[发明专利]矢量场数据的可视化方法、装置、设备和可读存储介质

说明书

本公开的实施例提供了一种矢量场数据的可视化方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括获取矢量场数据；将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据。以此方式，可以拓扑结构任意复杂的数据场，同时大幅提高了计算效率。

技术领域

本公开的实施例一般涉及数据拓扑领域，并且更具体地，涉及一种矢量场数据的可视化方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

矢量是一种既有大小又有方向的量纲，矢量场的数据一般都具有复杂的拓扑关系和较高的维数，如温度、密度、压强等标量，速度、重力等矢量，还有涡流张力等张量。这些物理量往往定义在离散的不规则网格的结点、中心或表面上。根据空间数据处理的特点和可视化的基本技术，将矢量场数据的几何图形表示方法通常包括点场数据表示、线场数据表示和面场数据等。

但上述传统的矢量场数据的可视化只是针对较少数据量或较小范围数据内的可视化表现较好，针对大范围三维矢量场数据的情况，数据处理及可视化处理的时间会成几何倍的增加，无法满足实时可视化的需求。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种矢量场数据的可视化方案。

在本公开的第一方面，提供了一种矢量场数据的可视化方法。该方法包括：

获取矢量场数据；

将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；之前/之后/同时，对所述矢量场数据进行过滤，提取所述矢量场数据的特征信息；所述特征信息包括矢量的大小、方向和位置信息；

根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据。

进一步地，所述将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构包括：

通过数据组织方法将所述矢量场数据的拓扑结构转化为预设的拓扑结构；所述数据组织方法包括六面体体元或四面体体元的数据组织方法。

进一步地，所述根据所述矢量场数据的特征信息，将已转化为预设拓扑结构的矢量场数据转化为可视化的几何数据包括：

通过点图标法和/或矢量线法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于几何形状的映射，得到可视化的矢量和/或矢量场映射图；和/或

通过线积分卷积的方法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于纹理的映射，得到可视化的纹理映射图。

进一步地，所述通过线积分卷积的方法对所述已转化为预设拓扑结构的矢量场数据进行基于纹理的映射，得到可视化的纹理映射图包括：

根据所述矢量场数据的特征信息，生成纹理图像；

将所述预设形式的矢量场数据网格化，生成网格数据；所述网格数据包括n个网格点，其中，每个网格点分别对应所述纹理图像的一个像素点；所述n为大于等于1的正整数；

根据所述网格点和所述像素点的对应关系，将所述纹理图像映射到所述网格数据上；

对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪，得到每个网格点的流线；

对所述每个网格点的流线进行卷积，得到与所述流线对应的像素点的颜色值；

生成可视化的纹理映射图。

进一步地，所述对所述网格数据中的每个网格点分别进行流线跟踪包括：

对所述网格数据中的每个网格点，分别通过变长的四阶Runge-Kutta方程进行流程跟踪。