基于VTK的三维地质建模与可视化系统研究

"这篇硕士学位论文探讨了VTK在三维地质体建模与可视化系统中的应用，作者徐志强，导师杨邦荣，专业计算机应用技术，完成于2008年5月。研究背景是计算机图形学技术的进步和矿山开采规模的扩大，对三维地质建模与可视化技术提出了更高要求。论文主要研究内容包括基于VTK的系统设计、三维建模算法（TIN不规则三角网）以及交互式设计的插件模式。" 在论文中，VTK（Visualization Toolkit）被介绍为一个面向对象的三维可视化工具包，适用于Windows和Unix环境。它基于OpenGL，为用户提供了一套用于创建和展示三维模型的常用算法和细节处理。VTK利用组件思想和引用计数机制来优化内存管理，例如，当多个对象共享相同数据时，只需存储一份数据，通过引用计数来跟踪和释放资源。此外，论文提到了四种VTK的内存管理和性能优化策略： 1. 使用`UseReleaseDataFlag`可以在数据不再需要时立即释放，避免内存浪费。 2. `ImmediateModeRendering`禁用OpenGL的显示列表，减少内存中的数据备份。 3. `vtkStripper`生成三角形条带，提高OpenGL对多边形渲染的效率。 4. 根据需求选择不同的`vtkFilter`和`vtkMapper`组合，以实现特定功能并优化性能。 在具体应用中，论文构建了一个基于VTK的三维地质建模与可视化系统，采用了层次结构与插件方式相结合的架构。三维图形引擎采用层次架构，提供通用的建模算法、渲染和场景管理接口，降低开发复杂性。三维建模使用TIN（不规则三角网）表示地质实体，以提高渲染速度和计算准确性。插件设计模式则用于三维交互，降低模块间的耦合度，便于系统管理。 该系统实现了三维矿体建模、巷道实体建模以及三维地质数据管理，其渲染速度满足实际生产需求。关键词包括三维地质、不规则三角形、图形引擎和三维建模，强调了研究的重点在于利用VTK进行高效、真实的三维地质模型构建。