四面体网格化的粒子数据特征可视化-计算机辅助设计与图形学学报.PDF

第29 卷 第 1 期 计算机辅助设计与图形学学报 Vol. 29 No.1 2017 年 1 月 Journal of Computer-Aided Design Computer Graphics Jan. 2017 四面体网格化的粒子数据特征可视化 1,2) 1)* 1) 1,2) 李 观 , 单桂华 , 高 阳 , 刘 俊 1) ( 中国科学院计算机网络信息中心 北京 100190) 2) ( 中国科学院大学 北京 100049) (sgh@sccas.cn) : 天文粒子数据的可视化对科学家研究宇宙的结构和演化的过程有非常大的帮助, 特别是借助于时序可视化 可以表现复杂的结构特征, 是其他方法无法达到的. 文中分析了现有的粒子绘制方式, 提出了一种优化的四面体网 格粒子绘制算法. 算法在数据处理阶段, 按粒子编号切分成 N 个数据片, 同时计算不同时刻同一粒子运动状态标记 量; 在组建四面体阶段, 根据周期性边界条件和粒子的运动状态, 将粒子数据组成四面体网格; 保持不同时刻四面 体的组成粒子不变, 然后对这些四面体进行投影和绘制. 文中算法内存占用小并且适合并行化处理. 通过实验, 将可 视化结果与粒子投影的绘制算法对比, 证明文中算法在展现宇宙的结构特征上有很大的优势, 并且使宇宙的纤维结 构更加连贯完整. : 大规模粒子数据; 特征可视化; 四面体网格; 暗物质可视化 : TP391.41 Feature Visualization of Particle Data with Tetrahedral Mesh Li Guan1,2), Shan Guihua1)*, Gao Yang1) , and Liu Jun1,2) 1) (Computer Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190) 2) ( University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049) Abstract: Visualization of astronomical particle data could greatly help the scientists to understand the struc- ture and evolution of the universe. Temporal data visualization can show complex structural features in the process of simulation, which can’t be achieved by other methods. In this paper, we analyze the existing particle rendering methods, and propose an optimal method based on the tetrahedral mesh. In the data processing stage of the optimal method, we divided the particles to N slices according to the particle ID, and at the same time, we calculate the movement state of the same particle at different times.