Compute and Visualize Discontinuity Among Neighboring Integral Curves of 2D Vector Fields
Compute and Visualize Discontinuity Among Neighboring Integral Curves of 2D Vector Fields
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计算并可视化 2D 矢量场相邻积分曲线之间的不连续性
DOI：
10.1007/978-3-319-44684-4_11
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lei Zhang, Robert S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lei Zhang, Robert S.
本文研究了相邻积分曲线的不连续性。不连续性是通过积分曲线的一些选定属性来测量的。定义了各种属性字段。这些字段中任何给定时空点处的属性值由通过该点的积分曲线的属性指定。这将积分曲线的全局行为以欧拉方式编码到多个标量场中，这与先前的路径线属性方法不同，该方法侧重于单个路径线的离散表示。通过这种表示，积分曲线行为的不连续性现在对应于导出字段中属性值具有尖锐梯度的位置。我们表明，基于选定的属性，从相应的属性字段提取的不连续性可能涉及到一些流的功能，如LCS，涡流，和尖点样播种曲线。此外，我们研究了不同属性之间的相关性，通过他们的成对散点图。我们还研究了组合属性字段的行为，以了解散点图无法揭示的空间相关性。最后，我们将我们的属性场计算和它们的不连续性检测集成到一个交互式系统中，以指导各种2D流的探索。
This paper studies the discontinuity in the behavior of neighboring integral curves. The discontinuity is measured by a number of selected attributes of integral curves. A variety of attribute fields are defined. The attribute value at any given spatio-temporal point in these fields is assigned by the attribute of the integral curve that passes through this point. This encodes the global behavior of integral curves into a number of scalar fields in an Eulerian fashion, which differs from the previous pathline attribute approach that focuses on the discrete representation of individual pathlines. With this representation, the discontinuity of the integral curve behavior now corresponds to locations in the derived fields where the attribute values have sharp gradients. We show that based on the selected attributes, the extracted discontinuity from the corresponding attribute fields may relate to a number of flow features, such as LCS, vortices, and cusp-like seeding curves. In addition, we study the correlations among different attributes via their pairwise scatter plots. We also study the behavior of the combined attribute fields to understand the spatial correlation that cannot be revealed by the scatter plots. Finally, we integrate our attribute field computation and their discontinuity detection into an interactive system to guide the exploration of various 2D flows.
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