科学计算可视化技术在有限元数值计算的应用中起着十分重要的作用,它不仅可以帮助工程技术人员通过直观的视觉工具快速而有效地从繁杂的计算数据中提取出有意义的特征和结果，而且能够通过视算一体化的途径改进和发展更有效的计算方法和计算策略。二维数据场可视化技术发展比较成熟，目前己经在有限元计算后处理以及各种工程软件中得到了广泛的应用。而三维数据场的可视化方法，由于三维实体有限元模型和网格的不规则性，许多方法很难满足有限元应用软件的要求，目前仍然处于研究阶段。 本文的研究工作主要是以体绘制和实体剖切两类方法为中心展开的，不仅对已有的算法作出改进，而且提出了几种新的算法以进一步提高图象质量，并保证算法的快速性。 本文的主要研究成果及创新之处是: 1. 体绘制方法是显示三维数据场整体分布特征的一种主要方法。本文在IS算法的基础上提出了一种适用于任意单元类型的MS方法，改进了剖切面的形成算法，使算法效率得到很大提高。针对不规则有限元网格的特点，在MS算法中提出了一种单元重要性函数的概念和小单元补充算法，提高了体绘制图像的准确率和图像绘制速度。并结合有限元数据场的特点，提出一种体数据与几何面的混合绘制方法，显著地提高了体绘制图像的清晰度和真实感。有限元数据场的分布是非线性的，简单的线性插值会带来较大误差。本文利用形函数的特点，提出了一种体绘制中剖切面上的插值方法，使得体绘制图像的精度得到了很大提高。在有限元数据场中存在着病态单元以及凹单元面等异常情况，本文通过分析，改进了原有算法，给出了正确的切面多边形的形成方法。 2．体数据的剖切是体绘制技术应用中的一个重要问题。本文利用OpenGL的Stencil功能提出了一种任意封闭多面体对体数据的剖切算法，进一步展现了数据场内部的数据分布情况。本文利用二叉树对多剖切体情况下的Stencil参照值的进行了合并，使得在每一切层上的绘制次数达到最少。并利用包围盒方法和OpenGL的裁减操作大大减少了不必要的Stencil测试和像素填充，使得算法效率得到了显著的提高。通过对剖切体前后表面的Stencil操作的统“，大大加快了复杂剖切体的Stencil操作。 3．等值面显示也是一种三维数据场可视化重要方法，本文利用OpenGL的Alpha功能实现了体绘制与等值面的混合显示。并通过对有限元数据特点的分析，有效的解诀了等值面之间的遮挡问题和存在孔洞情况下等值面的正确绘制。 4。三维实体有限元网格的任意面剖切是显示三维数据场分布的一种有效方法。本文在单元信息描述表的基础上提出了一种适用于任意实体单元类型的快速剖切算法。 在上述可视化方法研究的基础上，本文工作研究开发了有限元计算可视化软件GRAFE．VR，作为结构有限元分析和优化设计软件系统JIFEX的一个子系统，对若干大型复杂结构有限元分析的数据场进行可视化处理，验证了本文方法的有效性，提高了有限元应用软件的可视化功能和应用水平。 最后，总结了论文研究工作并提出了进一步研究的方向。