AVS/Express平臺(tái)三維可視化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

    兩種方式均由isosurface模塊來實(shí)現(xiàn)，不同之處在于體視化要使用volume render模塊進(jìn)行邊緣的虛化，下面重點(diǎn)進(jìn)行介紹。
體視化只能處理數(shù)據(jù)為均勻網(wǎng)格，數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型（byte）或短整型（short int）。首先要將云量的數(shù)據(jù)類型由浮點(diǎn)型（float）轉(zhuǎn)換成字節(jié)型，定義比例因子。云量體視化開發(fā)中使用的主要模塊說明如下：
    data_math模塊用于進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，與Dvreadfield相連，data_math模塊根據(jù)讀入的云量數(shù)據(jù)計(jì)算讀入數(shù)據(jù)最小值（min）和讀入數(shù)據(jù)最大值（max）；按照計(jì)算公式255/(max-min)計(jì)算比例因子（scale），再按照計(jì)算出的比例因子將讀入的云量數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為字節(jié)型，進(jìn)行云量體視化顯示。
    volume_render模塊可以直接展示三維體數(shù)據(jù)，可以使用BTF（硬件方式）或者光線跟蹤（軟件方式）的體視化模式。當(dāng)體視化的方式被激活，它可以支持體積和幾何學(xué)的混合顯示。這個(gè)模塊通過它相對(duì)應(yīng)的面板，提供一個(gè)非常便于使用的操作界面。該控制面板包含圖形顯示工具箱界面，體模式和數(shù)據(jù)圖的算法成分。這些控制是體視化模塊中最普通的使用特征，通過它們可以輕松的對(duì)該模塊進(jìn)行控制。本課題采用BTF方式，精度差一些，但是顯示速度比使用軟件方式快。
    我們使用volume_render模塊來將轉(zhuǎn)換后的體數(shù)據(jù)進(jìn)行體視化顯示。體視化模塊用三維紋理映射合成體數(shù)據(jù)中的斷層面，以便幾何顯示器進(jìn)行顯示，下圖為體視化顯示。
    幾何顯示器模塊(Uviewer3D模塊)定義了一個(gè)圖形應(yīng)用顯示組件的所有必要成分。它是一個(gè)高級(jí)的應(yīng)用程序?qū)ο螅渲邪嗽S多其他較低級(jí)別的對(duì)象。
    幾何顯示器模塊含有一個(gè)默認(rèn)的圖形窗口和用戶界面編輯器。通過它使用者能夠控制相關(guān)對(duì)象的顯示。一個(gè)圖形的處理僅僅對(duì)應(yīng)一個(gè)單一的幾何顯示器模塊。但是我們可以使用顯示編輯面板來增加額外的圖形窗口，從而通過多個(gè)顯示圖形窗口來觀察被顯示的對(duì)象。幾何顯示器模塊包含“屏幕”(Scene)，“屏幕選擇器”(Scene Selector)，“屏幕編輯器”(Scene Editor)。
    “屏幕”定義一個(gè)最高層次的數(shù)據(jù)對(duì)象(Top)，其下可以包含許多子對(duì)象。Top對(duì)象屬性的任何改動(dòng)都可能傳遞給其下面的子對(duì)象，從而可對(duì)整個(gè)對(duì)象層次進(jìn)行統(tǒng)一處理。
    在“屏幕選擇器”中，我們可以選擇當(dāng)前屏幕并把該屏幕的顯示圖像進(jìn)行編輯處理。“屏幕編輯器”定義了一些相關(guān)工具欄，允許用鼠標(biāo)對(duì)顯示圖像進(jìn)行交互處理，例如重新設(shè)置圖像的屬性，使圖像規(guī)一化等等。
“屏幕編輯器”提供了一整套編輯面板，比如光線編輯、照相機(jī)編輯、顏色映射編輯等等，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示圖像的后期處理，以達(dá)到滿意的效果。
    （2）風(fēng)場數(shù)據(jù)可視化過程