矢量场可视化的方法--LIC

       矢量场可视化是科学计算可视化中非常前沿的研究课题，它可以将矢量场的情况清晰地反映出来，矢量场可视化常用的方法有很多很多，现举例如下：

箭标图方法：

矢量线方法：

粒子及粒子动画：

粒子沿着矢量场的方向运动，因为我找不到这种动态图片，所以结果就不贴了，效果很容易想象的。

最后就是我实现的LIC的方法：

L IC 方法是基于矢量方向的相关性来对噪声纹理进行低通滤波，最终显示相关性。具体地说,，L IC选择噪声(一般为白噪声) 作为输入纹理，输出纹理的每个像素值均通过线积分卷积得到：首先基于该像素沿矢量正、反方向对称积分得到流线，将流线上所有象素对应的输入噪声值按卷积核参与卷积，结果作为输出纹理的像素值。

      

                       图1  噪声                                                          图2  矢量场

 

                                  

                                                      图3  LIC的结果

 

LIC的输入是一幅噪声图片加上矢量场，最后得到纹理的结果，如上图。

实际上LIC的思想很简单，就是把流线上的所有点都参与卷积（其实就是一个加权平均，实际处理时有很多加权的办法，取平均就是最简单的）。

LIC的步骤：

1.读入噪声图片

2.读入矢量场

3.对于矢量场中的每一个点，跟踪流线，

   跟踪流线是LIC中最具挑战的一步，意思就是说根据矢量场中每个点的方向，找出在同一条方向上的点，当然，流线的长度是可以规定的，一般定位十。

4.卷积。

上面介绍的很简单，很有多这方面的论文，都写得很详细。

以上的方法只能显示矢量场的方向，不能显示矢量场的长度，因此，我用了一种叫做“Color LIC”的方法，用伪彩色来显示矢量的长度，这里用到了colormap，网上很多关于伪彩色的介绍，很详细。

当然，用不同的color map会有不同的效果。

介绍的很简略，因为过程很麻烦，所以没办法细讲，欢迎交流，我的联系方式我的空间能够找到。

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