一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，通過(guò)建立空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值到顏色與透明度的映射關(guān)系曲線；將映射后的空間電磁場(chǎng)顏色與透明度逐點(diǎn)進(jìn)行疊加，直到投射光線穿過(guò)空間點(diǎn)后的透明度大于等于1或者投射光線已經(jīng)完全穿出空間電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)區(qū)域時(shí)停止疊加，疊加停止時(shí)得到的透明度和顏色為當(dāng)前成像平面對(duì)應(yīng)像素的最終顏色和透明度；最后動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)顏色映射函數(shù)曲線，得到空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值可視化效果。本發(fā)明可用于對(duì)空間電磁場(chǎng)分布進(jìn)行可視化分析，能夠?qū)⒖臻g電磁場(chǎng)強(qiáng)度的整體特征展示出來(lái)，且展示的信息是整體信息，更加完整；能夠動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)顏色、透明度映射關(guān)系曲線，有利于得到最佳的展示效果，挖掘關(guān)鍵特征。
【專利說(shuō)明】—種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，可應(yīng)用于空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化分析。

【背景技術(shù)】
[0002]空間電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)創(chuàng)建的視覺(jué)圖像來(lái)表征空間電磁場(chǎng)整體分布，有助于理解電磁場(chǎng)空間分布規(guī)律，尋找其中的模式、特點(diǎn)及異常情況等。目前，空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度分布可視化方法有等值面、等值線、特征形狀以及體繪制方法，這些方法只能靜態(tài)的將空間電磁場(chǎng)表示為圖像，展示固定維度的特征，不能動(dòng)態(tài)的將整體特征展現(xiàn)出來(lái)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，可以動(dòng)態(tài)展示空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度整體分布特征。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，包括如下步驟:
[0005]步驟一、建立空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值到顏色與透明度的映射關(guān)系曲線；
[0006]步驟二、將映射后的空間電磁場(chǎng)顏色與透明度逐點(diǎn)進(jìn)行疊加，直到投射光線穿過(guò)空間點(diǎn)后的透明度大于等于I或者投射光線已經(jīng)完全穿出空間電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)區(qū)域時(shí)停止疊力口，疊加停止時(shí)得到的透明度和顏色為當(dāng)前成像平面對(duì)應(yīng)像素的最終顏色和透明度；
[0007]步驟三、最后動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)顏色映射函數(shù)曲線，得到空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值可視化效果。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:本發(fā)明提供的一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，可用于對(duì)空間電磁場(chǎng)分布進(jìn)行可視化分析，相比其他空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面:
[0009]1、能夠?qū)⒖臻g電磁場(chǎng)強(qiáng)度的整體特征展示出來(lái)，相比目前常用的等值面、等值線方法，本發(fā)明展不的?目息是整體?目息，更加完整；
[0010]2、能夠動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)顏色、透明度映射關(guān)系曲線，有利于得到最佳的展示效果，挖掘關(guān)鍵特征。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0012]圖1是空間電磁場(chǎng)顏色映射函數(shù)曲線圖；
[0013]圖2是空間電磁場(chǎng)光線投射示意圖；
[0014]圖3為調(diào)節(jié)紅色分量映射函數(shù)曲線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，包括如下步驟:
[0016]步驟一、建立空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值到顏色與透明度的映射關(guān)系曲線:
[0017]首先設(shè)定控制點(diǎn)數(shù)目(根據(jù)對(duì)電磁場(chǎng)強(qiáng)度值的關(guān)注區(qū)間設(shè)定控制點(diǎn)的數(shù)目和分布，如重點(diǎn)關(guān)注電磁場(chǎng)強(qiáng)度值低的區(qū)域，則在低強(qiáng)度區(qū)域設(shè)定更密集的控制點(diǎn)，中強(qiáng)度與高強(qiáng)度區(qū)域設(shè)定稀疏的控制點(diǎn))，然后通過(guò)圖形交互的方式分別建立顏色分量R、G、B以及透明度Alpha與電磁場(chǎng)強(qiáng)度值的函數(shù)關(guān)系曲線。
[0018]圖1是控制點(diǎn)數(shù)目為4時(shí)，建立的顏色分量R、G、B及透明度分量與空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值的映射關(guān)系曲線，初始狀態(tài)為默認(rèn)曲線。圖1中，I為紅色分量、2為藍(lán)色分量、3為綠色分量、4為透明度分量、5為控制點(diǎn)。
[0019]步驟二、將映射后的空間電磁場(chǎng)顏色與透明度逐點(diǎn)進(jìn)行疊加:
[0020]根據(jù)光線投射原理，空間電磁場(chǎng)向屏幕投射形成二維圖像，由成像屏幕指向空間電磁場(chǎng)進(jìn)行逐像素成像，空間電磁場(chǎng)每個(gè)元素根據(jù)映射關(guān)系曲線映射為顏色與透明度，疊加后形成的二維圖像融合了空間電磁場(chǎng)所有元素。
[0021]投射示意圖如圖2所示，其中21為空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)、22為投射光線、23為成像平面；以屏幕像素為單位，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)一條投射光線，依次將投射光線上的空間點(diǎn)進(jìn)行顏色與透明度疊加，疊加公式如下所示:
[0022]aout = ain+anow(l-ain)
[0023]Cout a out = Cin a in+Cnow a now (I — a J
[0024]式中，aout> ain、a n?分別代表光線穿過(guò)空間點(diǎn)之后、之前和當(dāng)前點(diǎn)的透明度，Cout> Cin, Cnow分別代表光線穿過(guò)空間點(diǎn)之后、之前和當(dāng)前點(diǎn)的顏色分量值。
[0025]當(dāng)投射光線穿過(guò)空間點(diǎn)后的透明度a out大于等于I (即完全不透明)或者投射光線已經(jīng)完全穿出空間電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)區(qū)域時(shí)停止疊加，疊加停止后的透明度和顏色為當(dāng)前成像平面對(duì)應(yīng)像素的最終顏色和透明度；
[0026]步驟三、最后動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)顏色映射函數(shù)曲線，得到空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值可視化效果:
[0027]通過(guò)圖形化的界面拖動(dòng)控制點(diǎn)，調(diào)節(jié)函數(shù)曲線，空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化結(jié)果隨之改變，可以動(dòng)態(tài)地突出具有不同特征的空間區(qū)域，直到調(diào)節(jié)得到最佳效果，挖掘出關(guān)鍵特征。
[0028]根據(jù)空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化效果以及強(qiáng)度數(shù)據(jù)分布情況，對(duì)顏色映射函數(shù)曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié):通過(guò)拖動(dòng)曲線控制點(diǎn)對(duì)顏色分量R、G、B以及透明度Alpha對(duì)應(yīng)的曲線分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖3所示為調(diào)節(jié)紅色分量映射函數(shù)曲線示意圖，圖中:5為控制點(diǎn)、6為紅色分量調(diào)整后曲線、7為紅色分量調(diào)整前曲線、8為調(diào)整方向。
[0029]最后得到空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值可視化效果，任意拖動(dòng)不同的顏色、透明度控制點(diǎn)，則可視化效果隨之動(dòng)態(tài)的改變。將非重點(diǎn)關(guān)注的電磁場(chǎng)強(qiáng)度區(qū)間調(diào)節(jié)為更加透明(透明度α更小)，則可以弱化非重點(diǎn)關(guān)注區(qū)間；將重點(diǎn)關(guān)注區(qū)間的電磁場(chǎng)強(qiáng)度紅色分量R調(diào)高、藍(lán)色分量B調(diào)低，非重點(diǎn)關(guān)注區(qū)間的藍(lán)色分量B調(diào)高、紅色分量R調(diào)低，則可以增加重點(diǎn)關(guān)注區(qū)間的對(duì)比度，有利于觀察電磁場(chǎng)強(qiáng)度重點(diǎn)關(guān)注區(qū)間的特征。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、建立空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值到顏色與透明度的映射關(guān)系曲線； 步驟二、將映射后的空間電磁場(chǎng)顏色與透明度逐點(diǎn)進(jìn)行疊加，直到投射光線穿過(guò)空間點(diǎn)后的透明度大于等于1或者投射光線已經(jīng)完全穿出空間電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)區(qū)域時(shí)停止疊加，疊加停止時(shí)得到的透明度和顏色為當(dāng)前成像平面對(duì)應(yīng)像素的最終顏色和透明度； 步驟三、最后動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)顏色映射函數(shù)曲線，得到空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值可視化效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，其特征在于:步驟一所述建立空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度值到顏色與透明度的映射關(guān)系曲線的方法為:首先設(shè)定控制點(diǎn)數(shù)目，然后通過(guò)圖形交互的方式分別建立顏色分量R、G、B以及透明度Alpha與電磁場(chǎng)強(qiáng)度值的函數(shù)關(guān)系曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可變顏色映射的空間電磁場(chǎng)強(qiáng)度可視化方法，其特征在于:步驟二所述將映射后的空間電磁場(chǎng)顏色與透明度逐點(diǎn)進(jìn)行疊加的方法為:以屏幕像素為單位，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)一條投射光線，依次將投射光線上的空間點(diǎn)進(jìn)行顏色與透明度疊加，疊加公式為:
aout = a in+anow(l-a in)
C0ut a out = Cin a in+Cnow anow(l-a in) 式中，a-、ain、anOT分別代表光線穿過(guò)空間點(diǎn)之后、之前和當(dāng)前點(diǎn)的透明度，(；ut、Cin、CMW分別代表光線穿過(guò)空間點(diǎn)之后、之前和當(dāng)前點(diǎn)的顏色分量值。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104318112SQ201410593464
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】貝磊, 喬小斐, 李東洋 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所