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Ausgewählter Nerdkram von Informatikstudenten der Uni Ulm

28 Jul, 2009 von Raimar Wagner

Vektorfeldvisualisierung durch Flow Streams

In einem vorherigen Artikel hatte ich bereits über Visualisierungen von Vektorfeldern geschrieben, hier werden wir ein identisches Vektorfeld nutzen. Unser Beispielfeld ist wieder:

$V = x^2*y* e_1 + 2 * x * y^2 * z * e_2 + y* z^3 * e_3$

Wir setzen wieder gridPoints, glyPoints als gegeben vorraus. Des weiteren können wir auch wieder ein Magnituden-Array mag und ein Beschleunigungs-3Tupel-Array velocity als gegeben vorraussetzen:

vtkPoints gridPoints
vtkPoints glyPoints

vtkFloatArray velocity
  velocity SetNumberOfComponents 3
  velocity SetNumberOfValues [expr $x_extend*$y_extend*$z_extend]


vtkFloatArray mag
  mag SetNumberOfComponents 1
  mag SetNumberOfValues [expr $x_extend*$y_extend*$z_extend]

Im nächsten Schritt erzeugen wir wieder aus den Punkten und den zwei Arrays ein strukturiertes Gitter.

vtkStructuredGrid sgrid
  sgrid SetDimensions $x_extend $y_extend $z_extend
  sgrid SetPoints gridPoints
  [sgrid GetPointData] SetVectors velocity
  [sgrid GetPointData] SetScalars mag

Damit wäre die Definition des Feldes abgeschlossen, als erstes müssen die die Streams einen Startpunkt bekommen. In unserem Fall nehmen wir eine Linie auf der die Streams starten sollen.


vtkLineSource rake
  rake SetPoint1 1 9 9
  rake SetPoint2 9 9  9  
  rake SetResolution 200

Der vtkStreamTracer wird im nächsten Schritt die Stromlinien erzeugen die dann mit einem vtkTubeFilter dargestellt werden.

vtkRungeKutta4 integ
vtkStreamTracer streamer
    streamer SetInput sgrid
    streamer SetSourceConnection [rake GetOutputPort]
    streamer SetMaximumPropagation 5000
    streamer SetMaximumPropagationUnitToTimeUnit
    streamer SetInitialIntegrationStep 0.005
    streamer SetInitialIntegrationStepUnitToCellLengthUnit
    streamer SetIntegrationDirectionToBoth
    streamer SetIntegrator integ

vtkTubeFilter streamTube
    streamTube SetInputConnection [streamer GetOutputPort]
    streamTube SetRadius 0.1
    streamTube SetNumberOfSides 12

Im letzten Schritt muss nurnoch alles in Mapper und Aktoren gepackt werden (siehe frühere Posts) und wir bekommen das folgende Bild:

flow