一種海浪三維可視化效果評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種客觀賦權(quán)的海浪三維可視化效果評估方法，屬于虛擬現(xiàn)實【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法首先提取不同海浪建模方法可視化效果對應(yīng)的評價指標(biāo)客觀標(biāo)量值構(gòu)建決策矩陣。利用熵值法計算各指標(biāo)熵值、差異系數(shù)，進而確定各指標(biāo)權(quán)重。其次，根據(jù)熵值法得到的指標(biāo)權(quán)重確定扇形角度值與指標(biāo)軸位置繪制雷達圖。最后通過評價函數(shù)確定不同海浪建模方法可視化效果評估量化值，得到客觀的評價結(jié)果。本發(fā)明提出的評估方法直接使用K值作為最終的評估值，對海浪可視化效果進行定量評估，根據(jù)算法原理，不同方法進行比較時K值越大表示該方法的海浪可視化效果越好。
【專利說明】一種海浪三維可視化效果評估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種客觀賦權(quán)的海浪三維可視化效果評估 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于受到地理、氣候、政治、經(jīng)濟以及自然等多種因素的制約，能夠?qū)崟r、逼真的模 擬出復(fù)雜多變的海浪，不僅在虛擬現(xiàn)實應(yīng)用、計算機圖形學(xué)以及學(xué)科發(fā)展等方面具有重要 地位，在軍事、電影、游戲等領(lǐng)域也有著十分廣泛的應(yīng)用前景和重要的經(jīng)濟價值。在船海工 程領(lǐng)域，對海浪的模擬可顯著縮減開發(fā)成本與周期，保證施工的順利進行；在軍事領(lǐng)域虛擬 海戰(zhàn)仿真中，模擬海浪的逼真性直接影響到用戶進行系統(tǒng)作戰(zhàn)進程觀察、戰(zhàn)場態(tài)勢分析和 作戰(zhàn)效果評估，同時模擬海浪的實時性則影響到操作人員在其中進行各種復(fù)雜任務(wù)的訓(xùn)練 和作戰(zhàn)演練。因此模擬海浪的真實性在很大程度上決定了實驗、仿真結(jié)果的可信性。
[0003] 海浪的建模和繪制一直以來是計算機圖形學(xué)研究的熱點、難點問題之一，其核心 是采用合適的建模和繪制方法，提高海浪模擬的實時性和真實感。近幾十年間海浪的建模 方法很多，如基于幾何建模、基于海浪譜建模等。表1比較了幾種海浪模型各自的特點。
[0004] 表1海浪模型特點比較
[0005]

【權(quán)利要求】
1. 一種海浪三維可視化效果評估方法，設(shè)有m種海浪建模方法，η項評價指標(biāo)，各指標(biāo) 值為Xij(l彡i彡m, 1彡j彡η);該方法包括如下步驟： 步驟1 :將各指標(biāo)在評價方案中的原始客觀數(shù)據(jù)組成決策矩陣，利用客觀賦權(quán)法熵值 法計算各指標(biāo)值的變異信息量和指標(biāo)間的相關(guān)信息量進而確定各指標(biāo)權(quán)重；該過程包括如 下子步驟： 1) 由各評估指標(biāo)原始客觀數(shù)據(jù)組成決策矩陣X= (XiPmxn
2) 對決策矩陣X進行歸一化處理：=xv/f>,, ?得到歸一化矩陣Y= (yu)mXn / /-I
3) 計算第j個指標(biāo)的熵值ej
4) 計算第j個指標(biāo)的差異系數(shù)Clj dj= 1-ej(1 彡j彡η) (4) 5) 確定評價指標(biāo)權(quán)重，第j個指標(biāo)權(quán)重為： ?=
對于某項指標(biāo)的熵值％越小，表明該指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜 合評估中所起的作用越大，其權(quán)重也越大； 步驟2 :根據(jù)指標(biāo)權(quán)重構(gòu)建海浪可視化效果評估雷達圖；評價指標(biāo)為η項，評估雷達圖 具體構(gòu)建過程如下： η 1) 根據(jù)步驟1得到的各評價指標(biāo)的權(quán)重值：ν= =1)按照由 J=I 大到小的順序排序，得到排序后得權(quán)重為V= (V1;V2，V3，V4，VfVn)，確定第j項指標(biāo)在雷達 圖中對應(yīng)扇形角度值為：Θ^ = 2JIXvj ; 2)作單位圓確定各項指標(biāo)軸；畫單位圓，從圓心O向圓引射線OA1，與圓交于點A1，從 OA1出發(fā)，依次作相鄰角度Θ」的其余n-1條射線，分別為0Α2、0Α3、0Α4、0Α5···0Αη ;依次作扇 形A1OAyΑ20Α3、Α30Α4···AnOAi的對角線，分別與單位圓相交于點PpP2、P3、P4、P5···Pn，則將線 段OP。0P2、0P3、0P4、0P5···OPn作為指標(biāo)軸； 3) 按照步驟1中式⑴-⑵對m種方法的η項指標(biāo)數(shù)據(jù)Xi = (xn，xi2，xi3，xi4，xyxin) (1彡i彡m)進行歸一化處理為同一量綱，得到第i種方法的η項指標(biāo)歸一化值為：Xi = (Xii,xi2,xi3,xi4,Xi5-Xin)(IIrn)； 4) 將歸一化值11=匕1々2;3々4々；^' 11)(1彡1彡111)按指標(biāo)權(quán)重順序重新 排列為單位圓內(nèi)距離圓點的長度d= (d1;d2,d3,d4,d5…dn)，并在指標(biāo)軸上標(biāo)出相應(yīng)的點 A/ ,A2' ,A3' ,A4' ,A5'…An'，依次連接η點得到可視化效果評估雷達圖； 5) 連接指標(biāo)軸與圓的交點Ρ，得到多邊形P1P2P3P4P^Pn，將其作為各指標(biāo)發(fā)展 最均衡的代表，作為基準(zhǔn)多邊形；連接指標(biāo)軸點Α/Λ'，ΛΑΛΑ5'…Αη'，將多邊形 VΛ'人'人'，Α5'…Αη'作為待評價多邊形； 步驟3 :評價函數(shù)計算可視化效果評估量化值K 在步驟2繪制的具有指標(biāo)權(quán)重屬性的雷達圖中，設(shè)基準(zhǔn)多邊形P1P2P3P4P^Pn面積為S， 周長為L;待評價多邊形V人'人'人'，Α5'…Αη'面積為S'，周長為L' ；根據(jù)三角形正、余弦 定理求解多邊形面積和周長,求解公式如下：
構(gòu)造特征向量：U= (U1,U2),其中U1 =S'L'、U2 =SL; 利用評價函數(shù)對特征向量進行處理，得到評估量化值K:
【文檔編號】G06T15/00GK104240202SQ201410455302
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】車力, 康鳳舉, 梁洪濤, 王順利 申請人:西北工業(yè)大學(xué)