科學計算可視化（Scientific Visualization，SciVis）是計算機圖形學的一個重要研究方向，是圖形科學的新領域。隨著計算能力的不斷增強，科學數據中使用的物理模型以及模擬空間的大小都在不斷提高。本書嘗試性地將機器學習理論應用于科學計算可視化中，大大提高了數據中特征識別的魯棒性和準確率，同時結合流場數據可視化技術的具體實現，詳細闡述這兩個領域結合的理論和存在的關鍵問題。本書內容主要包括：科學計算可視化的內容、技術現狀和挑戰(zhàn)，機器學習基本理論，使用Boosting和CAVIAR兩種方法進行科學計算可視化的理論和方法等。本書可作為高等學校計算機或非計算機專業(yè)研究生科學計算可視化課程的參考書，也可作為從事流場數值模擬和流場可視化技術的研究或開發(fā)人員的參考書。

目錄

目錄
第1章 概述 1
1.1 科學計算可視化簡介 1
1.1.1 標量場可視化 3
1.1.2 向量場可視化 3
1.1.3 張量場可視化 5
1.2 流場可視化 7
1.2.1 流場可視化的流程 7
1.2.2 流場可視化的特點 8
1.2.3 流場可視化的分類 9
1.2.4 流場可視化技術 13
1.3 可視化開發(fā)工具VTK 14
1.3.1 VTK簡介 14
1.3.2 VTK環(huán)境搭建 18
1.3.3 VTK與MFC 21
第2章 流場數據對象及流場特性 25
2.1 數據模型 25
2.2 數據類型 29
2.2.1 標量數據 29
2.2.2 向量數據 30
2.2.3 張量數據 30
2.3 數據格式 31
2.3.1 PLOT3D 32
2.3.2 VTK 34
2.3.3 OBJ 37
2.4 本章小結 39
第3章 流場基礎特征可視化 41
3.1 湍流 41
3.1.1 湍流的定義和特征 41
3.1.2 湍流的特征量和特征尺度 43
3.1.3 湍流的運動方式 44
3.2 湍流的模擬 44
3.3 漩渦特征識別方法 45
3.3.1 漩渦檢測 45
3.3.2 基于速度梯度張量的檢測方法 49
3.3.3 局部極值方法 52
3.3.4 粒子追蹤 54
3.3.5 其他方法 61
3.4 本章小結 63
第4章 交互式流體可視化 65
4.1 交互式可視化 65
4.1.1 修改類交互 65
4.1.2 基于選擇的交互 66
4.2 專家數據的獲取 67
4.3 本章小結 77
第5章 機器學習增強流場可視化 79
5.1 方法概述 79
5.1.1 數據讀取 79
5.1.2 數據分析 81
5.1.3 數據過濾 85
5.1.4 數據映射和渲染 86
5.2 閾值的選取 88
5.3 特征距離 93
5.4 本章小結 99
第6章 Boosting與漩渦檢測 101
6.1 基本的Boosting增強算法 101
6.2 改進的Boosting增強算法 106
6.3 實驗結果分析 107
6.4 本章小結 116
第7章 CAVIAR與漩渦檢測 117
7.1 CAVIAR算法概述 117
7.2 CAVIAR算法優(yōu)化 118
7.3 參數設定與交叉驗證 122
7.4 實驗結果分析 125
7.5 本章小結 129
參考文獻 130