等值曲面
編輯等值面是等值線的三維模擬。 它是一個表面,表示空間體積內具有恒定值(例如壓力、溫度、速度、密度)的點; 換句話說,它是定義域為 3 空間的連續函數的水平集。
術語等值線有時也用于 3 維以上的域。
應用
編輯等值曲面通常使用計算機圖形顯示,并用作計算流體動力學 (CFD) 中的數據可視化方法,使工程師能夠研究飛機機翼等物體周圍的流體流動(氣體或液體)的特征。 一個等值面可以表示超音速飛行中的單個沖擊波,或者可以生成多個等值面來顯示機翼周圍流動的空氣中的一系列壓力值。 等值曲面往往是體積數據集的一種流行可視化形式,因為它們可以由簡單的多邊形模型呈現,可以非常快速地在屏幕上繪制。
在醫學成像中,等值面可用于表示三維 CT 掃描中特定密度的區域,從而實現內部器官、骨骼或其他結構的可視化。
許多對三維數據感興趣的其他學科經常使用等值面來獲取有關藥理學、化學、地球物理學和氣象學的信息。
實現算法
編輯移動立方體
在曲面與邊相交的地方,算法會創建一個頂點。 通過根據不同的邊交點模式使用不同三角形的表格,該算法可以創建一個表面。
漸近決策器
漸近決策算法是作為行進立方體的擴展而開發的,目的是解決其中可能出現的歧義。
行進四面體
行進四面體算法是作為行進立方體的擴展而開發的,目的是解決該算法中的歧義并創建更高質量的輸出表面。
表面網
Surface Nets 算法將相交頂點放置在體積體素的中間而不是邊緣,從而產生更平滑的輸出表面。
雙重輪廓
它在體素內保留了一個雙頂點,但不再位于中心。 雙輪廓利用表面穿過體素邊緣的位置和法線來插入體素內雙頂點的位置。 這有利于保持鋒利或光滑的表面,而表面網通常看起來呈塊狀或斜角不正確。
雙等高線通常使用利用八叉樹的表面生成作為優化,以使輸出中的三角形數量適應表面的復雜性。
流形雙輪廓
流形雙輪廓包括對八叉樹鄰域的分析以保持流形表面的連續性
例子
編輯等值面的示例是 3D 可視化中使用的“變形球”或“斑點對象”。 構造等值面的一種更通用的方法是使用函數表示。
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