Введение
1 Объекты предметной области и обзор текстурных методов их визуализации 16
1.1 Базовые понятия теории векторных полей 16
1.1.1 Векторное поле 16
1.1.2 Основные кривые и поверхности векторного поля . 17
1.1.3 Поле скоростей как результат численного эксперимента 21
1.2 Текстурные методы визуализации векторного поля . 24
1.2.1 Семейство методов свертки вдоль линий тока (LIC) 26
1.2.2 Методы визуализации течения посредством адвекции исходного изображения 29
1.2.3 Текстурные методы визуализации течения с использованием системы частиц 34
1.3 Методы визуализации объемных данных 37
1.3.1 Выводы 43
2 Использование аппаратных возможностей современных графических адаптеров при реализации методов визуа лизации 46
2.1 Основные стадии конвейера растеризации и его расширение с помощью программ графического процессора . 48
2.1.1 Обработка геометрических данных и вершинные программы 50
2.1.2 Растеризация фрагментов и фрагментные программы 54
2.1.3 Операции с фрагментами 58
2.2 Обобщенная модель вычислительного алгоритма на осно ве графического процессора 61
2.2.1 Общая структура 61
2.2.2 Текстурные объекты как способ хранения данных 64
2.2.3 Выводы и результаты 68
3 Методы аппаратной адвекции текстуры в потоке 70
3.1 Модификация алгоритма IBFV на основе графического процессора 71
3.1.1 Метод IBFV 71
3.1.2 Реализация IBFV с помощью вершинных программ (GPU-Based IBFV) 73
3.2 Аппаратная адвекция Лагранжа-Эйлера 77
3.2.1 Метод адвекции Лагранжа-Эйлера 77
3.2.2 GPU-Based LEA 80
3.3 Описание приложения для визуализации сечений трехмер ного течения 84
3.3.1 Входные данные и интерфейс программы 85
3.3.2 Визуализация в системе fViz 87
3.3.3 Визуализация продвижения фронта 89
3.4 Трехмерная адвекция с использованием GPU 91
3.5 Результаты и выводы 97
4 Метод визуализации трехмерного течения с помощью системы частиц 100
4.1 Анимация системы частиц на основе GPU 101
4.1.1 Вычисление координат точек с помощью графического процессора 102
4.1.2 Метод декомпозиции трехмерного текстурного куба в двумерную текстуру 104
4.1.3 Поведение частиц в течении 106
4.1.4 Используемый способ визуализации частиц . 108
4.2 Реализация метода 109
4.3 Сравнение производительности и качества получаемой визуализации с методами, основанными на адвекции текстурного куба 114
4.4 Результаты 117
Заключение 120
Литература
