Flow Visualisation

Abstract:

Flow Visualization ist ein Programm zur Darstellung von Strömungsdatansätzen. Es wurde entwickelt, um diese Datensätze mittels Farbcodierung, Arrow Plots und Streamlines zu visualisieren und zu explorieren. Im speziellen wurde ein Steamline Placement Algorithmus, wie er im Paper [Jobard, Lefer] beschrieben ist.
Um die Rechenzeit zu verkürzen, wurde das nicht-kartesische Gitter in ein kartesisches Gitter mittels bilineares Interpolation resampled.

Funktionalität:

Dynamische Farbcodierung der Strömungsgeschwindigkeit mittels interaktivem Tone Mapping.
Arrow Plots statischer und dynamischer Pfeilgröße.
Streamlines mit variablen Abstand und variabler Länge.
Streamlines mit gleichmäßigem Abstand [Jobard, Lefer].
Dynamische Farbcodierung der Streamlines mittels interaktivem Tone Mapping.

Installation:

Flow Visualization aus dem Web laden und ausführen. Keine weiteren Schritte sind zur Ausführung des Programms notwendig.

Data Sets:

Um mit Flow Visualization zu arbeiten brauchen sie ensprechende Datensätze. Ein Datensatz besteht aus zwei Files, eines mit der Extension '.gri', das die Gridgeometrie beschreibt, und eines mit der Extension '.dat', in dem die Strömungsgeschwindigkeit codiert ist.
Sie können einen Testdatensatz von der Page http://www.cg.tuwien.ac.at/courses/Visualisierung/2000-2001/block.00000.dat.gz herunterladen.
Eine genauere Beschreibung das Dateiformats und die Bedingungen, um diesen verwenden zu dürfen, finden sie hier.

User Interface:

Flow Visualization besitzt ein einfach zu bedienendes User Interface, mittels dem sie auf die volle Programmfunktionalität Zugriff haben.
Folgende Abbildung zeigt bereits einen mittels eines Arrow Plots visualisierten Datensatz.

Das Menü:

File, Open: Zeigt ein Dialogfenster, mit dem sie die zu visualisierenden Daten laden können.
File, Save: Speichert das aktuelle Bild.

Unterstütze Fileformate sind JPEG and BMP.

File, Save As: Zeit ein Dialogfenster, mit dem sie das aktuelle Bild speichern können.
File, Print: Druckt das aktuelle Bild.
File, Exit: Verläßt das Programm.
Run, Arrow Plot: Zeichnet einen Arrow Plot mit den gewählten Optionen.
Run, Stream Lines: Zeichnet Streamlines mit den gewählten Optionen.
Tools, Flow Color ... : Öffnet das interakive Farbcodierungsfenster für den Strömungshintergrund.
Tools, StreamLine Color... : Öffnet das interakive Farbcodierungsfenster für die Streamlines.
About, About: Zeigt Informationen über das Programm an.

Optionen:

Arrows: Wählt die Länge und Farbe der Pfeile. Ist die minimale Länge gleich der maximalen, so werden alle Pfeile gleich lang dargestellt. Ansonsten werden sie entsprechend der lokalen Geschwindigkeit skaliert.
Stream Lines: Wählt die Länge, die Distanz und den Plazierungsalgorithmus für die Streamlines.
Integration: Wahl zwischen Euler (schneller) und Runge-Kutta (besser) als Integrationsverfahren.
Direction: Richtung der Integration.

Das Farbcodierungsfenster:

Dieses Fenster erlaubt das interakive Tone Mapping mittels Stützpunkten, die mit der Maus manipuliert werden können, auf den drei RGB Farbkanälen. Zwischen den Stützpunkten wird mittels kubischen Splines oder linearer Interpolation interpoliert.

Das Menü:

File, Open: Öffnet ein Farbkodierungschema.
File, Save: Speichert das aktuelle Farbkodierungsschema.
File, Save As: Zeit ein Dialogfenster, das das aktuelle Farbkodierungsschema speichert.
File, Exit: Schließt das Fenster.
Apply, Apply: Wendet das aktuelle Farbkodierungschema auf den Strömungsfluß / die Streamlines an.
Apply, Instant Apply: Wendet Änderungen sofort an.

Image:

Beinhält das jeweils aktuelle Bild.

Bildmaterial:

Fig: Arrow Plot variabler Größe auf farbkodierten Hintergrund.

Fig: Einfaches Stream Lines Placement auf farbkodierten Hintergrund.

Fig: Einfaches farbkodiertes Stream Line Placement hoher Dichte auf helligkeitskodiertem Hintergrund.

Fig: Adaptives [Jobard, Lefer] Stream Line Placement auf farbkodiertem Hintergrund.

Fig: Adaptives [Jobard, Lefer] farbkodiertes Stream Line Placement auf helligkeitskodiertem Hintergrund.