[发明专利]一种基于图标的三维多变量矢量场数据可视化方法

权利要求书

1.一种基于图标的三维多变量矢量场数据可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、输入三维多变量矢量场数据，其中包括基本的矢量场数据以及多个关联的属性变量数据，对各个属性变量数据分别进行归一化处理；

步骤二、从属性变量数据中，选取多个需要可视化的属性变量，将选中的属性变量分别标记为a₁、a₂、…、a_N，其中N为选取的属性变量数目，选取的属性变量的个数为3个或3个以上；

步骤三、根据参数N，建立基本星形矢量图标G的线框图，方法是：在正交坐标系XYZ的XY平面上，从X轴开始，依次绘制N条以原点O为起点、角度间隔均匀且长度为1的直线段；令各直线段的终点依次为D₁、D₂、…、D_N，将D₁、D₂、…、D_N、D₁依次连接；然后在Z轴正向上，取到O距离为1的点S，将S与D₁、D₂、…、D_N分别连接起来，由此得到基本星形矢量图标的线框图；

步骤四、选定N种不同的颜色c₁、c₂、…、c_N，对基本星形矢量图标G的线框图着色，得到实体化的基本星形矢量图标G，具体的着色方案是：三角形OD₁D₂、OD₂D₃、…、OD_N-1D_N、OD_ND₁的颜色依次为c₁、c₂、…、c_N-1、c_N，三角形SD₁D₂、SD₂D₃、…、SD_N-1D_N、SD_ND₁的颜色依次为c₁、c₂、…、c_N-1、c_N；

步骤五、选取一个或多个流线种子点，根据输入的矢量场数据和流线种子点计算流线；

步骤六、选取步骤五得到的部分或全部流线，针对每条流线L，依次执行步骤七和步骤八；

步骤七、根据流线L的样本点，绘制表示流线曲线；

步骤八、按照一定的采样间隔，在流线L上依次选取一系列采样点，针对每个采样点P，依次执行步骤九和步骤十；

步骤九、从输入数据中获取采样点P的基本矢量数据v和属性变量a₁、a₂、…、a_N的值m₁、m₂、…、m_N；

步骤十、将实体化的基本星形矢量图标G复制为G′，用G′可视化采样点P的矢量数据值v和属性变量值m₁、m₂、…、m_N，具体方法是：修改G′使得G′的线段OS的长度等于矢量v的大小，线段OD₁、OD₂、…、OD_N的长度分别等于m₁、m₂、…、m_N，然后将G′平移到点P所在的位置使G′的点O与点P重合，再通过旋转变换使G′的Z轴正向方向与矢量v的方向一致。

2.根据权利要求1所述的一种基于图标的三维多变量矢量场数据可视化方法，其特征在于：所述步骤五中选取流线种子点的位置和数量根据实际需要确定。

3.根据权利要求1所述的一种基于图标的三维多变量矢量场数据可视化方法，其特征在于：所述步骤五中计算流线的方法包括但不限于欧拉算法和Runge-Kutta算法。

4.根据权利要求1所述的一种基于图标的三维多变量矢量场数据可视化方法，其特征在于：所述步骤六中选取流线的方法包括但不限于：随机选取或者根据流线编号依次等间隔选取。

5.根据权利要求1所述的一种基于图标的三维多变量矢量场数据可视化方法，其特征在于：所述步骤七中，曲线的颜色可以是固定的某种颜色，也可以是随曲线切线方向变化的颜色，具体情况视实际需要而定。