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SmoothViz: Visualization of Smoothed Particle Hydrodynamics Simulation Data

SmoothViz：平滑粒子流体动力学仿真数据的可视化

基本信息

批准号：
69608725
负责人：
Professor Dr.-Ing. Lars Linsen
金额：
--
依托单位：
Institutionen för astronomi
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2008
资助国家：
德国
起止时间：
2007-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/69608725?language=en
关键词：
SmoothViz Visualization Smoothed Particle Hydrodynamics

项目摘要

Simulationen basierend auf Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) sind wegen der natürlichen Adaptivität und der Robustheit der Methode in der Astrophysik weit verbreitet. Partikel können sich frei bewegen und sich dort ansiedeln, wo hohe Genauigkeit erforderlich ist, während andere Bereiche verlassen werden. Um dieser höchst adaptiven Struktur auch während der Visualisierung gerecht zu werden, ist es wünschenswert, Visualisierungsmethoden zu entwickeln, die als Eingabe eine große Menge von Partikeln und deren Funktionswerte haben und die zu Grunde liegenden Datenfelder skalarer oder vektorwertiger Natur direkt visuell darstellen. Insbesondere soll ein Abtasten (Resampling) über einer Gitterstruktur - wie derzeit üblich - und die damit verbundene Einführung von Interpolationsfehlern vermieden werden. Zur Visualisierung der punkt-basierten volumetrischen Datensätzen schlagen wir mehrere Methoden vor, die in ihrer Gesamtheit ein Werkzeug beschreiben, das die effiziente Analyse und das Verständnis astrophysikalischer Simulationsdaten erleichtert. Von primärem Interesse ist das Verständnis von Skalarfeldern, deren Funktionswerte an den Partikelpositionen gegeben sind, was durch eine Visualisierung mit Isoflächen geschehen soll. Die Isoflächen in Form einer Punktwolke berechnen sich durch lineare Interpolation der Funktionswerte zwischen benachbarten Partikeln, wobei eine effiziente Berechnung einer geeigneten Nachbarschaftsbeziehung aller Partikel essenziell ist. Die Punktwolke soll dargestellt werden durch punktbasierte Verfahren zum Rendern von Flächen. Neuartige Ansätze hierzu werden vorgestellt. Da es in Bereichen von schlecht aufgelösten Regionen, d. h. Regionen mit wenig Partikeln, zu Unebenheiten in der Fläche kommen kann, schlagen wir einen Level Set-Ansatz vor, der Isosflächenannäherung mit Krümmungsminimierung verbindet, um glatte Flächen zu generieren. Zur Darstellung von Vektorfeldern möchten wir geometrische Ansätze der Flussvisualisierung integrieren, die durch ein anwendergesteuertes Sähen der Startpunkte mit der Visualisierung der Skalarfelder gekoppelt wird. Durch die ausschließliche Verwendung von Visualsierungsmethoden, die auf dem Extrahieren von Geometrie basieren, lassen sich Visualisierungen verschiedener skalarer und vektorwertiger Größen einfach integrieren. Schlussendlich sollen die Visualisierungsmethoden auch auf zeitveränderliche punkt-basierte volumetrische Datenfelder angewendet werden. Dabei soll die zeitliche Kohärenz ausgenutzt werden und ein Diskretisierungsschritt die Berechnung der sich ändernden Nachbarbeziehungen beschleunigen.

平滑粒子流体动力学 (SPH) 的基本模拟是自然自适应和天体物理学中的鲁棒性方法。 Partikel können sich frei bewegen und sich dort ansiedeln, wo hohe Genauigkeit erforderlich ist, während andere Bereiche verlassen werden. UM dieser höchst adjustmentn Struktur auch während der Visualisierung gerecht zu werden, ist es wünschenswert, Visualisierungsmethoden zu entwickeln, die als Eingabe eine große Menge von Partikeln und deren Funktionswerte haben und die zu Grunde liegenden Datenfelder 自然直接视觉效果。 Insbesondere soll ein Abtasten (Resampling) über einer Gitterstruktur - wie derzeit üblich - und die damit verbundene Einführung von Interpolationsfehlern vermieden werden.该方法将基本体积数据可视化，并在工程中进行全面分析，以有效分析和了解天体物理学模拟数据。最初的兴趣是 Skalarfeldern 的看法，它是功能和分区定位的基础，是与 Isoflächen geschehen soll 一起实现的可视化。 Die Isoflächen in Form einer Punktwolke berechnen sich durch Lineare Interpolation der Funktionswerte zwischen Benachbarten Partikeln, wbei eine effiziente Berechnung einer geeigneten Nachbarschaftsbeziehung aller Partikel essenziell ist. Die Punktwolke soll dargestellt werden durch punktbasierte Verfahren zum Rendern von Flächen。 Neuartige Ansätze hierzu werden vorgestellt。位于 Bereichen von schlecht aufgelösten Regionen 的日期，d。 h.区域和部件，在 der Fläche kommen kann 中的 Unebenheiten，schlagen wir einen Level Set-Ansatz vor，der Isosflächenannäherung mit Krümmungsminimierung verbindet，um glatte Flächen zugenerieren。向量场的测量是通过几何图形分析来实现的，它是一种以斯卡拉菲尔德视觉为基础的可视化方法。在视觉设计方法中，我们使用几何基础的额外方法，将视觉效果提高到整体水平和矢量水平。 Schlussendlich sollen die Visualisierungsmethoden auf zeitveränderliche punkt-basierte volumetrische Datenfelder angewendet werden。 Dabei soll die zeitliche Kohärenz ausgenutzt werden and ein Diskretisierungsschritt die Berechnung der sich ändernden Nachbarbeziehungen beschleunigen.