多分辨率三维数据可视化方法研究

摘要

应用于体绘制算法实现的三维地震数据体一般都比较庞大。在光线投射算法的实现过程中，垂直于光线投射方向的数据切片上，存在着多个数据映射到同一个像素点的情况，无法直接显示。本文第一个实验中，使用小波对三维数据体分解。通过做多次小波分解将原数据体抽稀，直到分解后的数据体与像素点的映射比接近1，然后进行基于光线投射算法的三维数据体显示。小波分解理论，不仅能够使得分解后的数据体仍然包含原数据体的主要信息，而且还能除掉原数据体的噪声信息。此实验也有效的印证了此方法的可行性和有效性。
　　 本文根据计算机图形学中的LOD(细节层次)原理，将原始数据用小波变换进行尺度分解。根据需要的显示比例，用相应精度的数据进行可视化计算。既能有效减小计算量，提高计算速度，又能保留该精度下的主要信息。本文第二个实验实现了三维地震数据体的多分辨率可视化系统。该系统能够查看不同分辨率下的三维地震数据体显示。当需要查看某块区域的具体细节时，可以通过提高精度来查看该区域的细节信息;当需要查看地质层的整体轮廓框架而不太需要非常关注细节时，降低显示精度，使得研究对象转移到整体，查看整体框架信息。上述思路的实现，不仅能够提供一个三维数据体的可视化平台，同时也能够调节精度，观察可视化图像的不同精度层次的地质层信息。对于地质的勘察研究和分析具有重要意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 课题研究现状

1．2．1 科学计算可视化

1．2．2 多分辨率小波分解

1．3 论文主要工作

1．4 本文安排

2 三维数据体可视化

2．1 三维数据

2．1．1 三维数据的数据类型

2．1．2 三维地震数据体

2．2 体绘制原理与可视化流程

2．3 直接体绘制几个要点

2．3．1 重采样

2．3．2 体素可见性优先级

2．3．3 伪彩化和透明度

2．4 光线投射算法

2．4．1 光学模型的选择

2．4．2 光线投射算法的空间模型

2．4．3 光线投射算法流程

2．5 其他体绘制方法

2．5．1 足迹法

2．5．2 错切-变形体绘制方法

2．5．3 几种体绘制方法优缺点

2．6 三维数据可视化实验

3 小波分析

3．1 引论

3．2 小波变换

3．3 常用小波函数

3．3．1 Haar小波

3．3．2 Mexican Hat小波

3．3．3 Morlet小波

3．3．4 Daubechies(DbN)小波族

3．3．5 SymletsA(symN)小波族

3．3．6 Biorthogonal(biorNr．Nd)小波族

3．3．7 Coiflet小波族

3．3．8 Meyer小波

3．4 小波应用性能分析

3．5 多分辨分析

3．6 小波函数选择

4 数据与像素多对一问题与解决方案

4．1 数据与像素的多对一映射问题

4．2 数据与像素的多对一映射问题的解决方案

4．3 实验分析

5 多分辨率可视化实现

5．1 多分辨率可视化实现原理

5．2 实验实现

5．3 实验分析

6 总结与展望

致谢

参考文献