针对海洋标量场数据的交互式可视化框架

在海洋遥感设备和海洋探测技术飞速发展的大环境下，高精度海洋数据得以广泛收集并计算，而高精度的海洋数据具有体量大、时变性强等特点，且在海洋深度上分布不均。这样的数据给海洋探索带来了广阔空间，但也给海洋可视化带来了巨大挑战。海洋可视化是观测海洋现象、提取海洋特征、预测海洋事件、提供决策支持的主要方式之一，不断与时俱进地更新并升级可视化框架，对于海洋的探索和分析具有重要意义。

海洋现象对热传输、物质传输和气候形成有重大影响，而分析海洋数据对于理解和预测海洋现象又至关重要。例如，海面温度和洋流可以预测厄尔尼诺和拉尼娜事件的发生及其对于全球气象的重大影响。

对于近些年来海洋数据量呈爆炸式增长的状况，本研究提出了一种新的分析框架，用于大型海洋标量体积数据的可视化。如图2所示，首先选择海洋标量场数据，然后将其转换为TIFF格式。其次，设计了一种新的基于GPU的光线投射算法来渲染海洋体数据。为了让用户观察到详细而动态的海洋现象，添加了一个内部漫游算法来观察海洋数据的内部结构，并设计了深度校正算法来适应海洋体积数据的特点。并且，设计了一种加速方法来平衡渲染质量和渲染速度。最后，开发了一个用于交互式可视化海洋体积数据的传递函数。