夏伟+吕晓琪+王月明+张信雪

摘 要： 为了实现海量、多维、时序等特点的海洋环境数据三维动态可视化表达，设计基于OSGEarth三维虚拟可视化平台，并详细阐述该系统的体系结构。将几何着色器应用于对数据的渲染着色，同时利用GPU强大的处理能力加快渲染的速度；通过坐标变换，将数据可视化的结果紧密贴合在三维地球表面上；通过人机交互机制，进一步实现了海洋环境数据的动态可视化。实验表明，该方法具有一定的可操作性，可以为海洋环境数据的动态可视化及分析提供技术平台。

关键词： 三维动态可视化； OSGEarth； 几何着色器； 坐标变换； 人机交互； 海洋环境数据

中图分类号： TN919?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）04?0176?04

Abstract： To achieve the 3D dynamic visualization representation of massive and multidimensional marine environment data in time series， the 3D virtual visualization platform based on OSGEarth is designed， and the architecture of the system is described in detail. The geometry shader is applied to the color rendering of data. Meanwhile， the powerful processing capability of GPU is utilized to accelerate the rendering speed. The date visualization results are closely attached to the surface of the three?dimensional earth by means of coordinate transformation. The dynamic visualization of marine environment data is further realized by using the human?computer interaction mechanism. The experimental results show that the method is feasible and can provide the technology platform for dynamic visualization and analysis of marine environment data.

Keywords： 3D dynamic visualization； OSGEarth； geometry shader； coordinate transformation； human?computer interaction； marine environment data

0 引 言

近年来，随着海洋科学技术的发展，面向海洋领域的应用日益加深，对于海洋环境数据的分析与表达已经成为一个研究热点。为了有效地分析探究海洋环境数据的内在规律以及发展变化，三维动态可视化系统的研发已经成为一种趋势。目前，针对海洋领域数据的统一管理与三维动态可视化表达，国内外学者都展开了相关研究，如肖如林等分析三维虚拟地球在海洋数据处理方面应用的优势，并在此基础上，研发了一套三维海洋信息操作平台系统，实现了大量海洋环境数据的集成和可视化[1]；涂超等采用插值法连续生成了海洋温度的三维空间数据场，融合可视化技术，提出海洋温度场的三维可视化方法[2]；王想红等基于NetCDF数据模型，实现了海洋环境数据三维可视化[3]；……