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《中国科学院研究生院(计算技术研究所)》 1999年
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三维数据场并行体绘制技术及可视化系统的研究与实现

任继成  
【摘要】:数据场可视化技术是计算机图形学研究领域中最热门的课题之一,它为洞察大规模三维数据内含信息提供了直观有效的手段,在医学、气象、计算流体力学等领域有着重要的应用价值。本文首先介绍了可视化技术和并行图形生成的基本概念与方法,综述了并行体绘制技术的当前最新研究进展,针对三维数据场的并行体绘制技术及可视化系统进行了研究,提出并实现了以下算法,并完成了部分可视化的实际应用工作。 1.提出了基于动态数据分布的并行体绘制算法,利用广播通讯线路,使数据重分布与绘制并行执行,在保持原算法效率的基础上,大大降低了存储空间。改进的任务分配方法避免了结点机之间的负载不平衡和流水线作业的积压。 2.依据Cache相关存储器模型,实现了一个分布式共享体数据缓冲区(DSVB),提出了基于光线束的分布式并行混合光线跟踪算法,利用光线跟踪过程中的相关性,改善了Cache的效率;提出了一个基于最近加载队列的动态负载平衡方法,提高了处理机的利用率;并提出了基于数据页的空间数据结构和光线与体数据求交的优化方法,减少了远程数据的访问。 3.提出了一个分布式计算环境下的非规则数据场并行体绘制算法,采用静态数据分布,避免了绘制过程中数据的重分布;优化的图象合成方法,避免了通讯相对集中造成的网络阻塞,并使图象合成与绘制并行执行,提高了算法的并行性;采用静态与动态相结合的负载平衡策略和任务预分配策略,提高了处理机的利用率。 4.提出了一个非规则数据场粒子跟踪算法,运用了启发式搜索方法,能够在整个数据场中快速定位种子点,并能十分方便地插值计算出该点的数据值。本文还给出了基于粒子跟踪算法的非规则数据场体绘制算法。 5.提出了基于粒子的非稳定数据场动态可视化方法,采用了先进行粒
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(计算技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1999
【分类号】:TP391.41

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