Laborübung Visualisierung WS 2003/04
Weidlich Andrea - 0026715
Emsenhuber Gerlinde - 0026580

Überblick
Diese Programm dient zur Visualisierung von Strömungsdatensätze. Der Datensatz, mit dem es entwickelt worden ist, stammt von R.W.C.P. Verstappen & A.E.P. Veldman of the University of Groningen (the Netherlands) und ist ein Slice einer Simulation einer Strömung um einen Block. Im Programm lassen sich die Stömungsdaten durch Arrowplot oder durch Streamlines anzeigen. Neben dem Strömungfeld beinhaltet der Datensatz zwei zusätzliche skalare Datensätze, die im Hintergrund angezeigt werden können.
Benutzerführung
 Arrowplot | Streamlines | Transferfunktion
Um einen Datensatz zu laden muss zunächst das Menü "File" geöffnet und der Menüpunkt "Load *.gri" angewählt werden. Im daraufhin erscheinenden Dialogfenster muss der gewünschte Datensatz ausgewählt werden. Anschließend muss noch ein "*.dat"-File geladen werden, auf welches durch den Menüpunkt "Load *.dat" zugegriffen wird. Nach dem Laden bleibt das Programmfenster zunächst schwarz, bis ein Renderverfahren ausgewählt wird. Zur Verfügung stehen Arrow Plot und Streamlines
Arrowplot
Das Arrowplot ist eine Methode zur direkten Repräsentation von Strömungsvektoren, bei der die Vektoren durch Pfeile dargestellt werden.
Die Länge der Pfeile ist variabel und wird im Dialogfeld "Arrow Length" eingestellt. Hierbei gibt es zwei verschiedene Methoden:
  • Konstante Länge: Alle Pfeile haben eine normalisierte Länge
  • Skalierbare Länge: Die Pfeile haben unterschiedliche Länge, entsprechend ihrer Vektoren.
Überdies kann mit dem Regler, der sich darunter befindet, die Größe bzw. die Länge der Pfeile eingestellt werden.
Die Pfeile selbst haben voneinander entweder einen konstanten Abstand oder einen von den Datensätzen abhängigen. Dies lässt sich in dem darunter befindendem Dialogfeld "Arrow Space" einrichten.
Über das Dialogfeld "Style" lässt sich durch das Aktivieren der der Checkboxen das Aussehen der Pfeile verändern:
  • Textured Arrows: Die Pfeile werden durch eine TGA-Textur ersetzt.
  • Transparency: Die Pfeile sind semitransparent. Dadurch ist es möglich, sowohl den Hintergrund-Datensatz als auch die Pfeile zu sehen.
  • Color Coded: Die Pfeile werden anhand ihrer Länge eingefärbt. Für die Farbe der Pfeile gibt es eine eigene Transferfunktion.
Streamlines
Die Strömungslinien können nach zwei verschiedenen Interpolationsverfahren berechnet werden, die man über das Listenfeld im Dialogfeld "Integration" auswählt.
  • Euler: dabei wird bei der Berechnung der Streamlines zur Ermittlung des nächsten Samplepoints einfach der Strömungsvektor des aktuellen Samplepoints mal dT gerechnet und zur Position des aktuellen Samplepoints addiert;
  • Runge Kutta (2. Ordnung): hier wird zunächst der Strömungsvektor des aktuellen Samplepoints mal dT/2 gerechnet und zum Samplepoint addiert; an dieserPosition wird der Strömungsvektor evaluiert, um dann anstelle des Strömungsvektors des aktuellen Samplepoints verwendet zu werden;
Außerdem kann man sich die Ergebnisse beider Verfahren nebeneinander anzeigen lassen. Dafür muss man "Runge Kutta/Euler Integration" auswählen.
Die Einstellungen der Streamlines lassen sich über das Dialogfeld "Properties" ändern.
  • DSep: der Abstand, den der Startpunkt einer neuen Streamline von allen anderen Streamlines haben muss
  • DTest: der Abstand, den irgendein Samplepoint einer Streamline von allen anderen Streamlines haben muss
Über das Dialogfeld "Style" kann man über das sich dort befindende Listenelement das Erscheinungsbild der Streamlines einstellen.
  • Simple: Die Streamlines werden als normale, konstant dicke Linien gezeichnet
  • Glyphen: Entlang der Streamlines werden Pfeile gezeichnet, wodurch die Richtungen der Streamlines als zusätzliche Daten repräsentiert werden.
  • Tapering: Beim Tapering ist die Dicke der Streamlines abhängig von ihrer Nachbarschaft. Je näher eine Streamline der anderen kommt, desto dünner wird sie.
  • Texture Generation: Die Samplepoints werden abhängig von ihrer Position in der Streamline mit einer periodischen Funktion eingefärbt.
Interactive Streamline Seeding:

Wenn die Checkbox "Seedpoints" aktiviert wird, kann man sich die Startposition der Streamlines selbst aussuchen: einfach auf eine Stelle am Bildschirm klicken, und von dort aus wird eine Streamline berechnet. Durch den Button "Clear Seeds" können die Streamlines wieder gelöscht werden.

Transferfunktion
Wenn die Transferfunktion zum ersten Mal verwendet wird, ist sie ein Farbverlauf von schwarz nach weiß. Durch Linksklicken auf einer bestimmten Stelle wird ein neuer Punkt eingefügt, wenn sich dort noch kein Punkt befindet, oder aber ein sich dort Befindender kann durch ziehen mit gedrückter Maustaste verschoben werden. Durch Doppelklicken auf einen Punkt kann man dessen Farbe verändern und durch einen Rechtsklick wird er gelöscht.
Der Farbverlauf der Transferfunktion dient als Legende für die Werte, die angezeigt werden sollen.
Beispielbilder
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