范良，张晓蓉，吴亚东，陈呈，王昉

1. 西南科技大学计算机科学与技术学院，四川 绵阳 621010；2. 四川轻化工大学计算机科学与工程学院，四川 自贡 643002；3. 空气动力学国家重点实验室，四川 绵阳 621000；4. 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，四川 绵阳 621000

1 引言

体可视化是科学可视化中的重要研究方向，被广泛应用于医学影像、计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）、气象气候学等领域，体绘制算法是体可视化领域的重要研究内容[1]。体绘制直接从三维的体数据中生成半透明的二维屏幕图像，空间表现能力强，因此，也被称为直接体绘制。科学家可以通过体绘制结果看穿数据体，探索数据内部结构，获取有用信息。与面绘制相比，体绘制结果多了一个维度的信息，因此，可视化结果不仅更加精确，而且更能体现数据本身的特点[2]。

体数据是体绘制算法的输入，分为结构网格和非结构网格[3]。其中，结构网格具有规则的几何结构和拓扑结构，相反，非结构网格的几何结构和拓扑结构不规则，网格单元可以是任意形状。在三维数据场变化剧烈的区域可以用体积较小的网格单元表示，变化比较平滑的区域则使用体积较大的网格单元表示，对于同一个数据场，可以用更少的非结构网格单元进行描述，有效节省了存储空间[4]。因此，非结构网格数据在科学计算与仿真领域的应用更加广泛。然而，由于非结构网格的几何结构和拓扑结构不规则，相对于结构网格，非结构网格的体绘制算法设计比较困难，涉及复杂的计算与庞大的存储量。……