自然景觀的可視化模擬研究中,云的可視化是當(dāng)今氣象領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和研究難點(diǎn)。自然云的生成和消散是能量轉(zhuǎn)換和大氣物理狀態(tài)變化造成的,云的變化對(duì)于大氣變化過(guò)程具有重要的解讀作用。云的可視化在氣象服務(wù)、戶外場(chǎng)景仿真、電影特效等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,根據(jù)真實(shí)的氣象數(shù)據(jù)去繪制渲染云,能在傳遞真實(shí)天氣狀況的同時(shí)輔助氣象工作者的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作。因此,近年來(lái)基于氣象數(shù)據(jù)的真實(shí)云的可視化研究得到大量的關(guān)注。目前,三維云的研究主要在數(shù)據(jù)預(yù)處理和繪制這兩個(gè)方面。本文基于大規(guī)模海量數(shù)據(jù)的多分辨率三維云可視化,分別對(duì)模擬云的預(yù)處理以及繪制方法提出改進(jìn),在保證繪制質(zhì)量的同時(shí),提高繪制速度。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）在云的預(yù)處理壓縮方面,針對(duì)三維云仿真中大規(guī)模海量數(shù)據(jù)導(dǎo)致的圖形硬件存儲(chǔ)空間受限,無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)性等問(wèn)題,提出了基于變異系數(shù)的統(tǒng)一劃分?jǐn)?shù)據(jù)壓縮方法。該方法依據(jù)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)紊亂程度對(duì)其進(jìn)行重要性劃分,保留重要的數(shù)據(jù),適當(dāng)?shù)販p少不重要的數(shù)據(jù)。通過(guò)Haar小波變換和分類矢量量化的方法對(duì)劃分好的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行矢量量化壓縮,然后在GPU中實(shí)現(xiàn)解壓縮與繪制同步進(jìn)行的繪制策略,在保證圖像逼真度的同時(shí),提高了繪制效率。（2）在云的繪制... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同壓縮方法下的繪制結(jié)果

(c) 本文方法圖 3-7 不同壓縮方法下的繪制結(jié)果將壓縮前后的云數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制，繪制的結(jié)果如圖 3-8 所示，圖 3-8(a)是數(shù)據(jù)壓縮前進(jìn)行體繪制的繪制結(jié)果，圖 3-8(b)是數(shù)據(jù)壓縮后進(jìn)行體繪制的繪制結(jié)果。從成像效果看，圖 3-8(b)相比圖 3-8(a)失真較小，圖 3-8(b)中云形態(tài)特征保存良好，細(xì)節(jié)部分突出，層次鮮明，滿足三維云可視化的要求。

算法 利用有效的體素進(jìn)行合成操作，圖像質(zhì)量高不用投射光線，用有效體素進(jìn)行投射，速度較快只保存有存開銷小形法 用二維采樣代替三維采樣，進(jìn)行錯(cuò)切變形，圖像質(zhì)量中等結(jié)合前兩種算法的優(yōu)點(diǎn)，從三維變化到二維，采樣計(jì)算量小，速度快用二維空數(shù)據(jù)，內(nèi)映射法 由體數(shù)據(jù)生成三維紋理，然后進(jìn)行采樣映射，圖像質(zhì)量高利用硬件進(jìn)行工作，速度更快采樣計(jì)算現(xiàn)，內(nèi)存-1 中可以看出體繪制算法中光線投射算法繪制的圖像質(zhì)量最高，法投射光線數(shù)目多，計(jì)算采樣點(diǎn)的工作量巨大，使得內(nèi)存開銷大光線投射算法，提出了視點(diǎn)相關(guān)光線投射算法。線投射算法的實(shí)現(xiàn)射算法的基本思想

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3614204