向量场是科学和工程中的重要概念，描述物理过程中的方向信息和状态的变化趋势。向量场数据可视化有着十分重要的意义。随着计算机软硬件和计算技术的飞速发展，科学计算和工程实践中产生了越来越多、越来越复杂的向量场数据，对向量场数据可视化不断提出新的挑战，本文结合实际应用背景，对向量场数据可视化进行了广泛的研究和探索。 纹理方法是有效的二维向量场数据全局可视化技术，文中通过分析纹理方法的频率含义，指出现有方法的不足，并提出纹理流线方法，该法的频率含义更为明确，实现更为简洁，并可以通过纹理的伸缩来实现一幅图像中的多频纹理，直接表现出向量的大小。 对于非定常数据，好的可视化算法不仅应能描绘出每个时间步的物理状态，还应能通过对连续时间步的顺序显示反映出物理过程的时间变化情况。对来自爆轰、爆炸等复杂物理过程模拟产生的二维非定常网格向量数据，可视化尤为困难。文中提出非定常点噪声方法，通过对时间相关性和空间相关性的分析和保持，实现了瞬间可视化和连续可视化的要求，并对爆轰物理数据加以实验，取得了良好的结果。 三维向量场数据的表现更为复杂，体绘制由于能够表现数据的整体属性而受青睐。而其不足之处在于庞大的计算量和数据中流结构的表现。文中提出进一步简化光线投射计算，降低计算开销的方法，并对传统体绘制方法中的物质分类进行了改进，提出基于曲率的光线投射方法，使绘制结果中的流结构更为突出。 非定常三维向量场可视化的难点不仅在于数据表现本身，还在于大体积数据的管理和组织。文中提出利用小波变换和数据的时间和空间相关性的小波-差分方法，在不增加数据量的情况下，通过减少重复计算提高计算速度。并利用小波模板实现数据在不同精度水平上的显示。实验表明，对时间相关性较大的数据，该方法能有效地降低时间开销。 并行计算降低计算密集型计算任务时间开销的有力途径。文中研究了如何在基于消息传递的工作站网络环境中实现高效的定常和非定常三维向量场数据可视化，并在共享内存的MIMD环境中获得了超线性速比的并行光线投射方法，通过对共享和分布内存MIMD环境特点的分析，设计了一个异构工作站网络环境中的并行光线投射方法。 计算流动显示是近年来新兴的一个研究热点，它利用计算机模拟光学流动显示的过程，得出与实验结果可比的图像。其中的计算难点是光线在流场中的密度函数积分，文中利用光线投射原理改进原有的光线积分方法，有效地提高计算效率。 文中实现并介绍了针对爆轰物理数据开发的二维非定常向量场可视化工具集， lfi]防布「’学技术人学研究生院学位论文二二二二二二二二二二二二二二二二LepVISO