基于OpenGL图形库的科学计算可视化技术研究.doc

基于OpenGL图形库的科学计算可视化技术研究 摘　要: 建立了一个基于OpenGL图形库的通用可视化建模模块，并开发界面，具有通用性，允许用户通过界面建立一些简单的模型，如建筑结构等。报告结合散体材料流动与破碎数值模拟和台阶爆破优化设计两个实例，运用开发的可视化建模模块建立了可视化模型，并验证了程序的可靠性。 关键词: 科学计算；可视化；OpenGL图形库；创新能力 The Study on the Visualization of Scientific Computing Based on OpenGL Abstract: Relay on the National Natural Science Foundation, set up a general visual module which is based on OpenGL. This module is developed with interface and has generality, also meets to input different format data files and build some simple visual module through interface, such as building structure. The report combines flows and fractures of granular materials and optimization design for bench blast, use that module to build visual models for them and verify the reliability of program. Through the research of innovation training project, improve the cognitive depth of scientific research and inspire interesting. Key words: Scientific Computing；Visualization；OpenGL；creative ability 可视化或称视觉化，它的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，用几何图形和色彩、纹理、透明度、对比度及动画技术等手段，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。可视化建模技术可以描述复杂模拟对象在外力作用下的动态变化过程，它不仅仅是描述和表达已知现象及其特征的工具，更为重要的是，可视化结果可反映出对象动态变化过程中的力学机理，而这正是数值模拟追求的目标。此外，可视化建模技术可便于成果的交流与应用，并且也是教学中不可或缺的重要手段。[1] 本课题用VC+ +调用OpenGL 图形库的方式开发了后处理模块。可视化处理模块具有图形输出功能，用户可用数据文件同时给出多个绘图命令， 程序即可逐个绘制，并按顺序把图片保存在磁盘中。[2] 可视化处理模块程序流程图如图1所示。 图1 可视化处理模块程序流程图 一、软件简介 软件包含三个模块：读入模块、绘图模块、图片存储模块。下面分别介绍如下： 1.读入模块 软件开发了针对不同格式数据文件的读入程序，可支持文本文件、DXF、位图文件，eps文件等。 （1）文本文件 根据科学计算输出模块约定的文本文件逻辑结构开发。 （2）DXF文件 读入DXF 文件流程： 　 ●HEADER 部分 - 图的总体信息。每个参数都有一个变量名和相应的值。 ●CLASSES 部分 - 包括应用程序定义的类的信息，这些实例将显示在 BLOCKS、ENTITIES 以及 　 ●OBJECTS 部分。通常不包括用于充分用于与其它应用程序交互的信息。 　　 ●TABLES 部分 - 这部分包括命名条目的定义。Application ID (APPID) 表、Block Recod (BLOCK_RECORD) 表、Dimension Style (DIMSTYPE) 表、Layer (LAYER) 表、Linetype (LTYPE) 表、Text style (STYLE) 表、User Coordinate System (UCS) 表、View (VIEW)表、Viewport configuration (VPORT) 表。 ●BLOCKS 部分- 这部分包括 Block Definition 实体用于定义每个 Block 的组成。 ●ENTITIES 部分 - 这部分是绘图实体，包括 Block References 在内。 　 ●OBJEC