三维地震数据场的体绘制和混合绘制方法研究

论文摘要

通过三维地震数据的采集和处理获得了庞大的三维地震数据,这些数据只有经过解释和成像才能成为有用的信息,传统的解释方法是用地震剖面及水平切片的二维图象来推测、想象地下地层的空间形态和结构,这种方法具有很大的局限性。近年来将科学计算可视化技术应用到三维地震数据场领域,用体绘制的方法直接呈现三维地震数据场,从而实现了三维数据三维解释,大大提高了地震解释的效率和准确性。混合绘制把几何形体和三维数据场组合在一起显示,是可视化中一项重要的技术,在许多情况下是必不可少的。本文就体绘制和混合绘制两个问题展开研究,主要完成了下面的工作:(1)地震数据的分类数据分类是可视化算法的第一步,对不同领域的数据有不同的分类方法,本文结合地震数据的特点给出了几种适用于地震数据的分类方法。(2)基于光线投射的体绘制算法的分析和实现光线投射算法是一种有效的体绘制方法,也是本文重点研究的内容。本文对其算法原理和算法实现进行了深入的研究,然后针对地震数据场的特点对该算法进行了一些改进和优化。(3)混合绘制几何形体和数据场的混合成像是可视化中重要的研究内容。本文在前人工作的基础上设计了一种组合型的混合绘制方法。这种方法直接对原始的体数据和面数据进行混合绘制,避免了在其它方法中由于数据转换造成的走样。经实验测试,该方法可以准确地绘制几何形体和体数据组成的混合场景,是一种有效的混合绘制方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 三维地震可视化
• 1.2.1 三维地震数据的物理含义
• 1.2.2 三维地震可视化的方法
• 1.3 混合绘制简介
• 1.4 研究现状
• 1.5 本文的工作
• 2 体绘制中关键问题的研究
• 2.1 三维数据场数据类型
• 2.1.1 数据本身的类型
• 2.1.2 数据分布及连接关系类型
• 2.2 体绘制过程中的关键问题
• 2.2.1 数据分类
• 2.2.2 光学模型
• 2.2.3 颜色与不透明度赋值
• 2.2.4 直接体绘制中的视见方法
• 2.3 直接体绘制技术
• 2.3.1 光线投射法
• 2.3.2 足迹表法
• 2.3.3 错切变形法
• 2.3.4 三维纹理映射法
• 2.4 本章小结
• 3 地震数据分类和颜色赋值的分析
• 3.1 地震数据分类和颜色赋值的意义
• 3.2 地震数据分类的方法
• 3.2.1 均匀分类算法
• 3.2.2 基于均衡化的分类
• 3.2.3 实验结果
• 3.3 颜色与不透明度赋值
• 3.3.1 颜色与不透明度之间的关系
• 3.3.2 颜色的分配
• 3.3.3 数据到不透明度的映射
• 3.3.4 实验结果
• 3.4 本章小结
• 4 三维地震数据场光线投射算法研究
• 4.1 光线投射算法的基本原理
• 4.2 光线投射的算法实现
• 4.2.1 算法模型
• 4.2.2 多视角观察
• 4.2.3 体数据盒对光线的剪裁
• 4.2.4 采样点的插值计算
• 4.2.5 图像合成
• 4.3 地震数据场的光线投射算法的改进
• 4.3.1 数据结构组织
• 4.3.2 设定投影区域
• 4.3.3 插值计算
• 4.3.4 光照效应
• 4.4 实验结果
• 4.5 本章小结
• 5 混合绘制方法研究
• 5.1 混合光线跟踪法
• 5.2 一种组合型混合绘制算法
• 5.2.1 面绘制的光线投射
• 5.2.2 三角面片模型
• 5.2.3 光线与三角面片求交
• 5.2.4 交点处颜色计算
• 5.2.5 合并单元表
• 5.3 实验结果
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献