位场及地质模型的三维显示

论文摘要

可视化理论和计算机图形学的迅猛发展,为地质模型的三维可视化研究提供了坚实的理论实践基础。地质模型可视化可以最大限度的提高测量数据的利用率和可读性,方便地质工作者对数据的加工、处理和分析。本课题利用部分测量数据,设计等值线的三维显示、颜色填充和等值线值的三维文本标注。论文首先介绍了离散数据的网格化处理方法。在实际地质勘铡中获得的测绘数据均为离散数据,所以进行计算机三维可视化实现之前必须对原始数据进行网格化处理。常用的网格化处理方法有两种：一种三角形网格法；一种矩形网格法。本课题中可以根据测量数据自身特点选择其中任意一种方法进行离散数据处理,或者将同一组数据采用两种方法进行处理,比较其效果。在三角网或矩形网的基础上,分别实现等值点的计算、等值点追踪、平滑等值线以及等值线颜色填充的设计工作。鉴于三角颜色填充法的缺点较多,本课题采用了一种基于多边形的颜色填充方法。此方法不仅能更为合理有效的填充单层等值线颜色,而且还能正确填充上下两层数据模型叠合的等值线颜色,为研究相同测绘区域中的不同测量属性数据的内在关系提供了帮助。等值线值的文本标注在二维地质图形中已较为完善,但在三维地质模型可视化领域中却较少触及。由于三维地质模型的空间复杂性,实现三维文本标注要比实现二维文本标注要难的多。本课题中逐一解决了三维文本标注中出现的文本字符颠倒、标注位置不佳、标注字符旋转平移等问题,在实践中取得良好效果。论文最后对使用OpenGL在VC++6.0平台上的开发设计过程进行了展示,对全文进行了总结,并提出需进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 地质建模方法研究现状
• 1.2.2 地质建模软件研究现状
• 1.3 研究内容
• 第2章 软件开发工具
• 2.1 VISUAL C++
• 2.1.1 Visual C++6.0的集成开发环境概述
• 2.1.2 Visual C++6.0的特点
• 2.2 三维图形开发库OPENGL
• 2.2.1 OpenGL简介
• 2.2.2 OpenGL的特点及主要功能
• 2.2.3 OpenGL的工作流程
• 2.2.4 OpenGL在本设计中的应用
• 第3章 位场显示
• 3.1 等值线特征
• 3.2 三维等值线图绘制流程
• 3.3 三角网格法
• 3.3.1 离散数据三角形网格处理
• 3.3.2 基于三角网的等值点计算
• 3.3.3 基于三角网的等值点追踪
• 3.3.4 基于三角网的平滑等值线算法
• 3.4 矩形网格法
• 3.4.1 离散数据矩形网格处理
• 3.4.2 网格点数值化
• 第4章 底层数据模型的三维显示
• 4.1 规则矩形网格等值点计算
• 4.1.1 几何原理
• 4.1.2 程序实现方法
• 4.2 等值点追踪
• 4.3 等值点搜索
• 4.4 平滑等值线
• 4.5 等值线绘制及颜色填充
• 4.5.1 本设计中颜色填充的基本原理
• 4.5.2 色棒的定义
• 4.5.3 颜色填充和绘制实现方法
• 第5章 顶层数据模型的三维叠合显示
• 5.1 顶层数据等值线切分点坐标设置
• 5.2 顶层等值线叠合颜色填充方法
• 5.3 等值线切割及填色程序实现流程
• 第6章 等值线数值的三维显示
• 6.1 OPENGL文本显示
• 6.2 调整文本显示顺序
• 6.3 三维文本的旋转与平移
• 6.3.1 计算法向量
• 6.3.2 调整文本角度和位置
• 第7章 算法实现及效果
• 7.1 OPENGL库的导入
• 7.2 程序中的类和结构
• 7.3 各类之间关系
• 7.4 实现效果
• 第8章 结论
• 附录
• 参考文献
• 致谢