ThermoFisher Scientific Avizo 2019用户指南：软件开发与版权信息

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本篇文档是ThermoScientific TMAvizo TM 软件的用户指南，发布于2019年。它由德国Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) 和FEISAS（ThermoFisher Scientific 的一部分）联合开发。Avizo 是一个专为科学研究和数据分析而设计的强大工具，其在地学领域的应用通过 Avizo X Earth Extension 和 Avizo XL Volume Extension 特性得到了扩展，这些扩展包含了Landmark U.S. Patent Number 6,765,570 的用户保护。该用户手册详尽介绍了Avizo软件的功能、安装过程、操作步骤以及相关的版权和商标信息。版权方面，所有1995年至2019年的内容受Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB) 和FEISAS的保护，且ThermoFisher Scientific拥有全部权利。商标信息强调了所有商标属于ThermoFisher Scientific及其子公司，除非另有特别指定。用户指南仅限于与ThermoFisher Scientific提供的软件配合使用，并受书面许可协议约束。未经授权，用户不得复制或披露手册中的任何部分，除非在许可协议允许的范围内或经ThermoFisher Scientific事前书面授权。此外，ThermoFisher Scientific保留对软件进行修改的权利。在阅读此手册时，用户应遵循指导，了解如何有效利用Avizo的3D可视化、图像处理、数据分析和交互式探索功能，以便在各自的研究领域内获得高质量的科学成果。它可能包含教程、示例、配置设置以及故障排除步骤，帮助用户充分利用Avizo的强大性能和特性。这是一份针对Avizo软件的专业指南，对于使用该软件进行科研工作的人员来说，是理解和掌握其功能的关键文档，同时也提醒用户在使用过程中必须遵守版权和许可协议的要求。

13.7.4 Vectors in a plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683

13.7.5 Stream ribbons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

13.7.6 Find the 3D critical points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685

13.8 Avizo XWind Extension Statistical and Arithmetic Computations . . . . . . . . . . . 686

13.8.1 Surface and volume integrals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687

13.8.2 Arithmetic computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692

13.9 Avizo XWind Extension Vorticity Identiﬁcation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

13.9.1 Vorticity-related variables computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

13.9.2 Vortex core lines identiﬁcation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696

13.9.3 Vortical ﬂow visualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698

13.10 Avizo XWind Extension Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700

13.10.1 3D measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701

13.10.2 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702

13.10.3 Data probing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704

14 Avizo XLabSuite Extension User’s Guide 708

14.1 Getting started with absolute permeability computation . . . . . . . . . . . . . . . . 710

14.1.1 Theoretical elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710

14.1.2 Step 1 - Activate Avizo unit management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714

14.1.3 Step 2 - Load the data set and select the length unit for voxel size . . . . . . . 715

14.1.4 Step 3 - Set the voxel size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717

14.1.5 Step 4 - Create a label image from the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . 720

14.1.6 Step 5 - Remove non-percolating void space . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723

14.1.7 Step 6 - Selection of a sub-region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726

14.1.8 Step 7 - Absolute permeability experiment simulation . . . . . . . . . . . . . 728

14.1.9 Step 8 - Absolute permeability tensor calculation . . . . . . . . . . . . . . . 733

14.1.10 Step 9 - Permeability validation with Kozeny-Carman equation . . . . . . . . 737

14.2 Getting started with molecular diffusitivity computation . . . . . . . . . . . . . . . . 738

14.2.1 Theoretical elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739

14.2.2 Step 1 - Load the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743

14.2.3 Step 2 - Set the voxel size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744

CONTENTS xiv

14.2.4 Step 3 - Create a label image from the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . 744

14.2.5 Step 4 - Remove non-percolating void space . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745

14.2.6 Step 5 - Selection of a sub-region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745

14.2.7 Step 6 - Molecular diffusivity experiment simulation . . . . . . . . . . . . . . 746

14.2.8 Step 7 - Molecular diffusivity tensor calculation . . . . . . . . . . . . . . . . 749

14.2.9 Step 8 - Molecular diffusivity computation validation . . . . . . . . . . . . . 751

14.3 Getting started with formation factor and electrical conductivity computation . . . . . 753

14.3.1 Theoretical elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754

14.3.2 Step 1 - Load the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757

14.3.3 Step 2 - Set the voxel size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758

14.3.4 Step 3 - Create a label image from the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . 758

14.3.5 Step 4 - Remove non-percolating void space . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759

14.3.6 Step 5 - Selection of a sub-region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760

14.3.7 Step 6 - Formation factor experiment simulation . . . . . . . . . . . . . . . . 761

14.3.8 Step 7 - Effective formation factor calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . 763

14.3.9 Step 8 - Formation factor computation validation . . . . . . . . . . . . . . . . 765

14.4 Getting started with thermal conductivity computation . . . . . . . . . . . . . . . . . 767

14.4.1 Theoretical elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767

14.4.2 Step 1 - Load the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771

14.4.3 Step 2 - Set the voxel size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772

14.4.4 Step 3 - Create a label image from the data set . . . . . . . . . . . . . . . . . 772

14.4.5 Step 4 - Remove isolated conducting materials parts . . . . . . . . . . . . . . 773

14.4.6 Step 5 - Selection of a sub-region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773

14.4.7 Step 6 - Thermal conductivity experiment simulation . . . . . . . . . . . . . 774

14.4.8 Step 7 - Effective thermal conductivity calculation . . . . . . . . . . . . . . . 778

14.4.9 Step 8 - Thermal conductivity computation validation . . . . . . . . . . . . . 779

15 Avizo XPand Extension 786

15.1 Introduction to Avizo XPand Extension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787

15.1.1 Overview of Avizo XPand Extension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787

15.1.2 System Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789

CONTENTS xv

15.1.3 Structure of the Avizo File Tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789

15.1.4 Quick Start Tutorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791

15.1.5 Compiling and Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793

15.1.6 Maintaining Existing Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795

15.2 The Development Wizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

15.2.1 Starting the Development Wizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797

15.2.2 Setting Up the Local Avizo Directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797

15.2.3 Adding a New Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799

15.2.4 Adding a New Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800

15.2.5 Adding an Ordinary Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800

15.2.6 Adding a Compute Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801

15.2.7 Adding a Read Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801

15.2.8 Adding a Write Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802

15.2.9 Creating the Build System Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803

15.2.10 The Package File Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803

15.3 File I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806

15.3.1 On ﬁle formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806

15.3.2 Read Routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807

15.3.3 Write Routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817

15.3.4 Use the AmiraMesh API to read and write ﬁles in Avizo data format . . . . . 822

15.4 Writing Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828

15.4.1 A Compute Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828

15.4.2 A Display Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836

15.4.3 A Module With Plot Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844

15.4.4 A Compute Module on GPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849

15.5 Data Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860

15.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860

15.5.2 Data on Regular Grids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863

15.5.3 Unstructured Tetrahedral Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869

15.5.4 Unstructured Hexahedral Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871

CONTENTS xvi

15.5.5 Unstructured Mixed Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873

15.5.6 Other Issues Related to Data Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875

15.6 Documentation of Modules in Avizo XPand Extension . . . . . . . . . . . . . . . . . 879

15.6.1 The documentation ﬁle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879

15.6.2 Generating the documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880

15.7 Miscellaneous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881

15.7.1 Time-Dependent Data And Animations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881

15.7.2 Important Global Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883

15.7.3 Save-Project Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885

15.7.4 Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886

16 Avizo XMetrology Extension 888

16.1 Data Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888

16.1.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888

16.1.2 Metrology Surface Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889

16.2 Data Visualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891

16.2.1 Metrology 3D Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891

16.2.2 Volume Rendering Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892

16.2.3 Surface Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892

16.2.4 Ortho Views Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892

16.3 Geometries Fitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893

16.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893

16.3.2 Geometry Fitting Toolbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894

16.3.3 Fitting Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895

16.3.4 Fitting Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895

16.4 Inherited Geometries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902

16.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902

16.4.2 Inherited Geometry Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902

16.4.3 Intersection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903

16.4.4 Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903

16.4.5 Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904

CONTENTS xvii

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