系统仿真学报 ›› 2017, Vol. 29 ›› Issue (7): 1405-1411.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201707003
毕硕本, 陆源, 曾晓文, 路明月, 张永华
收稿日期:
2015-08-11
发布日期:
2020-06-01
作者简介:
毕硕本(1965-),男,山东昌邑,博士,博导,研究方向为三维可视化、数据挖掘;陆源(1990-),男,安徽芜湖,硕士生,研究方向为三维可视化。
Bi Shuoben, Lu Yuan, Zeng Xiaowen, Lu Mingyue, Zhang Yonghua
Received:
2015-08-11
Published:
2020-06-01
摘要: 用三等分体元边界的方法取代了原始Marching Cubes算法中通过线性插值获得等值面与体元交点的方法,该方法不仅解决了线性插值不适用于气象数据模拟的问题,还有效地减少了等值面绘制过程中生成的三角面片的数量,在减少冗余提高绘制速度的同时也进一步提高了等值面图像绘制的质量。将改进之后的Marching Cubes算法应用在对气象模式数据即WRF数据的等值面模拟中,在图像绘制速度和绘制质量上均取得了不错的实验效果。
中图分类号:
毕硕本, 陆源, 曾晓文, 路明月, 张永华. Marching Cubes改进算法及其气象三维模拟[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(7): 1405-1411.
Bi Shuoben, Lu Yuan, Zeng Xiaowen, Lu Mingyue, Zhang Yonghua. Improved Marching Cubes Algorithmand Its Three-dimensional Meteorological Simulation[J]. Journal of System Simulation, 2017, 29(7): 1405-1411.
[1] 廖丽恒, 周岱, 马晋, 等. 台风风场研究及其数值模拟[J]. 上海交通大学学报, 2014, 48(11): 1541-1551, 1561. (Liao Liheng, Zhou Dai, Ma Jin, et al.Typhoon Wind-filed Research and Its Simulation[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2014, 48(11): 1541-1551, 1561.) [2] Sharma R N, Richards P J.A re-examination of the characteristics of tropical cyclone winds[J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics (S0167-6105), 1999, 83(1/3): 21-33. [3] Amano T, Fukushima H, Ohkuma T, et al.The observation of typhoon winds in Okinawa by doppler solar[J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics (S0167-6105), 1999, 83(1/3): 11-20. [4] Healey C G, Enns J T.Large datasets at a glance: combining textures and colors in scientific visualization[J]. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (S1077-2626), 1999, 5(2): 145-167. [5] 朱震毅. 台风3维建模与视景仿真研究 [D]. 上海: 同济大学, 2008. (Zhu Zhenyi.3D Modeling and Scene Simulation Typhoon. Shanghai [D]. Shanghai, China: Tongji University, 2008.) [6] 王长波, 朱振毅, 高岩, 等. 基于物理的台风建模与绘制[J]. 中国图象图形学报, 2010, 15(3): 513-517. (Wang Changbo, Zhu Zhenyi, Gao Yan, et al.Physically Based Modeling and Rendering of Typhoon[J]. Journal of Image and Graphics, 2010, 15(3): 513-517.) [7] 邓伟, 陈海波, 马振升, 等. NCEP FNL全球分析资料的解码及其图形显示[J]. 气象与环境科学, 2009, 32(3): 78-82. (Deng Wei, Chen Haibo, Ma Zhensheng, et al.Decoding and Graphic Display of the NCEP FNL Global Analysis Data[J]. Meteorological and Environment Sciences, 2009, 32(3): 78-82.) [8] 秦绪佳, 张勤锋, 陈坚, 等. GPU加速的台风可视化方法[J]. 中国图象图形学报, 2012, 17(2): 293-300. (Qin Xujia, Zhang Qinfeng, Chen Jian, et al.GPU Accelerated Typhoon Visualization Method[J]. Journal of Image and Graphics, 2012, 17(2): 293-300.) [9] 李俊山, 王蕊, 李建军. 三维视景仿真可视化建模技术 [M]. 北京: 科学出版社, 2011. (Li Junshan, Wang Rei, Li Jianjun.Visual Modeling Technology for 3D Visual Simulation [M]. Beijing, China: Science Press, 2011.) [10] 邓伟, 陈海波, 马振升, 等. NCEP FNL全球分析资料的解码及其图形显示[J]. 气象与环境科学, 2009, 32(3): 78-82. (Deng Wei, Chen Haibo, Ma Zhensheng, et al.Decoding and Graphic Display of the NCEP FNL Global Analysis Data[J]. Meteorological and Environment Sciences, 2009, 32(3): 78-82.) [11] 李葳. NECP FNL资料解码及数据格式转换[J]. 气象与减灾研究, 2011, 34(1): 63-68. (Li Wei.Decoding and Convert of NECP-FNL Data[J]. Meteorology and Disaster Reduction Research, 2011, 34(1): 63-68.) [12] 柏枫, 谌孙荣, 陈邦怀, 等. NCEP FNL分析资料本地化应用系统设计与实现[J]. 计算机与自动化, 2013, 32(3): 141-144. (Bai Feng, Zhan Sunrong, Chen Banghuai, et al.How to Design and Implement the Localized Application System of NCEP FNL Data Analysis[J]. Computing Technology and Automation, 2013, 32(3): 141-144.) [13] 李培军, 张维峰, 郭洪涛, 等. 气象资料三维技术中的插值问题[J]. 气象科学, 2005, 25(6): 617-623. (Li Peijun, Zhang Weifeng, Guo Hongtao, et al.The Algorithms of Interpolation in the three-dimension of the Meteorological Data[J]. Scientia Meteorologica Sinica, 2005, 25(6): 617-623.) [14] 周婷婷, 陈文惠. 基于MODIS数据和气象观测数据的气温空间插值方法比较[J]. 地理科学进展, 2011, 30(9): 1143-1151. (Zhou Tingting, Chen Wenhui.Comparation of the Temperature Spatial Interpolation Methods Based on MODIS Data and Meteorological Observation Data[J]. Progress in Geography, 2011, 30(9): 1143-1151.) [15] 杨忠志, 马丽. 基于Marching Cubes方法计算分子体积[J]. 辽宁师范大学报(自然科学版), 2014, 37(2): 198-203. (Yang Zhongzhi, Ma Li.Calculation of Molecular Volume based on Marching Cubes Algorithm[J]. Journal of Liaoning Normal University (Natural Science Edition), 2014, 37(2): 198-203.) [16] Lorensen W E, Cline H E.Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algorithm[J]. Computer Graphics (S0167-7055), 1987, 21(4): 163-169. [17] Wang W, Jiang Z, Qiu H, et al.Real-time simulation of fluid scenes by smoothed particle hydrodynamics and marching cubes[J]. Mathematical Problems in Engineering (S1024-123X), 2012 (12): 233-267. [18] Linder C, Zhang X.A marching cubes based failure surface propagation concept for three‐dimensional finite elements with non-planar embedded strong discontinuities of higher-order kinematics[J]. International Journal for Numerical Methods in Engineering (S1097-0207), 2013, 96(6): 339-372. [19] Pöthkow K, Weber B, Hege H C.Probabilistic marching cubes [J]. Computer Graphics Forum. Blackwell Publishing Ltd (S1467-8659), 2011, 30(3): 931-940. [20] 周筠, 樊晓平, 蒋富. 医学仿真中一种高效的生物组织几何建模方法[J]. 系统仿真学报, 2012, 24(1): 158-162. (Zhou Jun, Fan Xiaoping, Jiang Fu.Effective Tissue Geometry Modeling Method in Biomedical Simulation[J]. Journal of System Simulation, 2012, 24(1): 158-162.) [21] 王明, 冯结青, 杨贲. 移动立方体算法与移动四面体算法的对比与评估[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2014, 26(12): 2099-2106. (Wang Ming, Feng Jieqing, Yang Ben.Comparison and Evaluation of Marching Cubes and Marching Tetrahedra[J]. Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics, 2014, 26(12): 2099-2106.) [22] 赵杰, 龚硕然, 王龙. 一种改进的MC算法[J]. 激光杂志, 2014, 35(8): 19-22. (Zhao Jie, Gong Shuoran, Wang Long.An Improved MC Algorithm[J]. Lasernal, 2014, 35(8): 19-22.) |
[1] | 李智杰, 石昊琦, 李昌华, 张颉. 基于改进遗传算法的影像中心布局优化方法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1173-1184. |
[2] | 陈斌, 刘悦, 杨亚磊. 基于STN的机场航班过站保障时间协同规划建模[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1196-1207. |
[3] | 杨凯, 陈纯毅, 胡小娟, 于海洋. 蒙卡渲染画面多特征非局部均值滤波降噪算法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1259-1266. |
[4] | 陈麒, 崔昊杨. 基于改进鸽群层级的无人机集群视觉巡检模型[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1275-1285. |
[5] | 王沐晴, 张磊, 范秀敏, 骆晓萌, 朱文敏. VR外设驱动的虚拟人姿态优化仿真方法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1296-1303. |
[6] | 陆承, 靳学胜. 基于Steam VR的交互仿真水枪灭火训练系统设计[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1312-1319. |
[7] | 高宏鼐, 付丽疆, 夏倩, 郭亚. 可观测度在光合作用模型性能评估中的应用[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1330-1342. |
[8] | 倪凌佳, 黄晓霞, 李红旮, 张子博. 基于协作式深度强化学习的火灾应急疏散仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1353-1366. |
[9] | 蒙盾, 胡卓, 张华军. 基于改进A*算法的多层邮轮疏散系统仿真[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(6): 1375-1382. |
[10] | 郭宇飞, 赵康, 海永清. 面向有限元分析的三角网格布尔运算方法[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1003-1014. |
[11] | 吴桐, 王清辉, 徐志佳. 三周期极小曲面多孔材料渗透率尺度特性研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1015-1024. |
[12] | 蒋阳升, 王思琛, 高宽, 刘梦, 姚志洪. 混入智能网联车队的混合交通流元胞自动机模型[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1025-1032. |
[13] | 梁江涛, 王慧琴. 基于改进蚁群算法的建筑火灾疏散路径规划研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1044-1053. |
[14] | 张其文, 张斌. 基于教学优化算法求解置换流水车间调度问题[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1054-1063. |
[15] | 邢根上, 鲁芳, 李书山, 罗定提. 基于产品体验性的供应链交货模型与仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(5): 1064-1075. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||