[发明专利]基于GPU的二维多分辨率流线可视化方法

摘要

本发明涉及一种基于GPU的二维多分辨率流线可视化方法。本发明根据粒子的概率密度值及分布情况，调整流线的疏密程度，实现二维流线多分辨率可视化；将粒子分为视口内和视口外两部分，生成对应的概率密度图Local和Global；视口拉近瞬间，视口内流线较为稀疏，利用圆片法，粒子自动加密，同时流线加密；视口拉远瞬间，以年龄增长的方式杀死原视口内部分粒子，使新视口内所有粒子概率密度达到均匀分布的状态。本发明的优点在于能够有效地对已有二维流线实现多分辨率控制。

主权项

1.一种基于GPU的二维多分辨率流线可视化方法，其特征在于：根据粒子的概率密度值及分布情况，调整流线的疏密程度，实现二维流线多分辨率可视化，具体包括以下步骤：（1）将粒子分为视口内和视口外两部分，视口内的粒子生成概率密度图Local，视口外的粒子生成概率密度图Global，两张概率密度图中的圆片半径不同，对应分辨率不同；（2）视口拉近瞬间，视口内流线较为稀疏，根据圆片法，粒子自动加密，同时流线加密; 在粒子加密时，为确保有足够的新生粒子，对视口外的无效粒子进行二次赋值，赋予其新位置；圆片法是指将每个点看作一个有固定半径的圆片，流场粒子的运动，伴随着圆片的聚集、重叠、离散，通过控制圆片半径的大小以及重叠的程度来有效调节流线的多分辨率显示;（3）视口拉远瞬间，以年龄增长的方式杀死原视口内部分粒子，原视口内的过密流线大部分死亡，使新视口内所有粒子概率密度达到均匀分布的状态;（4）流线效果调整：对流线效果的调整具体实施方式可以分为：首先，通过RKF45积分自适应调节积分步长，计算流线上点的位置时更为精确；其次，视口拉近时积分流线的时间步长缩小，有利于近距离观察流线细节信息；最后，为了避免流线到达视口边界瞬间消失的情况出现，令视口内的粒子运动到视口一定距离d后终止生成流线，其中距离d为场纹理中最长流线对应的经度范围。