[發(fā)明專利]一種面內(nèi)位移場(chǎng)的重建與渲染系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210564992.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN115082587A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航天動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06T11/20
• 分類號(hào): G06T11/20;G06T11/40
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種面內(nèi)位移場(chǎng)的重建與渲染系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的數(shù)據(jù)處理模塊(2)，數(shù)據(jù)重建模塊(3)及數(shù)據(jù)繪制與渲染模塊(4)；

所述數(shù)據(jù)處理模塊(2)用于處理位移實(shí)時(shí)采集與分析軟件導(dǎo)出的面內(nèi)位移數(shù)據(jù)，得到重建位移場(chǎng)彩圖所需的動(dòng)態(tài)二維數(shù)組；所述動(dòng)態(tài)二維數(shù)組為循環(huán)讀取的位移場(chǎng)數(shù)據(jù)的集合；

所述數(shù)據(jù)重建模塊(3)用于對(duì)動(dòng)態(tài)二維數(shù)組進(jìn)行導(dǎo)入，建立位移場(chǎng)平面坐標(biāo)系,并進(jìn)行位移場(chǎng)的重建；

所述數(shù)據(jù)繪制與渲染模塊(4)用于對(duì)位移場(chǎng)平面坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染和著色，得到面內(nèi)的位移場(chǎng)彩圖。

2.一種面內(nèi)位移場(chǎng)的重建與渲染方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，數(shù)據(jù)獲取：

從位移實(shí)時(shí)采集與分析軟件中導(dǎo)出面內(nèi)的位移數(shù)據(jù)，所述位移數(shù)據(jù)包括頭文件、位移列和對(duì)應(yīng)的時(shí)間列數(shù)據(jù)；

S2，數(shù)據(jù)處理：

S21，通過數(shù)據(jù)處理模塊(2)處理S1中的位移數(shù)據(jù)，去除頭文件，并提取位移列和對(duì)應(yīng)的時(shí)間列數(shù)據(jù)，存入動(dòng)態(tài)二維數(shù)組data[n][m]中；

定義動(dòng)態(tài)二維數(shù)組第一維表示位移列，所述位移列即位移點(diǎn)的序號(hào)，從0到n依次遞增，其中n為正整數(shù)；定義動(dòng)態(tài)二維數(shù)組第二維表示時(shí)間列，所述時(shí)間列從0到m依次遞增，其中m為正整數(shù)；將所述位移列和所述時(shí)間列的數(shù)據(jù)保存為可循環(huán)讀取的位移場(chǎng)動(dòng)態(tài)二維數(shù)組；

S22，用S21中所述位移列的數(shù)據(jù)信息計(jì)算位移場(chǎng)的方向信息，并存儲(chǔ)在變量direction中，所述變量direction采用不同顏色表示方向的梯度，所述方向的梯度即位移場(chǎng)方向的集合；

S23，結(jié)合S21和S22，即可獲得重建位移場(chǎng)所需的數(shù)據(jù)信息；

S3，數(shù)據(jù)重建：

S31，在數(shù)據(jù)重建模塊(3)中，基于S2的位移場(chǎng)動(dòng)態(tài)二維數(shù)組data[n][m]，采用OpenGL二維繪制函數(shù)glVertex2f繪制位移場(chǎng)的平面坐標(biāo)系；

S32，采用OpenGL二維繪制函數(shù)glVertex2f繪制S等份位移場(chǎng)彩色平面棒狀條；其中，S≥1，S為正整數(shù)；

S33，調(diào)用S+1種不同顏色分別放置在S等份位移場(chǎng)彩色平面棒狀條的S+1個(gè)邊界線處；

S34，循環(huán)讀取S2得到的位移場(chǎng)動(dòng)態(tài)二維數(shù)組data[n][m]，完成位移場(chǎng)的重建；

S4，數(shù)據(jù)繪制與渲染：

在數(shù)據(jù)繪制與渲染模塊(4)中基于S3重建的位移場(chǎng)繪制位移場(chǎng)彩圖，采用雙層for循環(huán)讀取并調(diào)用函數(shù)Draw Displacement Field(double value，double mBegin，double mEnd)來完成，其中，value表示暫存的臨時(shí)變量值，mBegin表示存儲(chǔ)的起始變量值，mEnd表示存儲(chǔ)的最終變量值；對(duì)每個(gè)位移點(diǎn)的方向從value值小的顏色區(qū)間向value值大的顏色區(qū)間進(jìn)行重建與渲染，n個(gè)位移點(diǎn)即可組成n維位移場(chǎng)向量，以此來完成位移場(chǎng)的重建與渲染。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面內(nèi)位移場(chǎng)的重建與渲染方法，其特征在于：

S2中，用變量direction存儲(chǔ)位移的方向信息，并計(jì)算位移的方向與中心線OO'順時(shí)針的夾角θ的值，用sinθ表示位移方向的數(shù)值，sinθ的集合即為變量direction的集合；將動(dòng)態(tài)二維數(shù)組data[n][m]和變量direction結(jié)合，即可獲得重建位移場(chǎng)所需的數(shù)據(jù)信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種面內(nèi)位移場(chǎng)的重建與渲染方法，其特征在于：

S32中，所述位移場(chǎng)彩色平面棒狀條的四個(gè)角的坐標(biāo)繪制函數(shù)分別為glVertex2f(-v，1.0)、glVertex2f(0.0，1.0)、glVertex2f(0.0，0.0)及glVertex2f(-v，0.0)，其中：v為位移場(chǎng)彩色平面棒狀條的寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種面內(nèi)位移場(chǎng)的重建與渲染方法，其特征在于：

S4中，所述數(shù)據(jù)繪制與渲染采用的函數(shù)聲明為：

Draw Displacement Field(double value，double mBegin，double mEnd)；其中：mBegin＝(float)(k-1)/(m_nDisplacement-1.0f)；

mEnd＝(float)(k)/(m_nDisplacement-1.0f)；m_nDisplacement為n-1，k為從0到index[i]的正整數(shù)，i為從0到(m-1)/2的正整數(shù)，f表示浮點(diǎn)數(shù)，并采用雙層for循環(huán)語句循環(huán)讀取S3重建的位移場(chǎng)數(shù)據(jù)。