地学可视化复习汇编.docxVIP

1、科学计算可视化：通过研制计算机工具、技术和系统，把实验或数值计算获得的大量抽象数据转换为人的视觉可以直接感受的计算机图形图像，从而可进行数据探索和分析，是帮助科学家理解信息的计算方法。 2、地学可视化：是将科学计算可视化应用于地球科学观察，对地学实验数据以及模型计算数据进行图形表达、显示和分析，以便于探索地学规律。 3、颜色模型： （1） 面向硬件的颜色模型： RGB模型（加色） （灰色的RGB值） CMY模型（Cyan青、Magenta品红、Yellow黄）（减色） （2） 面向用户的颜色模型 HSV模型H(Hue)色彩，S(Saturation)饱和度，V(Value)明度 4、视觉通道：大脑接受外部世界视觉信息的通道、 定性：什么，哪里定量：多少、大小、先后 5、地学可视化基本方法 （1） 颜色映射法：适用于2D/3D标量场及2D/3D实体的可视化。先建立一张数值转换为颜色的颜色映射表，然后再将标量场或实体的属性值转化为颜色表的索引值 （2） 等值线提取法：适用于2D标量场的三维可视化。根据设定的阈值在2D标量场数据中寻找等值点，将所有的等值点连成一个封边的曲线 （3） 高度映射法：适用于2D标量场及时空数据的三维可视化。将二维标量场中的值或时空数据的时间信息转换为二维平面坐标上的高度信息再加以显示。 （4） 等值面提取法：适用于3D标量场的三维可视化。 根据设定的阈值在3D标量场数据的三维空间中寻找所有等值点，将所有的等值点连成一个封边的曲面 （5） 直接体绘制法：适用于3D标量场及真3D实体模型的三维可视化采用光线贡献积分模型，直接计算三维空间采样点对结果图像的贡献，以揭示可视化目标的内部结构。 （6） 间接体绘制法：适用于3D实体及3D标量场的三维可视化。 通过构建中间几何图元实现三维数据的可视化 （7） 真实感三维图形绘制法：几乎贯穿于所有三维可视化方法中，尤其是数字城市、虚拟现实等的三维可视化。围绕可视化对象的体特征和质特征，利用消隐、光照模型、明暗处理、纹理处理等技术对目标对象进行可视化，使得可视化结果与真实世界的物体想媲美。 · 体特征：投影变形、空间遮挡、阴影等要素。 · 质特征：物体表面材质的光反射、折射、光学强度及属性内容 构造三维场景的几何描述。(造型) 投影转换为二维透视图。(投影) 确定可见面。(消隐) 计算可见面的颜色。(光照) OpenGL中怎么生成真实感三维图形 6、光照模型：当光照射到物体表面时，光线可能被吸收、反射和透射。被物体吸收的部分转化为热，反射、透射的光进入人的视觉系统，使我们能看见物体。为模拟这一现象，需要建立一些数学模型来替代复杂的物理模型，这些模型就称为明暗效应模型或者光照(明)模型。 光照模型分类： （1）局部光照模型：假定物体是不透明的，只考虑光源的直接照射，而将光在物体之间的传播效果笼统地模拟为环境光。 （2）整体光照模型：可以处理物体之间光照的相互作用的模型称为整体光照模型 局部光照模型： 局部光照模型模拟物体表面的对光的反射作用。 物体被定义为不透明物体，只考虑物体对直接光的反射，物体间的光反射作用采用环境光来表示。 光源被定义为点光源,反射分为镜面反射(Specular Reflection)和漫反射(Diffuse Reflection) 典型代表：Phong光照模型 整体光照模型： 从视点观察到的物体A表面的亮度来源于三方面的贡献： （1）光源直接照射到A的表面，然后被反射到人眼中的光产生的。 （2）光源或其它物体的光经A物体折射到人眼中的光产生的。 （3）物体B的表面将光反射到物体A的表面，再经物体A的表面反射到人眼中产生的。 局部光照模型仅考虑了（1） ｐｈｏｎｇ光照模型： 由物体表面上一点P反射到视点的光强I为环境光的反射光强Ie、理想漫反射光强Id、和镜面反射光Is的总和。 环境光：在空间中近似均匀分布，即在任何位置、任何方向上强度一样,记为Ia 环境光反射系数Ka：在分布均匀的环境光照射下，不同物体表面所呈现的亮度未必相同，因为它们的环境光反射系数不同 Is为镜面反射光强 Ip 点光源的亮度 Ks是与物体有关的镜面反射系数。 n为镜面反射指数 ｐｈｏｎｇ存在的问题： 显示出的物体（如塑料）没有质感 环境光是常量，没有考虑物体之间相互的反射光 镜面反射的颜色是光源颜色，与物体的材料无关 镜面反射的计算在入射角很大时会产生失真 7、三维数据模型分类： TIN模型：用连续但不重叠的不规则三角网，来描述三维物体的表面； Grid模型：采用规则的网格来描述三维物体表面。 等高线模型：采用等值线来描述三维物体表面 边界表示模型（B-Rep）: 一个实体可以通过它的面的集合来表示，而每一个面又可以用边来描述，边通过点表示，点