基于VTK的有限元軟件GUI界面研究.pdf

1、有限元可視化是研究者在研究工作過(guò)程中提高工作效率的一個(gè)重要技術(shù)。近年來(lái)有限元方法的研究不斷深入，加上計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)的提高，有限元可視化的發(fā)展更是得到極大的推進(jìn)。VTK是一種強(qiáng)大的圖形處理與圖形渲染工具，目前在各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中VTK已被廣泛應(yīng)用。針對(duì)有限元可視化方面，VTK的研究工作甚少，就需要更加深入的探討研究。本文主要研究了VTK的可視化機(jī)制，并且著重描述其在有限元可視化的研究，并且開(kāi)發(fā)出一個(gè)完整的有限元分析可視化系統(tǒng)。本文主要的

2、研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1) VTK管線(xiàn)可視化技術(shù)
　　介紹了VTK的整體系統(tǒng)框架，并研究了對(duì)象模型中的圖形模型和可視化模型，講述了VTK的渲染流程。針對(duì)VTK的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，研究了其數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式和其表達(dá)方式。探討了幾種數(shù)據(jù)對(duì)象的可視化技術(shù):符號(hào)化、顏色映射、數(shù)據(jù)合并、提取輪廓、切割和流線(xiàn)/流面技術(shù)。
　　(2)有限元數(shù)據(jù)的建模
　　有限元數(shù)據(jù)的表達(dá)內(nèi)容主要是節(jié)點(diǎn)與單元，針對(duì)有限元數(shù)據(jù)的特性，利用VTK的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將

3、有限元的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)數(shù)組中，并且設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)的輸入和輸出接口類(lèi)。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠通過(guò)txt文件和界面操作來(lái)完成對(duì)有限元數(shù)據(jù)的建模。
　　(3)渲染窗口的交互功能
　　渲染窗口的交互功能是本文研究的重點(diǎn)。論文先研究VTK自身的交互方式，結(jié)合這些交互器的優(yōu)缺點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了功能更加完善的交互功能。本文的交互器能夠響應(yīng)鼠標(biāo)按鍵等消息，實(shí)現(xiàn)平移、選擇、縮放等交互功能。
　　(4)有限元可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　本文系統(tǒng)采

4、用VS2012平臺(tái)，與MFC框架聯(lián)合開(kāi)發(fā)，符合“應(yīng)用—文檔—視圖”關(guān)系結(jié)構(gòu)。在功能上實(shí)現(xiàn)了基本操作功能、模型數(shù)據(jù)的輸入和輸出、二維梁?jiǎn)卧撵o力分析、顯示功能（編號(hào)顯示、透明度改變等）、世界坐標(biāo)系的顯示以及選擇功能。本文的選擇功能進(jìn)一步深化了VTK的選擇機(jī)制，能夠?qū)θ我粋€(gè)cell類(lèi)型進(jìn)行拾取。并且對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的界面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，充分利用了各個(gè)類(lèi)型的控件，為用戶(hù)提供了良好的交互界面。
　　總之，本文首先研究VTK的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)對(duì)象渲染機(jī)