虚拟现实系统下基于错切-变形的三维地震数据场可视化方法研究

摘要

三维地震数据体中蕴涵着地下岩层的丰富信息，以前由于没有合适的三维显示技术，人们只好利用一条条地震剖面和水平切片来显示三维地震数据。这样导致了大量信息的丢失，多年以前人们就认识到了这个问题，并指出了三维数据三维解释的出路。 科学计算可视化是20世纪80年代发展起来的一门新学科，它运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示并进行交互式处理。这样极大的提高了计算数据的处理速度和质量，实现了科学计算工具和环境的现代化。在科学计算可视化的研究领域，体绘制技术是一个重要的研究方向，具有较大的研究价值和应用前景。 本文主要研究了在虚拟现实环境下基于错切-变形的直接体绘制方法，对基于透视投影的错切．变形算法进行了详细的论述，并给出了具体执行过程。此外还对虚拟现实技术及立体显示原理进行了介绍，并阐述了虚拟现实系统下可视化图像立体显示的实现过程。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景与意义

1.2三维地震数据可视化的研究现状

1.3研究的主要内容

1.4本文章节安排

2三维数据场可视化的基本原理和主要方法

2.1体绘制的光学模型

2.2光线投射算法

2.2.1数据分类

2.2.2光线跟踪及数据重采样

2.2.3图像合成

2.3几种常用体绘制技术比较

3基于透视投影的错切-变形方法研究

3.1错切-变形算法概述

3.2生成数据体切片

3.2.1选定数据体的主视轴

3.2.2数据体从对像坐标系到标准对像坐标系的转换

3.3透视投影下的数据体错切

3.3.1数据体的错切平移

3.3.2数据体的比例缩放

3.4中间图像的变形

4三维地震数据场的可视化方法

4.1三维地震数据场的物理意义

4.2三维地震数据分类

4.2.1三维地震数据体分类方法

4.2.2用直方图均衡化原理对数据体进行分类的实现过程

4.2.3数据体的不透明度

4.3三维地震数据场的可视化程序设计

4.3.1数据体切片选择的实际执行过程：

4.3.2透视投影下的数据体错切的实际执行过程

4.3.3透视投影下的数据体重采样的实际执行过程

4.3.4中间图像变形的实际执行过程

4.4人机交互操作

4.4.1数据体的任意角度旋转

4.4.2数据体不透明度和颜色的动态设定

4.5三维地震数据场的可视化应用结果分析

4.5.1实验所用三维地震数据体说明

4.5.2实验结果分析

5虚拟现实系统下三维地震数据场可视化

5.1虚拟现实技术

5.1.1虚拟现实技术的沉浸性

5.1.2虚拟现实技术的交互性

5.1.3虚拟现实技术的想像性

5.1.4虚拟现实系统的分类

5.2立体显示原理

5.2.1立体图的产生过程

5.2.2立体成像的数学模型

5.3立体显示程序设计

5.4实验结果分析

5.4.1默认不透明度下的实验结果

5.4.2更改不透明度曲线后的实验结果

结论

致谢

参考文献