【摘要】：原位可視化是一種有效的解決PB、EB級(jí)超大規(guī)模科學(xué)模擬計(jì)算數(shù)據(jù)分析的途徑。原位可視化的關(guān)鍵在于原位預(yù)處理超大規(guī)模數(shù)據(jù),減少后續(xù)傳輸、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量,從而緩解存儲(chǔ)和I/O壓力。不同的可視化需求需要采用不同的原位處理方法,對(duì)于想要使用體繪制技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的工程,如何在原位將模擬計(jì)算程序同體繪制算法有機(jī)的結(jié)合以及如何實(shí)現(xiàn)多樣的可視化交互是原位體繪制的兩個(gè)難點(diǎn)。本文首先實(shí)現(xiàn)了一種基于體深度圖像的原位體繪制的算法。該算法分兩步,首先在原位計(jì)算節(jié)點(diǎn)改造了光線投射方法,將每條射線上顏色值相近的區(qū)域合并為一個(gè)超級(jí)片段,生成一個(gè)保存了深度和顏色信息的中間數(shù)據(jù),稱為體深度圖像。而后在繪制節(jié)點(diǎn),將體深度圖像中的各個(gè)超級(jí)片段緊密擴(kuò)展成平截錐體,進(jìn)行顏色混合繪制,達(dá)到體繪制的效果。該算法可以成功減少計(jì)算節(jié)點(diǎn)至繪制節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量,并且在繪制節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、視點(diǎn)可交互的可視化效果。其次,本文結(jié)合基于體深度圖像的原位體繪制算法,給出評(píng)估算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。隨后給出不同參數(shù)組下體深度圖像的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),包括:體深度圖像的生成時(shí)間、體深度圖像的數(shù)據(jù)壓縮率以及使用體深度圖像進(jìn)行繪制的質(zhì)量。在分析體深度圖像生成算法后,確定影響上述評(píng)估值的關(guān)鍵參數(shù)組:體深度圖像的尺寸、生成體深度圖像時(shí)的采樣間隔以及判斷顏色是否相似的閾值。最后,本文提出了一個(gè)原位體深度圖像參數(shù)組的尋優(yōu)框架,用于基于體深度圖像的原位體繪制算法運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)參數(shù)設(shè)置。在給出一套綜合、可調(diào)控的判斷體深度圖像參數(shù)組優(yōu)劣的評(píng)估體系后,嘗試使用粒子群算法和遺傳算法來(lái)加速參數(shù)的尋優(yōu)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)表明,該方法可以快速的找到符合需求的、高精度的最優(yōu)參數(shù)組,其中基于粒子群的參數(shù)尋優(yōu)算法在速度上比簡(jiǎn)單的遍歷搜索方法可以快一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
【圖文】：

的吸收和發(fā)射模型，利用不透明度值來(lái)將每條射線上各采樣點(diǎn)的顏色值由前向后逡逑或由后向前的加以整合，最終得到射線相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的顏色值，從而在屏幕空逡逑間中得到體繪制效果的圖像。光線投射算法的示意圖如下圖２．２：邐＊逡逑像素點(diǎn)邐Ｉ邐邐逡逑——＠——◎邐逡逑視占逡逑采樣點(diǎn)逡逑^隳豢占溴穩(wěn)迨蒎義賢跡玻補(bǔ)庀咄渡浠ㄊ疽饌煎義瞎庀咄渡淥惴ㄍ枷裰柿扛叩墓丶糠質(zhì)茄刈派湎嘰憂巴蠡蛘嘰雍笸暗膩義險(xiǎn)廈籽�，灾q瞎討校簧湎咭幌盜脅裳愕難丈底鈧杖諍銜桓鲅斟義仙道創(chuàng)硐嚶ο袼氐愕難丈�。磻n巴蟮暮銑曬餃縵攏哄義希幔誨澹藉澹ǎ卞澹澹幔歟輳╁澹澹幔簀澹喂劍ǎ玻保╁義希藉澹ǎ卞濉澹祝輳椋╁澹澹茫赍澹澹茫郟擼赍喂劍ǎ玻玻╁義掀渲校�，Ｃ｜和ｃｑ分冰樃`詰冢楦霾裳愕難丈島筒煌該鞫戎擔(dān)唬茫ê停悖闔硎廄板義希保插義

本文編號(hào)：2588683