[发明专利]一种基于可变颜色映射的空间电磁场强度可视化方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体涉及一种基于可变颜色映射的空间电磁场强度可视化方法，可应用于空间电磁场强度可视化分析。

背景技术

空间电磁场数据规模庞大，利用计算机图形学创建的视觉图像来表征空间电磁场整体分布，有助于理解电磁场空间分布规律，寻找其中的模式、特点及异常情况等。目前，空间电磁场强度分布可视化方法有等值面、等值线、特征形状以及体绘制方法，这些方法只能静态的将空间电磁场表示为图像，展示固定维度的特征，不能动态的将整体特征展现出来。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种基于可变颜色映射的空间电磁场强度可视化方法，可以动态展示空间电磁场强度整体分布特征。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于可变颜色映射的空间电磁场强度可视化方法，包括如下步骤：

步骤一、建立空间电磁场强度值到颜色与透明度的映射关系曲线；

步骤二、将映射后的空间电磁场颜色与透明度逐点进行叠加，直到投射光线穿过空间点后的透明度大于等于1或者投射光线已经完全穿出空间电磁场数据区域时停止叠加，叠加停止时得到的透明度和颜色为当前成像平面对应像素的最终颜色和透明度；

步骤三、最后动态调节颜色映射函数曲线，得到空间电磁场强度值可视化效果。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提供的一种基于可变颜色映射的空间电磁场强度可视化方法，可用于对空间电磁场分布进行可视化分析，相比其他空间电磁场强度可视化方法，本发明的优势在于以下几个方面：

1、能够将空间电磁场强度的整体特征展示出来，相比目前常用的等值面、等值线方法，本发明展示的信息是整体信息，更加完整；

2、能够动态的调节颜色、透明度映射关系曲线，有利于得到最佳的展示效果，挖掘关键特征。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是空间电磁场颜色映射函数曲线图；

图2是空间电磁场光线投射示意图；

图3为调节红色分量映射函数曲线示意图。

具体实施方式

一种基于可变颜色映射的空间电磁场强度可视化方法，包括如下步骤：

步骤一、建立空间电磁场强度值到颜色与透明度的映射关系曲线：

首先设定控制点数目(根据对电磁场强度值的关注区间设定控制点的数目和分布，如重点关注电磁场强度值低的区域，则在低强度区域设定更密集的控制点，中强度与高强度区域设定稀疏的控制点)，然后通过图形交互的方式分别建立颜色分量R、G、B以及透明度Alpha与电磁场强度值的函数关系曲线。

图1是控制点数目为4时，建立的颜色分量R、G、B及透明度分量与空间电磁场强度值的映射关系曲线，初始状态为默认曲线。图1中，1为红色分量、2为蓝色分量、3为绿色分量、4为透明度分量、5为控制点。

步骤二、将映射后的空间电磁场颜色与透明度逐点进行叠加：

根据光线投射原理，空间电磁场向屏幕投射形成二维图像，由成像屏幕指向空间电磁场进行逐像素成像，空间电磁场每个元素根据映射关系曲线映射为颜色与透明度，叠加后形成的二维图像融合了空间电磁场所有元素。

投射示意图如图2所示，其中21为空间电磁场强度数据、22为投射光线、23为成像平面；以屏幕像素为单位，每个像素对应一条投射光线，依次将投射光线上的空间点进行颜色与透明度叠加，叠加公式如下所示：

α_out＝α_in+α_now(1-α_in)

C_outα_out＝C_inα_in+C_nowα_now(1-α_in)

式中，α_out、α_in、α_now分别代表光线穿过空间点之后、之前和当前点的透明度，C_out、C_in、C_now分别代表光线穿过空间点之后、之前和当前点的颜色分量值。

当投射光线穿过空间点后的透明度α_out大于等于1(即完全不透明)或者投射光线已经完全穿出空间电磁场数据区域时停止叠加，叠加停止后的透明度和颜色为当前成像平面对应像素的最终颜色和透明度；