体可视化概述
卷数据示例
体可视化是创建定义在三维网格上的数据集的图形表示。体积数据集的特征是标量数据或向量数据的多维数组。这些数据通常定义在表示三维空间采样值的晶格结构上。卷数据有两种基本类型:
标量体积数据包含每个点的单个值。
向量体积数据每个点包含两个或三个值,定义向量的分量。
标量卷数据的一个例子是由流
.流动数据代表了一个无限槽内淹没射流的速度分布。打字
(x, y, z, v) =流;
产生4个3d阵列。的x
,y
,z
数组指定数组中标量值的坐标v
.
的风
数据集是代表北美上空气流的矢量体积数据的一个例子。你可以在MATLAB中加载这些数据®使用命令工作空间:
风荷载
该数据集包括六个三维阵列:x
,y
,z
是数组的坐标数据吗u
,v
,w
,它们是体积中每个点的向量分量。
选择可视化技术
您选择的可视化体积数据的技术取决于您拥有的数据类型和您想要了解的内容。一般来说:
标量数据最好使用等值面、切片平面和轮廓切片来查看。
矢量数据表示每个点的大小和方向,最好通过流线(粒子线、带和管)、锥图和箭头图来显示。然而,大多数可视化使用了技术的组合来最好地显示数据的内容。
这些部分的材料描述了如何将各种技术应用于典型的体积数据。
插值和网格数据
MATLAB提供了一些函数,使您能够插值和重构数据,为可视化做准备。更多信息请参见以下部分:
创建卷可视化的步骤
创建一个有效的可视化需要许多步骤来组成最后的场景。这些步骤可分为四个基本类别:
确定数据的特征。绘制体积数据的图形通常需要了解坐标和数据值的范围。
选择合适的绘图例程。本节中的信息将帮助您选择正确的方法。
定义视图。一个复杂的三维图形所传达的信息可以通过精心的场景构图得到极大的增强。观看技术包括调整相机位置、指定长宽比和项目类型、放大或缩小等等。
添加照明和指定颜色。照明是一种有效的手段,以提高表面形状的可见性,并提供立体透视的体积图。颜色可以传达恒定和变化的数据值。
体积可视化功能
MATLAB函数使您能够应用各种体积可视化技术。下表根据设计用于处理的数据类型(标量或向量)将这些函数分为两类。每个函数的参考页面提供了预期用途的示例。
标量数据的函数
函数 | 目的 |
---|---|
在体积切片平面中绘制等高线 |
|
isocaps |
计算等面端盖几何形状 |
isocolors |
计算等值面顶点的颜色 |
isonormals |
计算等值面顶点的法线 |
等值面 |
从体数据中提取等值面数据 |
创建一个补丁(多多边形)图形对象 |
|
减少补丁面数量 |
|
reducevolume |
减少卷数据集中的元素数量 |
shrinkfaces |
缩小每个补丁面的尺寸 |
片 |
在体积中绘制切片平面 |
smooth3 |
平滑的三维数据 |
surf2patch |
将表面数据转换为补丁数据 |
子卷 |
提取卷数据集的子集 |
向量数据的函数
函数 |
目的 |
---|---|
coneplot |
在三维向量场中用锥表示速度向量 |
计算三维矢量场的旋度和角速度 |
|
散度 |
计算一个三维向量场的散度 |
interpstreamspeed |
从矢量场的大小插值流线顶点 |
简化 |
从2-D或3-D矢量数据中绘制流线 |
streamparticles |
从矢量体积数据中绘制流粒子 |
streamribbon |
从矢量体积数据中绘制流带 |
streamslice |
从矢量体积数据中绘制间距适当的流线 |
廉管道 |
从矢量体积数据中绘制流管 |
stream2 |
计算2-D流线数据 |
stream3 |
计算三维流线数据 |
volumebounds |
返回体积的坐标和颜色限制(标量和向量) |