夠處理大規(guī)模的復(fù)雜矢量場數(shù)據(jù)。關(guān)鍵技術(shù)：根據(jù)目前的研究情況，我們認(rèn)為需要解決的關(guān)

15、鍵技術(shù)問題包括：（1） 矢量場特征的定義、量化和有效提取問題，包括復(fù)雜三維矢量場中的特征提取算法穩(wěn)定性以及效率的問題。（2） 多維數(shù)據(jù)有效映射問題，包括映射函數(shù)的構(gòu)造和有效繪制。（3） 動(dòng)態(tài)矢量場中特征的跟蹤，如何有效地提取和匹配特征，并顯示出特征的變化趨勢。（4） 利用分布式并行計(jì)算環(huán)境對大規(guī)模復(fù)雜矢量場的特征提取算法，包括并行算法設(shè)計(jì)、子任務(wù)的劃分、主控程序的設(shè)計(jì)以及交互等問題。（5） 大規(guī)模復(fù)雜矢量場的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)研究，當(dāng)矢量場規(guī)模增加時(shí)如何保證算法的運(yùn)行效率，達(dá)到和用戶良好的交互。年度研究計(jì)劃：2006.12006.12（1） 矢量場中特征的定義及提取量化算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（2） 交互式矢

16、量場可視化原型系統(tǒng)構(gòu)造（3） 常規(guī)矢量場可視化算法實(shí)現(xiàn)2007.12007.12（1） 矢量場中多維數(shù)據(jù)映射模型建立并實(shí)現(xiàn)繪制算法（2） 動(dòng)態(tài)矢量場中特征提取分析和跟蹤算法實(shí)現(xiàn)（3） 復(fù)雜矢量場特征提取并行算法的初步實(shí)現(xiàn)（4） 利用已構(gòu)建可視化平臺框架建立矢量場可視化算法中的測試評估機(jī)制4、項(xiàng)目創(chuàng)新之處本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于：（1） 用系統(tǒng)辨識的觀點(diǎn)來進(jìn)行特征的定義和識別，將模式識別技術(shù)應(yīng)用到矢量場特征可視化中，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對矢量場特征信息進(jìn)行聚類和濾波，保證了特征提取算法的穩(wěn)定性。（2） 利用分布式并行計(jì)算環(huán)境來解決大規(guī)模復(fù)雜矢量場的特征提取問題，構(gòu)建穩(wěn)定高效的特征提取并行算法。（3） 提

17、出動(dòng)態(tài)矢量場中特征可視化的新方法。通過先對時(shí)間片進(jìn)行劃分和插值，在每一時(shí)間片內(nèi)進(jìn)行特征識別；在相鄰時(shí)間片之間，采用光流技術(shù)獲取特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢，利用卡爾曼濾波和Graph Cut能量優(yōu)化方法進(jìn)行特征點(diǎn)之間匹配，最后通過預(yù)先定義的模式表，利用動(dòng)畫來表示矢量場特征的產(chǎn)生、消失、轉(zhuǎn)變等一系列變化。（4） 利用現(xiàn)代圖形加速卡中GPU的強(qiáng)大并行流水線功能以及多分辨率繪制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜矢量場可視化的實(shí)時(shí)繪制和交互操作。5、工作基礎(chǔ)與工作條件工作基礎(chǔ)：本項(xiàng)目提出的研究目標(biāo)是基于特征的矢量場可視化技術(shù)，在這一方向上，申請人負(fù)責(zé)的課題組已經(jīng)有20多篇論文分別在國際期刊(Computers & Gra

18、phics等)、國際會議和國內(nèi)重要學(xué)術(shù)期刊（計(jì)算機(jī)圖像圖形學(xué)報(bào)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)等）上發(fā)表。申請者在流體傳動(dòng)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲得本科和碩士學(xué)位，具有較扎實(shí)的流場可視化方面的相關(guān)理論知識和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。在攻讀計(jì)算機(jī)博士期間, 一直從事基于特征的數(shù)據(jù)場可視化方面的研究,包括基于圖像的矢量場特征繪制技術(shù)和動(dòng)畫技術(shù),以及醫(yī)學(xué)圖像上的特征提取技術(shù)，并取得了較好的研究成果,在國際著名期刊Computers & Graphics 和國內(nèi)一級刊物上發(fā)表相關(guān)論文數(shù)篇。本課題組人員年輕精干，具有較強(qiáng)的科研能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，這一切為實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的研究目標(biāo)有著充分的保證。工作條件：

19、作為虛擬現(xiàn)實(shí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的固定研究人員，可以利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的高性能工作站、先進(jìn)的設(shè)備以及軟件平臺和開發(fā)工具進(jìn)行本項(xiàng)目的研究工作，同時(shí)和浙江大學(xué)CAD&CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有著長期穩(wěn)定的合作研究關(guān)系，可以利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)計(jì)算可視化、分布式并行計(jì)算環(huán)境以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的研究成果積累。課題組相關(guān)論文成果：1 Virtual Learning Environment for Medical Education Based on VRML and VTK. Computers & Graphics. 2005. Vol.29(2). pp:231-238 (SCI Index

20、)2 Watermarking 3D Mesh by Spherical Parameterization. Computers & Graphics. 2004. Vol.28(6). pp:981-989 (SCI Index)3 A Public Mesh Watermarking Algorithm Based on Addition Property of Fourier Transform. The 3rd International Conference on Image and Graphics 2004, HongKong, IEEE Computer Society

21、. pp:324-328 (SCI Index)4 An Algorithm of Mapping Additional Scalar Value in 2D Vector Field Visualization. ICCSA(3). 2004. pp:308-314 (SCI Index)5 A Private and Lossless Digital Image Watermarking System. ICIG'2002.16-18, August, Hefei.SPIE.pp:365-370 (EI Index)6 Watermark Extraction by Magnify

22、ing Noise and Applying Global Minimum Decoder. The 3rd International Conference on Image and Graphics 2004, HongKong. IEEE Computer Society. pp:349-352 (EI Index)7 一種穩(wěn)健性好的盲水印算法. 中國圖象圖形學(xué)報(bào). 2003. Vol.8(5). pp:567-5718 自適應(yīng)區(qū)域生長算法在醫(yī)學(xué)圖像分割中應(yīng)用. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 已錄用9 一類矩形域上生成保單調(diào)曲面的細(xì)分法. 浙大學(xué)學(xué)報(bào)理學(xué)版. 2003. Vol.30(5

23、). pp:506-50810 一種抗幾何變換的盲水印算法. 浙大學(xué)報(bào)工學(xué)版. 2004. Vol.38(2). pp:141-14411 基于圖像對比度數(shù)量映射的矢量場可視化算法. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2004. Vol.16(7). pp:1502-150512 A Virtual Reality Learning Environment based on VRML in Medical Education. Eurographics/ACM SIGGRAPH Workshop on Computer Graphics Education. 13 Robust 3D model waterma

24、rking against geometric transformation. CAD/CG'2003. Oct.29-31, Macao, pp:87-9214 基于參數(shù)自適應(yīng)區(qū)域生長的醫(yī)學(xué)圖像分割算法. 第五屆中國計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大會論文集. 9.2326, 2004，西安, pp:343-34515 有理張量積Bézier體的廣義離散. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(1). pp:18-2116 Medical Image Segmentation using Adaptive Region Growing. SPIE International Symposium on

25、Medical Imaging. (Be Accepted)17 New-Style Digital Hydrogovernor Based on Programmable Integrated Circuit. In Proceedings of the 4th International Conference on Frontiers of Design and Manufacturing. 2000.6. Hangzhou, China. pp:837-8426、預(yù)期研究結(jié)果及其利用研究結(jié)果的計(jì)劃和今后發(fā)展的思路預(yù)期研究成果：（1） 在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和高水平學(xué)術(shù)會議上發(fā)表一系列關(guān)于矢

26、量場可視化方面的論文，在矢量場特征提取算法、動(dòng)態(tài)矢量場可視化技術(shù)、大規(guī)模矢量場的特征提取和實(shí)時(shí)繪制方面的研究成果達(dá)到國際水平。（2） 在完成矢量場特征的定義和有效提取算法、多維矢量數(shù)據(jù)映射、動(dòng)態(tài)矢量場中的特征分析和實(shí)時(shí)繪制等關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一個(gè)基于特征可視化的交互性算法測試平臺，并實(shí)現(xiàn)對多種特征可視化算法的比較測試、評估、分析等操作。今后發(fā)展思路：將矢量場特征可視化技術(shù)的研究成果與本省的實(shí)際需求相結(jié)合，可以使我們的研究成果走出實(shí)驗(yàn)室，轉(zhuǎn)換為可以促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)。比如在汽車工業(yè)中，為了得到優(yōu)越的空氣動(dòng)力學(xué)性能，其產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)是一件非常重要的工作，其中，模擬空氣在車體外表面上的流

27、動(dòng)以及各種應(yīng)力的分析就需要用到矢量場可視化中的關(guān)鍵技術(shù)。在氣象分析中，矢量場可視化技術(shù)也在大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)和海洋洋流的模擬方面發(fā)揮著必不可少的作用；另外在大規(guī)模發(fā)電機(jī)組輪葉漿葉的外形設(shè)計(jì)和受力分析方面也同樣離不開矢量場可視化技術(shù)。在今后的工作發(fā)展中，我們計(jì)劃同對矢量場可視化技術(shù)有需求的企業(yè)以及氣象等部門合作，針對實(shí)際需求來開發(fā)我們的算法和系統(tǒng)，將研究成果運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，切實(shí)促進(jìn)我省的科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展。7、參考文獻(xiàn)1. Bauer02 Bauer D., Peikert R., Sato M., etc al. A case study in selective visualization of un

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