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基于LIC矢量场可视化算法的研究的开题报告
一、选题背景
随着科学技术的不断发展，计算机科学技术在各个领域也得到了广泛的应用，其中基于计算机模拟的流体力学仿真技术逐渐成为研究对象的重要手段。流体力学仿真技术可以模拟和预测流体或气体在不同条件下的流动和其它物理现象，为工程和科学研究提供了有力的支持。
流体力学仿真技术在应用时需要将模拟结果可视化，以便更好地展示流场的结构与特点。近年来，LIC(LineIntegralConvolution)矢量场可视化算法由于其能够直观地表现出流体的流态，从而得到了广泛的应用。LIC矢量场可视化算法的基本思想是通过对流体的流线进行采样和积分，构造出一张矩阵，用这张矩阵来对矢量场进行可视化展示。
目前，LIC矢量场可视化算法已经被广泛应用于航空航天、地球科学、医学等领域，但是这个算法仍然存在一些问题，比如在可视化大规模流场时需要的计算和存储资源较高，因此在实际应用中需要对算法进行优化和改进。
二、选题意义
LIC矢量场可视化算法是流体力学仿真技术中必不可少的一种算法，其在流场可视化领域有着广泛的应用前景。本研究的目的是对LIC矢量场可视化算法进行研究和优化，提高算法的效率和应用范围，使其能够更好地服务于工程和科学研究。
三、研究内容和研究方法
本研究主要的研究内容是对LIC矢量场可视化算法的优化和改进，以提高算法的效率和应用范围。具体包括以下几个方面：
1.根据目前可视化需求，研究LIC矢量场算法的性能瓶颈和局限性，并分析算法的优化方向；
2.基于GPU（GraphicsProcessingUnit）计算加速技术，探索LIC矢量场算法的并行化优化方案；
3.研究如何在LIC矢量场可视化算法中加入物理模型，以获得更加真实的流场可视化效果；
4.在LIC矢量场可视化算法中引入深度学习算法，提高算法的鲁棒性和可应用性。
研究方法主要包括实验分析和模拟实验。在实验分析中，将对LIC矢量场可视化算法的性能瓶颈和改进方向进行分析和研究；在模拟实验中，将利用流体力学仿真技术和LIC矢量场可视化算法来对流场进行分析和可视化。
四、研究预期成果
本研究的预期成果主要包括：
1.对LIC矢量场可视化算法进行优化和改进，提高算法的效率和应用范围；
2.探索LIC矢量场算法的并行化优化方案，加速算法的计算速度；
3.在LIC矢量场可视化算法中提供更加真实的流场效果；
4.应用深度学习算法来提高LIC矢量场可视化算法的鲁棒性和可应用性。
五、研究进度安排
本研究的时间表如下：
1.2021年10月至2022年1月：对LIC矢量场可视化算法进行深入研究和文献资料搜集；
2.2022年2月至2022年5月：探索LIC矢量场算法的并行优化方案并进行实验验证；
3.2022年6月至2022年9月：引入物理模型来改进LIC矢量场可视化算法；
4.2022年10月至2023年1月：探究在LIC矢量场可视化算法中引入深度学习算法的方案；
5.2023年2月至2023年6月：撰写毕业论文。
六、参考文献
1.Cabral,B.andLeedom,L.(1993).Imagingvectorfieldsusinglineintegralconvolution.Proceedingsofthe20thannualconferenceonComputergraphicsandinteractivetechniques,August,263-272.
2.ZhanpingLiuandHongqiangWei(2008).VolumeLICforlarge-scaleflowvisualization.ComputerGraphicsandApplications,IEEE,Vol.28(1),January-February,22-31.
3.WeileiYuandHan-WeiShen(2019).DeepLIC:End-To-EndDeepLineIntegralConvolutionforVisualizingLarge-ScaleFlow.IEEETransactionsonVisualizationandComputerGraphics,Vol.25(1),January,497-507.
4.ZhengdongYang,QileiZhang,andXiangyuZhang(2016).Aparallelalgorithmforgeneratinglargescalevectorfieldlinesbasedonlineintegralconvolution.IEEETransactionsonVisualizationandComputerGraphics,Vol.22(1),January,573-582.