基于粒子系统的三维动态流场可视化研究

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三维动态流场可视化是反映真实环境动态变化的可视化技术。采用粒子系统进行的可视化,使用大量具有一定属性的简单图元来表达不定形的物体或者微粒集合,具有绘制效率高,资源消耗少等优点。  本文针对三维动态流场的特点,探讨了应用粒子系统进行三维动态流场可视化的相关问题。研究工作主要包括:  1.提出了一个用粒子系统进行三维动态流场可视化的方法,通过选择合适策略控制粒子的产生和消亡,以及用粒子的属性来反映流场场点的属性,达到以较少的粒子表达流场的主要特征的目的。  2.提出并实现了线性时间复杂度和空间复杂度的寻找粒子投放点的算法,该问题的数学实质是在无法直接获取顶点入边的前提下,在限制最大出度为1的有向图中找出所有入度为0的顶点、所有环路,以及每条最长路径的顶点权重和。  3.设计并实现了一个可扩展的使用粒子系统进行动态流场可视化的原型系统,探讨了其中的数据存储与表示、网络渐进传输与数据组织,分布式数据管理等问题,提出了相应的解决方案,使得系统能够流畅地运行在分布式网络环境下。
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