本發明提供一種基于有效信息的流場可視化視圖量化方法，其中包括定義所述流場可視化視圖中的可視化元素，用于表征流場可視化視圖的幾何形狀；定義可視化元素的自然信息NI，用于表征可視化元素固有信息；定義可視化元素的環境因子EF，用于表征可視化元素的自然信息表達比例；根據自然信息NI與環境因子EF的積，計算可視化元素的有效信息EI；根據流場可視化視圖中所有可視化元素的有效信息EI的和，計算流場可視化視圖的有效信息EI_view；根據流場可視化視圖的有效信息EI_view的值判斷流場可視化視圖的有效性。本發明能夠使用具體量化方法及標準實現對流場可視化視圖的量化評估，能夠利用客觀的數值表達和量化計算區別不同可視化視圖之間的差異。

技術領域

本發明涉及科學計算可視化技術領域，尤其涉及一種基于有效信息的流場可視化視圖量化方法。

背景技術

在目前的科學計算領域中，可視化(Visualization)是一種可以利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像顯示并用于進行交互處理的技術。可視化能夠將數字信息變為直觀、形象的圖像信息，有利于研究者進行觀察和模擬。

當可視化視圖客觀屬性上的差異比較微弱時，可視化效果并沒有清晰的質量區別，僅依賴人的主觀感覺對可視化視圖進行有效、準確的衡量或比較是十分困難的，即主觀屬性在判斷流場可視化視覺效果方面具有脆弱性。目前，現有的流場可視化研究主要是提出或改進可視化方法或提高計算效率，而尚且沒有較好的可視化視圖量化方法。

由于在一定視覺效果閾值之上的不同可視化視圖，從定性的角度難以對其進行準確的對比。因此，亟需兼顧可視化視圖的可用性與有效性，提出更精確有效的計算方案，用于對流場可視化視圖的有效性進行更具體的量化。

發明內容

針對現有技術在可視化視圖的評估和量化上的不足，本發明提供一種基于有效信息的流場可視化視圖量化方法，借助可視化視圖的有效信息作為可視化視圖的有效性標準，并對其進行數值表達和量化計算，能夠便捷而準確地比較流場不同可視化視圖的水準和可視化元素放置方法的優劣。

第一方面，本發明提供一種基于有效信息的流場可視化視圖量化方法，其中，

步驟一：定義所述流場可視化視圖中的可視化元素，用于表征所述流場可視化視圖中使用的幾何形狀；

步驟二：定義所述可視化元素的自然信息NI，用于表征所述可視化元素的固有信息；

步驟三：定義所述可視化元素的環境因子EF，用于表征所述可視化元素在所述流場可視化視圖中的所述自然信息表達的比例；

步驟四：根據所述自然信息NI與所述環境因子EF的積，計算所述可視化元素的有效信息EI；

步驟五：根據所述流場可視化視圖中所有所述可視化元素的有效信息EI的和，計算所述流場可視化視圖的有效信息EI_view；

步驟六：根據所述流場可視化視圖的有效信息EI_view的值判斷所述流場可視化視圖的有效性。

可選地，上述可視化元素為直接可視化圖標、幾何可視化矢量圖形或特征可視化流場特征。

可選地，上述可視化元素的數量是有限個所述直接可視化圖標的箭頭或流場拓撲視圖的拓撲曲線；或無限個所述幾何可視化矢量線。

可選地，上述可視化元素的自然信息NI為矢量線長度或者矢量線上各積分點變量數值、平均曲率、平均梯度、平均渦度或平均散度。

可選地，上述可視化元素的環境因子EF為流場形狀、流場維度、目標矢量線附近其他矢量線數量、流場重要特征的數量和位置、或矢量線距離較近的重要特征的距離。

可選地，上述可視化元素的環境因子EF為正有理數。