為了提升材料空洞演化的可視化效果,提出一種基于數(shù)據(jù)特征的自適應(yīng)顏色映射方法。首先,在CIELAB顏色空間中選取若干控制點,形成初始顏色路徑;然后,考慮數(shù)據(jù)特征值占比,根據(jù)色差均勻、亮度一致性等約束條件來優(yōu)化控制點的位置,調(diào)整顏色路徑,以滿足控制點自適應(yīng)跟隨數(shù)據(jù)的要求;最后,通過均衡化算法來重映射感知差異總和的分布,優(yōu)化顏色映射的感知均勻性來形成最終顏色映射圖。實驗結(jié)果表明,與以往僅考慮顏色空間、忽略數(shù)據(jù)多樣性的傳統(tǒng)顏色映射方法相比,所提方法充分考慮顏色配比、控制點個數(shù)、自適應(yīng)因素,提升了可視化結(jié)果的特征可辨識性,并且保證了空洞演化可視化結(jié)果的感知均勻性,提高了可視化結(jié)果的準確性,縮減了觀測有效信息所需時長。 

【文章來源】：計算機應(yīng)用. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

感知均勻的評估結(jié)果

明確區(qū)域分布是用戶分析空洞形成原因的必要條件�？斩囱莼瘏^(qū)域有基體域、基體-空洞擴散域、空洞域，其中擴散區(qū)域根據(jù)數(shù)據(jù)特征值（基體-空洞轉(zhuǎn)換臨界值）被細分為基體-基體臨界域、基體-空洞過渡域、空洞-空洞臨界域。面對多個區(qū)域，為每一個區(qū)域匹配唯一的顏色序列段，以區(qū)分其他區(qū)域，是明確區(qū)域分布的理想方法。一個顏色序列段由控制點間多個顏色值組成，控制點數(shù)量決定顏色序列段個數(shù)[6]。然而，傳統(tǒng)顏色映射工作追求普適性，弱化了應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，無法將生成的顏色序列段與空洞演化中包含的區(qū)域相匹配[7]。一方面，傳統(tǒng)顏色映射工作中，控制點個數(shù)的選擇缺乏依據(jù)。例如，圖1(a）中擴散域內(nèi)可辨別的區(qū)域總量（5個）多于實際擴散域內(nèi)包含的區(qū)域個數(shù)（3個）�？刂泣c個數(shù)多于實際所需，使得可視化結(jié)果中產(chǎn)生虛假區(qū)域分布。另一方面，由于控制點位置固定，傳統(tǒng)顏色映射方法較難適應(yīng)空洞演化可視化的多樣性要求�？斩囱莼梢暬鄻有允遣煌R界值下，空洞形貌、區(qū)域分布的多樣性。控制點位置固定，導(dǎo)致構(gòu)成的顏色路徑具有唯一性，與多樣性存在矛盾。保持空洞演化全空間頻率特征的感知均勻，能夠避免區(qū)域邊界被模糊，同時有效防止各區(qū)域內(nèi)部出現(xiàn)異常顏色特征。空洞演化的全空間頻率特征由兩部分構(gòu)成，分別是數(shù)據(jù)平穩(wěn)過渡的低空間頻率特征和數(shù)據(jù)突變的高空間頻率特征。感知均勻指的是顏色空間中兩種顏色的歐氏距離與人類對顏色的感知差異一致[8]。傳統(tǒng)顏色映射方法基于不同的顏色空間，僅能保證部分空間頻率特征的感知均勻。例如，基于RGB(Red,Green,Blue）顏色空間的顏色映射方法，因所屬顏色空間中某段顏色路徑歐氏距離遠小于實際色差，導(dǎo)致低空間頻率特征的感知不均勻，從而造成該特征域內(nèi)出現(xiàn)局部高對比度，呈現(xiàn)異常顏色特征[9]（如圖1(a））；基于CIELAB顏色空間的顏色映射方法，因所屬顏色空間中某段顏色路徑歐氏距離遠大于實際色差，導(dǎo)致高空間頻率特征的感知不均勻[10]，易在該特征域內(nèi)形成局部低對比度，從而模糊區(qū)域邊界[11]（如圖1(b））。文獻[12]通過研究空間頻率對顏色差異的影響，提出亮度是控制高空間頻率下感知均勻的關(guān)鍵因素。因此本文引入亮度一致性，結(jié)合CIELAB空間，較好地保證了全空間頻率的感知均勻。

本文以兩相空洞演化模型為例，按圖2(b）相場變量與x的曲線關(guān)系，選取?作為相場變量，區(qū)分基體相和空洞相。圖1即為使用相場法建立的演化模型的可視化結(jié)果。2 自適應(yīng)顏色映射

【參考文獻】：
期刊論文
[1]核燃料裂變氣體輻照腫脹的相場模擬與分析[J]. 丁雪健,黃灝,霍永忠.  力學(xué)季刊. 2015(04)
[2]直拉硅單晶中雙空洞長大動力學(xué)的相場模擬[J]. 關(guān)小軍,王進,張向宇,曾慶凱.  人工晶體學(xué)報. 2015(05)



本文編號：3129052