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
第一作者简介: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,曾晓文等 . 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,et al . 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] | 黄涛, 张智, 丁玉杰, 陈艳波, 王晶, 张文倩. 考虑动态频率安全与N-k故障的鲁棒应急调度方法[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 2981-2993. |
| [2] | 张润昭, 陈艳波, 黄涛, 田昊欣, 强涂奔, 张智. 基于异构负荷特征解析预测的虚拟电厂调度方法[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 2994-3006. |
| [3] | 于祥星, 赵艳东, 张宝琳. 基于电涡流NES的海上风机塔架振动控制[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3007-3017. |
| [4] | 李斌, 王于绰. 基于多策略融合的光伏系统故障诊断方法[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3018-3032. |
| [5] | 李孝斌, 胡冰, 尹超, 李波, 马军. 基于时空图卷积的汽车配件供应链需求预测与仿真分析[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3060-3074. |
| [6] | 彭艺, 雷云揆, 杨青青, 李辉, 王健明. 改进PID搜索算法的山地环境无人机路径规划[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3075-3086. |
| [7] | 陈逸, 邱思航, 朱正秋, 季雅泰, 赵勇, 鞠儒生. 基于启发式的人-大模型协作寻源方法[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3112-3127. |
| [8] | 索婧怡, 卢柏宏, 屈澈. 影视LED光源光强分布测定及其在游戏引擎中的仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3140-3151. |
| [9] | 龚建兴, 胡海, 任海慧, 吴瑞祥. 面向虚实结合的军事训练系统互操作模型与运用[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3161-3175. |
| [10] | 徐智霞, 王蕊, 孙楠, 何兵, 沈晓卫, 朱晓菲. 基于改进遗传算法的协同干扰资源分配问题研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3176-3189. |
| [11] | 刘翔, 金乾坤. 基于PAC-Bayes的多目标强化学习A2C算法研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(12): 3212-3223. |
| [12] | 杨兰英, 李超, 邹海锋, 万江涛, 张仁强, 刘惠, 卢宏. 基于改进蚁群算法与A*算法相融合的机器人路径规划优化[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(11): 2956-2965. |
| [13] | 苏筱婷, 张小威, 田义, 李奇, 王帅豪. 星光导航动态仿真场景时序设计方法研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(11): 2946-2955. |
| [14] | 张志利, 刘瑾, 周召发, 梁哲, 张云昊. 基于ISCSO-BP神经网络模型的光纤陀螺温度补偿技术研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(11): 2904-2917. |
| [15] | 陈际同, 周佳加, 吴迪, 江海龙. 基于TD3-RRT的特殊环境下USV路径规划算法研究[J]. 系统仿真学报, 2025, 37(11): 2888-2903. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||