基于體繪制的ECT三維數(shù)據(jù)可視化研究.pdf

1、電容層析成像（ECT）技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種基于電容敏感機(jī)理的過程層析成像（PT）技術(shù)，在工程應(yīng)用中有著廣闊的應(yīng)用前景。體繪制技術(shù)是三維數(shù)據(jù)場可視化中最重要的成像技術(shù)之一。本文在ECT系統(tǒng)二維重建圖像的基礎(chǔ)上，采用體繪制算法實(shí)現(xiàn)ECT三維數(shù)據(jù)的可視化。 首先，本文對體繪制技術(shù)中的光學(xué)模型、算法分類進(jìn)行了探討；重點(diǎn)介紹了體繪制技術(shù)中光線投射算法的工作原理及加速算法，并提出采用軟件加速算法與基于多核CPU的并行技術(shù)相結(jié)合的方法對

2、光線投射算法進(jìn)行改進(jìn)。這一部分主要是為最終實(shí)現(xiàn)ECT三維數(shù)據(jù)場的可視化做理論準(zhǔn)備。 其次，在ECT三維重建過程中，由于傳感器偵測數(shù)據(jù)的局限，導(dǎo)致所獲取的二維斷層圖像比較稀疏，圖像質(zhì)量并不高。針對這一問題，本文采用圖像插值的方法，對ECT二維圖像進(jìn)行層內(nèi)像素補(bǔ)充；并提出基于距離變換的圖像插值方法來提高層間的分辨率。為最終ECT三維數(shù)據(jù)場可視化的實(shí)現(xiàn)，提供較高分辨率的斷層圖像，以達(dá)到良好的成像效果。同時(shí)針對二維圖像提取的輪廓線生硬的

3、問題，提出應(yīng)用B樣條曲線對輪廓線進(jìn)行擬合，使得輪廓線自然，提高了基于面繪制的三維重建效果。 最后，介紹了OpenMP的并行程序設(shè)計(jì)，并在多核環(huán)境下采用OpenMP并行技術(shù)對光線投射算法進(jìn)行改進(jìn)。然后，采用改進(jìn)的光線投射算法實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)場仿真。其仿真結(jié)果較之面繪制的仿真結(jié)果三維表面更平滑，能夠自然地反映流體的表面輪廓形態(tài)。 本文將以上方法用于圓形管道內(nèi)油水兩相流的實(shí)例分析。完成了系統(tǒng)的二維插值圖像顯示、輪廓擬合效果顯示以