矢量场数据的可视化方法技术

本公开的实施例提供了一种矢量场数据的可视化方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括获取矢量场数据；将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据。以此方式，可以拓扑结构任意复杂的数据场，同时大幅提高了计算效率。算效率。算效率。

【技术实现步骤摘要】
矢量场数据的可视化方法


[0001]本公开的实施例一般涉及数据拓扑领域，并且更具体地，涉及一种矢量场数据的可视化方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]矢量是一种既有大小又有方向的量纲，矢量场的数据一般都具有复杂的拓扑关系和较高的维数，如温度、密度、压强等标量，速度、重力等矢量，还有涡流张力等张量。这些物理量往往定义在离散的不规则网格的结点、中心或表面上。根据空间数据处理的特点和可视化的基本技术，将矢量场数据的几何图形表示方法通常包括点场数据表示、线场数据表示和面场数据等。
[0003]但上述传统的矢量场数据的可视化只是针对较少数据量或较小范围数据内的可视化表现较好，针对大范围三维矢量场数据的情况，数据处理及可视化处理的时间会成几何倍的增加，无法满足实时可视化的需求。

技术实现思路

[0004]根据本公开的实施例，提供了一种矢量场数据的可视化方案。
[0005]在本公开的第一方面，提供了一种矢量场数据的可视化方法。该方法包括：
[0006]获取矢量场数据；
[0007]将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；
[0008]根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据。
[0009]进一步地，所述将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构包括：
[0010]通过数据组织方法将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；所述数据组织方法包括六面体体元或四面体体元的数据组织方法。
[0011]进一步地，所述根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据包括：
[0012]通过点图标法和/或矢量线法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于几何形状的映射，得到可视化的矢量和/或矢量场映射图；和/或
[0013]通过线积分卷积的方法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于纹理的映射，得到可视化的纹理映射图。
[0014]进一步地，所述通过线积分卷积的方法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于纹理的映射，得到可视化的纹理映射图包括：
[0015]根据所述矢量场数据的特征信息，生成纹理图像；
[0016]将所述预设形式的矢量场数据网格化，生成网格数据；所述网格数据包括n个网格
点，其中，每个网格点分别对应所述纹理图像的一个像素点；所述n为大于等于1的正整数；
[0017]根据所述网格点和所述像素点的对应关系，将所述纹理图像映射到所述网格数据上；
[0018]对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪，得到每个网格点的流线；
[0019]对所述每个网格点的流线进行卷积，得到与所述流线对应的像素点的颜色值；
[0020]生成可视化的纹理映射图。
[0021]进一步地，所述对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪包括：
[0022]对所述网格数据中的每个网格点，分别通过变长的四阶Runge
‑
Kutta方程进行流程跟踪。
[0023]进一步地，所述对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪，得到每个网格点的流线；对所述每个网格点的流线进行卷积，得到与所述流线对应的像素点的颜色值包括：
[0024]通过并行的方式对所述网格数据中的每个网格点进行流线跟踪，得到每个网格点的流线；
[0025]通过并行的方式对所述每个网格点的流线进行卷积，得到与所述流线对应的像素点的颜色值，生成可视化的纹理映射图。
[0026]进一步地，所述对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪，得到每个网格点的流线；对所述每个网格点的流线进行卷积，得到与所述流线对应的像素点的颜色值包括：
[0027]通过并行的方式分别对每个网格点进行流线跟踪和卷积，生成可视化的纹理映射图。
[0028]在本公开的第二方面，提供了一种矢量场数据的可视化装置。该装置包括：
[0029]获取模块，用于获取矢量场数据；
[0030]处理模块，用于将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；
[0031]显示模块，用于根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据。
[0032]在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
[0033]在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。
[0034]本申请实施例提供的矢量场数据的可视化方法，通过获取矢量场数据；将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据，实现了大范围三维矢量场的实时可视化，同时通过线积分卷积算法大幅提高了计算效率。
[0035]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或
重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0036]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0037]图1示出了根据本公开的实施例的矢量场数据的可视化方法的流程图；
[0038]图2示出了根据本公开的实施例的基于箭头的矢量映射图；
[0039]图3示出了根据本公开的实施例的基于流线的矢量场映射图；
[0040]图4示出了根据本公开的实施例的矢量场数据的可视化装置的方框图；
[0041]图5示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
[0042]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0043]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矢量场数据的可视化方法，其特征在于，包括：获取矢量场数据；将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构包括：通过数据组织方法将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；所述数据组织方法包括六面体体元或四面体体元的数据组织方法。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据包括：通过点图标法和/或矢量线法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于几何形状的映射，得到可视化的矢量和/或矢量场映射图；和/或通过线积分卷积的方法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于纹理的映射，得到可视化的纹理映射图。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过线积分卷积的方法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于纹理的映射，得到可视化的纹理映射图包括：根据所述矢量场数据的特征信息，生成纹理图像；将所述预设形式的矢量场数据网格化，生成网格数据；所述网格数据包括n个网格点，其中，每个网格点分别对应所述纹理图像的一个像素点；所述n为大于等于1的正整数；根据所述网格点和所述像素点的对应关系，将所述纹理图像映射到所述网格数据上；对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪，得到每个网格点的流线；对所述每个网格点的流线进行卷积，得到与所述流线对应的像素点的颜色值；生成可视化的纹理映射图。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王海强，杨晓冬，陆腾跃，
申请(专利权)人：北京道达天际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：