本发明专利技术公开了一种高炉软熔带温度场数据可视化方法及系统，通过获取离线的高炉软熔带温度场数据，并对高炉软熔带温度场数据进行预处理，创建用于组织高炉软熔带温度场数据的三维纹理对象，对三维纹理对象中的像素进行填充和插值以及对填充和插值后的三维纹理对象进行采样得到颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上，解决了难以全面、直观地展示高炉软熔带温度场数据的问题，实现了对高炉软熔带温度场分布的三维可视化，具有直观性、全面性、易操作性等特点。等特点。等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种高炉软熔带温度场数据可视化方法及系统
[0001]本专利技术主要涉及工业数据可视化领域，特指一种高炉软熔带温度场数据可视化方法及系统。
技术介绍
[0002]高炉软熔带是指在高炉内部，炉料从开始软化到滴落的区域。软熔带内发生的反应主要是矿石的软化与初渣的形成。由于固相反应形成的低熔点化合物进一步加热后开始软化，同时由于液相的出现改善了矿石与焦炭或熔剂的接触条件，当炉料继续下降和升温，液相不断增加，最终软化熔融形成流动状态。矿石的软化到熔融流动是造渣过程中对高炉行程影响较大的一个环节，如矿石的预还原、生铁的含硅量、煤气利用、炉缸温度与活跃程度以及对炉衬的维护等。矿石的开始软化温度和软熔温度区间在很大程度上决定了软熔带在高炉垂直方向的位置和软熔层的厚度。而炉内温度场的分布则影响着软熔带的形状，即温度高的地方软熔带位置高，温度低的地方软熔带位置低。而高炉软熔带的形状与位置是决定高炉煤气流稳定运行的关键，是高炉上、下部调剂手段的综合体现。因此，研究高炉软熔带温度场数据可视化方法，对于高炉取得优异经济技术的重要指标，使得高炉生产达到优质、高产、低耗的保证具有重要意义。
[0003]专利公开号CN 1111563957 A专利技术专利提出了一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法。其三维温度场的可视化原理是将一张二维纹理映射到三维几何模型上，其采用的纹理在本质上依然只能体现二维的温度信息，存在第三维温度信息缺失的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供的高炉软熔带温度场数据可视化方法及系统，解决了现有高炉软熔带温度场数据显示不全面不直观的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的高炉软熔带温度场数据可视化方法包括：
[0006]获取离线的高炉软熔带温度场数据，并对高炉软熔带温度场数据进行预处理；
[0007]基于高炉软熔带温度场数据，创建用于组织高炉软熔带温度场数据的三维纹理对象；
[0008]基于预处理后的高炉软熔带温度场数据，对三维纹理对象中的像素进行填充和插值；
[0009]对填充和插值后的三维纹理对象进行采样得到颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上。
[0010]进一步地，基于高炉软熔带温度场数据，创建用于组织高炉软熔带温度场数据的三维纹理对象包括：
[0011]根据高炉软熔带温度场数据的数据量和精度要求，确定三维纹理对象的尺寸；
[0012]根据清晰度要求和内存占用限制，确定三维纹理对象的存储格式；
[0013]根据三维纹理对象的尺寸和存储格式，创建三维纹理对象，并对三维纹理对象进行初始化。
[0014]进一步地，基于预处理后的高炉软熔带温度场数据，对三维纹理对象中的像素进行填充和插值包括：
[0015]将预处理后的高炉软熔带温度场数据中的高炉软熔带温度场的径向距离和轴向距离映射至三维纹理对象的像素坐标系；
[0016]将预处理后的高炉软熔带温度场数据中的高炉软熔带温度场的温度值映射至HSV颜色空间，并将HSV颜色空间转换为RGB颜色空间；
[0017]用Bresenham算法在高炉软熔带温度场的轴向距离对应的二维平面上绘制圆，其中圆的圆心为二维平面的中心，半径为像素坐标系下的高炉软熔带温度场的径向距离，像素坐标系中像素点的颜色为RGB颜色空间下的高炉软熔带温度场的温度值；
[0018]对相邻两个圆环之间的颜色进行填充和插值。
[0019]进一步地，将预处理后的高炉软熔带温度场数据中的高炉软熔带温度场的温度值映射至HSV颜色空间包括：
[0020]自定义颜色按蓝—绿—黄—红变化，绘制色调H的取值范围为240
°
～0
°
，令饱和度S＝1，透明度V＝1，则归一化后的高炉软熔带温度场的温度值与HSV颜色空间的映射关系为：
[0021][0022]其中T
normalized
表示归一化处理后的高炉软熔带温度场的温度值。
[0023]进一步地，对填充和插值后的三维纹理对象进行采样得到颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上包括：
[0024]对填充和插值后的三维纹理对象进行降采样，获得低分辨率三维纹理；
[0025]对低分辨率三维纹理采样，获得光线的预期颜色值；
[0026]基于光线的预期颜色值，采用光线投射方法对填充和插值后的三维纹理对象进行采样，获得颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上。
[0027]进一步地，基于光线的预期颜色值，采用光线投射方法对填充和插值后的三维纹理对象进行采样，获得颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上包括：
[0028]判断光线当前的混合累加颜色值的A通道是否大于或等于预设A通道阈值，若否，则继续采样，直至A通道大于等于预设A通道阈值，或当前采样点坐标不在预设的采样点坐标范围内，或光线当前累计采样次数超过预设的每条光线最大采样次数，若是，则记录当前采样点，并判断光线当前的混合累加颜色值是否等于光线的预期颜色值，若等于，则结束光线的光线投射，并将光线当前的混合累加颜色值显示在光线对应的屏幕图像像素上，若小于，则从当前采样点继续前进并取下一个采样点，并判断下一个采样点的混合累加颜色值是否等于光线的预期颜色值，若大于，则从当前采样点反向前进并取上一个采样点，并判断上一个采样点的混合累加颜色值是否等于光线的预期颜色值，依此循环，直至光线当前的混合累加颜色值等于光线的预期颜色值；
[0029]将光线当前的混合累加颜色值等于光线的预期颜色值时的混合累加颜色值显示在光线对应的屏幕图像像素上。
[0030]本专利技术提供的高炉软熔带温度场数据可视化系统包括：
[0031]存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本专利技术提供的高炉软熔带温度场数据可视化方法的步骤。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0033]本专利技术提供的高炉软熔带温度场数据可视化方法及系统，通过获取离线的高炉软熔带温度场数据，并对高炉软熔带温度场数据进行预处理，基于高炉软熔带温度场数据，创建用于组织高炉软熔带温度场数据的三维纹理对象，基于预处理后的高炉软熔带温度场数据，对三维纹理对象中的像素进行填充和插值以及对填充和插值后的三维纹理对象进行采样得到颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上，解决了难以全面、直观地展示高炉软熔带温度场数据的问题，实现了对高炉软熔带温度场分布的三维可视化，具有直观性、全面性、易操作性等特点。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例一的高炉软熔带温度场数据可视化方法的流程图；
[0035]图2为本专利技术实施例二的高炉软熔带温度场数据可视化方法的流程图；
[0036]图3为本专利技术实施例二的高炉软熔带温度场离线数据在高炉软熔带温度场中的位置的示意图；
[0037]图4为本专利技术实施例二的圆像素的预留方式的示意图；
[0038]图5为本专利技术实施例二的Bresenh本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高炉软熔带温度场数据可视化方法，其特征在于，所述方法包括：获取离线的高炉软熔带温度场数据，并对所述高炉软熔带温度场数据进行预处理；基于所述高炉软熔带温度场数据，创建用于组织高炉软熔带温度场数据的三维纹理对象；基于预处理后的高炉软熔带温度场数据，对所述三维纹理对象中的像素进行填充和插值；对填充和插值后的三维纹理对象进行采样得到颜色值，并将颜色值显示在屏幕图像上。2.根据权利要求1所述的高炉软熔带温度场数据可视化方法，其特征在于，基于所述高炉软熔带温度场数据，创建用于组织高炉软熔带温度场数据的三维纹理对象包括：根据所述高炉软熔带温度场数据的数据量和精度要求，确定三维纹理对象的尺寸；根据清晰度要求和内存占用限制，确定三维纹理对象的存储格式；根据所述三维纹理对象的尺寸和存储格式，创建三维纹理对象，并对所述三维纹理对象进行初始化。3.根据权利要求2所述的高炉软熔带温度场数据可视化方法，其特征在于，基于预处理后的高炉软熔带温度场数据，对所述三维纹理对象中的像素进行填充和插值包括：将预处理后的高炉软熔带温度场数据中的高炉软熔带温度场的径向距离和轴向距离映射至所述三维纹理对象的像素坐标系；将预处理后的高炉软熔带温度场数据中的高炉软熔带温度场的温度值映射至HSV颜色空间，并将HSV颜色空间转换为RGB颜色空间；用Bresenham算法在高炉软熔带温度场的轴向距离对应的二维平面上绘制圆，其中圆的圆心为所述二维平面的中心，半径为像素坐标系下的高炉软熔带温度场的径向距离，像素坐标系中像素点的颜色为RGB颜色空间下的高炉软熔带温度场的温度值；对相邻两个圆环之间的颜色进行填充和插值。4.根据权利要求3所述的高炉软熔带温度场数据可视化方法，其特征在于，将预处理后的高炉软熔带温度场数据中的高炉软熔带温度场的温度值映射至HSV颜色空间包括：自定义颜色按蓝—绿—黄—红变化，绘制色调H的取值范围为240
°
～0
°
，令饱和度S＝1，透明度V＝1，则归一化后的高炉软熔带温度场的温度值与HSV颜色...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋朝辉，周承越，刘金狮，桂卫华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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