CN102047294B - 对表示网格体的几何不规则网格数据的三维体成像的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

几何不规则的网格数据的3D体成像的系统及方法。该系统及方法利用各种类型的探针及显示器以实时绘制该几何不规则的网格数据，并分析该几何不规则的网格数据。

Description

对表示网格体的几何不规则网格数据的三维体成像的系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2008年6月6日、申请号为61/059,716的美国临时专利申请的优先权，而且其说明书通过引用并入于此。
关于联邦资助研究的声明
不适用。
技术领域
本发明总体上涉及用于对表示网格体(grid volume)的几何不规则网格数据的三维(“3D”)体成像的系统及方法。更具体地，本发明涉及使用各种类型的探针及相应的显示器，实时成像几何不规则的网格数据。
背景技术
典型的商业化油藏可视化软件有助于石油和油藏工程师及地质学家看到静态或动态仿真结果，并可直观地对比重复的“假设”情景。许多油藏模型经常描绘为断开的曲线网格体，也称为“3D网格”，其中每个网格单元具有明确限定的六面几何体。该软件显示具有油藏特定属性(例如含气饱和度)的油藏的不同视图。通过旋转视图可以看见油藏的边缘、顶部及底部。
可视化能够用于油藏特性描述和仿真过程中的四个不同的地方：1)网格化后，2)初始化后，3)仿真期间，以及4)仿真之后。可视化软件通常允许表示任何仿真属性、属性之间的即时切换、以及设置限制到指定的数据范围并具有唯一单元显示的数据阈值的能力。可视化模型可以包括单层、或多层视图，可以去除单元以揭示模型的内部。还可以构建可视化模型来形成网格体的拐角点以及局部细化的完整显示。建立模型框架的传统方法是使用具有输入栏及进度条的二维(“2D”)界面对话框的分步过程，并非实时完成。
地质学家努力研究多种数据类型以寻找石油或天然气。地震数据通常用于识别连续反射(表示土层(horizon))以及形成含烃类油藏结构框架的中断反射(表示断层或其它结构成分)。这种数据类型提供高分辨率水平信息，但是缺少垂直细节。在油气勘探期间，井数据提供来自电缆测井(wire-line logs)及岩心(cores)的岩石物理和地质资料。这种井数据包含高分辨率的垂直信息，但是缺少井间的水平细节。这样，成熟的地球建模工具可以将这两种数据类型信息进行整合，同时优化水平和垂直分辨率。从而得到一个静态模型，该模型能够用于建立油藏模型，以预测石油和/或天然气流场，并促进油气生产计划。
通过使用3D图形对象，可视化用模型表示油藏特定区域的仿真效果。仿真属性以色彩的形式显示在图形对象上并表示油藏结构。这样，可以很容易地评估油藏的物理变化，例如气顶运动或压力变化。在仿真过程中，以任意角度可视化仿真模型的能力增进了油藏认知。
3D油藏模型可表示为六面体网格单元，该六面体网格单元可为拓扑结构化或非结构化，且可以为几何规则或几何不规则。具有几何不规则拓扑结构的曲线网格体在油藏中更为典型，因此受到特别关注。3D网格可以限定为：
cell＝f(I，J，K)＝(v1，v2...v8，a1，a2...an)
其中v1，v2...及v8是单元的八个顶点，a1，a2...及an是属性。3D网格是I层厚，J个单元宽，K个单元深，包括具有被称为网格坐标的坐标(I，J，K)的单元。网格坐标(I，J，K)通常用在索引域中，笛卡尔(世界)坐标(x，y，z)通常用在采样域。
一些商业应用以及研究能够可视化3D网格并提供基本的3D场景交互操作，诸如旋转以及缩放功能，但是，使用2D菜单限定特定特征，诸如I，J或K层。对于大的或复杂的体，图像生成要求非常多的时间，以至于软件必须显示进度条。虽然能够训练用户在3D下工作时设置2D菜单中的参数，但是他们还是会因这种别扭的交互而产生挫败感。
如上所述，3D油藏模型是拓扑结构化或非结构化，体是几何规则或几何不规则。使用绘制算法可以很容易地将非结构化体重采样为规则的结构化体。对于非结构化体的可视化研究包括广泛使用的投影四面体技术。也公开了许多其他的扩展及增强算法。用于可视化地球科学数据的另一种算法为增量切片，该算法首先由Yagel等人发表在1996年出版的IEEE Visualization第55-62页的Hardware AssistedVolume Rendering of Unstructured Grids by Incremental Slicing中介绍。这种算法之后的基本思想是沿观察方向将整个网格体切片，并从后到前绘制切片。对于表面体绘制，可以使用众所周知的移动立方体算法绘制规则及不规则网格单元。但是，体可视化的挑战在于判断哪种算法最适于某一特定域和任务。
体漫游(改变区域的大小或移动区域)是过去针对几个油气应用中整个数据集的动态子体的常见可视化技术。
Figure BPA00001260223900031
使用采样探针应用这种基本技术，
Figure BPA00001260223900032
为兰德马克制图(Landmark Graphiscs)公司销售的用于油气工业中的商业软件包。转让给兰德马克制图公司、专利号为6,765,570的美国专利中描述了所述
Figure BPA00001260223900033
采样探针，该专利由通过引用并入于此。但是，专利号为6,765,570的美国专利描述的该采样探针仅实时绘制结构化的数据(体素)。换句话说，该采样探针不满足实时绘制非结构化网格的要求-更不用说几何不规则网格数据。
尽管其它出版物(例如，Speray与Kennon发表在ComputerGraphics第24卷第五期(1995年11月，第5-12页)的“Volume Probes：Interactive Data Exploration on Arbitrary Grids”)描述了探针，但其并不具有实时绘制几何不规则网格数据的能力。
因此，存在实时成像(绘制)几何不规则网格数据的3D网格的需求。
发明内容
本发明通过提供对几何不规则网格数据的3D网格实时成像的系统和方法，来满足上述需要并克服现有技术中的一个或更多个缺陷。
在一个实施方式中，本发明包括对表示网格体的几何不规则网格数据的三维体成像的方法，包括：i)在网格体内选择网格探针，该网格探针由采样域内的边界框限定；ii)将所述边界框的范围从所述采样域映射至索引域；iii)在所述网格体内绘制所述网格探针的图像，该图像仅包括至少在该边界框的部分范围内的网格数据；及iv)响应于所述网格探针在该网格体内的移动，重复该绘制步骤，使得当该网格探针移动时，以快到足够在移动时被实时察觉到的速度重画该网格探针的图像，。
在另一个实施方式中，本发明包括一种程序载体设备，用于承载对表示网格体的几何不规则网格数据的三维体成像的计算机可执行指令。该指令可执行以实现：i)在网格体内选择网格探针，该网格探针由采样域内的边界框限定；ii)将所述边界框的范围从所述采样域映射至索引域；iii)在所述网格体内绘制所述网格探针的图像，该图像仅包括至少在该边界框的部分范围内的网格数据；及iv)响应于该网格探针在该网格体内的移动，重复该绘制步骤，使得当该网格探针移动时，以快到足够在移动时被实时察觉的速度重画该网格探针的图像。
根据下面各实施方式和相关附图的描述，本发明的其它方面、优点和实施方式对本领域技术人员将变得更加明显。
附图说明
专利或专利申请包含至少一幅彩图。在缴纳必要的费用后，美国专利和商标局可依照请求提供带有彩图的专利或专利申请公开文本的复印件。
本发明将参考附图进行描述，其中相同部件使用相同的附图标记，其中：
图1是描述实施本发明的计算机系统的一种实施方式的方框图；
图2A是描述实施本发明的软件程序的一种实施方式的方框图；
图2B是描述图2A中软件程序架构的方框图；
图3是描述实施本发明的方法的一种实施方式的流程图；
图4为用于选择探针及显示器的图3所示流程图的延续；
图5为用于生成具有壳显示器(ShellDisplay)探针的图4所示流程图的延续；
图6为用于生成具有单元显示器(CellDisplay)探针的图4所示流程图的延续；
图7为用于生成具有平面显示器(PlaneDisplay)探针的图4所示流程图的延续；
图8为用于生成具有单元绘制(cell-rendered)的过滤显示器(FilterDisplay)探针的图4所示流程图的延续；
图9为用于生成具有体绘制(volume-rendered)的过滤显示器(FilterDisplay)探针的图4所示流程图的延续；
图10为用于移动探针的图3所示流程图的延续；
图11为用于改变探针大小的图3所示流程图的延续；
图12A描述3D网格的几何不规则网格数据的一层；
图12B为描述局部网格细化(LGR)的图像；
图13为描述根据图5中的流程图生成的四边形探针(Quad-Probe)壳显示器的图像；
图14为描述根据图6中的流程图生成的四边形探针单元显示器的图像；
图15为描述根据图7中的流程图生成的四边形探针平面显示器的图像；
图16为描述根据图5中的流程图生成的框探针(Box-Probe)壳显示器的图像；
图17为描述根据图6中的流程图生成的框探针单元显示器的图像；
图18为描述根据图7中的流程图生成的框探针平面显示器的图像；
图19为描述根据图5中的流程图生成的剪切探针(Cut-Probe)壳显示器的图像；
图20为描述根据图7中的流程图生成的切片探针(Slice-Probe)平面显示器的图像；
图21A为描述根据图8中的流程图生成的单元绘制的过滤探针(Filter-Probe)过滤显示器的图像；
图21B为描述根据图9中的流程图生成的体绘制的过滤探针过滤显示器的图像；
图22为描述四边形探针及框探针的操纵器的图像。
图23为描述使用探针上的控制点定位交叉单元的图像。
具体实施方式
下面，进一步详细描述本发明的具体实施方式。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。因此，要求保护的主题可通过其它包括不同步骤或步骤组合的方式实现，这些步骤或步骤组合类似于此处或者其它技术中所描述的。此外，尽管此处的“步骤”一词表示所用方法的不同要素，然而，该词不应当被理解为此处披露的各步骤之间具有某种特定顺序，除非对该特定顺序有明确描述。下面的描述涉及油气工业，本发明的系统和方法并不限于此，而且也可应用到其他工业以获得相似的结果。
概述
在如今的建模领域，实时显示是一个关键需求；即使等待一分钟通常也会感到痛苦和沮丧。因此，可视化设计目标为响应输入以实时感应到的足够快的绘制速度绘制表示网格体的几何不规则网格数据的大3D网格。为了实时地深入分析这些数据，在这提到多种可视化技术。为了全面了解这些技术，有必要描述3D网格及其拓扑的一些细节。
参见图12A，其描述3D网格的几何不规则网格数据的层1200。层1200可用于将网格数据从网格体映射到探针上。为了详细说明相邻单元的连续性，使用表示多个分离标志的字节。一个字节中的六比特用于指示相对于相邻单元的单元分离是否发生在左边、右边、上边、下边、附近或远处。第七比特用于指定无效单元。第八比特用于“闲置”单元。闲置的单元并非是无效的，但对于特定探针是不可见的。表示每一个比特(分离标志)的数据可统称为分离标志数据。
单元1202具有坐标(1，1，1)。相对于单元1202仅有的分离发生在左边及上边，显示为单元1202左边或上方没有单元。
像单元1204一样，不存在的单元被称为“无效”单元且不显示。与无效单元相邻的单元可能表示地质的不连续，例如断层、其它结构特征、或地层变化。在单元上以色彩显示地质或岩石物理属性。底纹和色彩必须为每个单元设置，但不能为每个顶点设置。因为石油地质学家和工程师想要看到并理解的是每个单元的属性值，而不需要色彩或顶点任何形式的插值。因此，每个单元包括属性以及相应的属性数据值。另外，单元的每个表面表示特定的几何图形，并包括控制表面底纹的法向量。因此，每个单元包括与其相关的网格数据，包括单元每个表面的法向量和几何图形、分离标志数据、属性及其相应的数据值。该属性及其相应的数据值，几何图形及法向量通常称为3D图形四边形(graphics quads)。
单元1206具有坐标(1，4，1)。相对于单元1206的分离发生在左边及下边，显示为单元1206左边或下方没有单元。
单元1208具有坐标(1，4，5)。相对于单元1208的分离发生在右边及下边，显示为单元1208右边或下方没有单元。
单元1210具有坐标(1，4，6)。相对于单元1210的分离发生在左边、右边及下边，显示为单元1206左边、右边或下方没有单元。
单元1212具有坐标(1，1，6)。相对于单元1212的分离发生在左边、右边及上边，显示为单元1212左边、右边或上方没有单元。
由于应避免顶点及色彩的插值，不能应用多边形简化(例如，对于同一平面上的单元表面使用多边形)。这些要求重申本发明需要提供不同类型的探针和显示器。
本发明通过使用基于探针的界面减少图像生成(绘制)时间，在该界面，用户能够不需要2D界面来选择合适的参数。像
Figure BPA00001260223900081
采样探针这样基于探针的界面绘制针对感兴趣区域的整个数据体的动态子集。本发明扩展了探针概念与具有来自包括多个单元的网格体的网格数据(包括分离标志数据)接口。如在本发明使用的，术语探针涉及网格探针，可包括例如框探针(Box-Probe)、四边形探针(Quad-Probe)、剪切探针(Cut-Probe)、切片探针(Slice-Probe)以及过滤探针(Filter-Probe)。
参见图12B，图像1220描述局部网格细化(LGR)，LGR用以在数据可用性证明的地方增加细节以及在可获得更少有效数据的地方保持粗分辨率。为了操作LGR，每个探针包含多个显示器对象，且每个显示器对象连接至一个LGR网格。网格单元之间的父-子关系传递到显示器对象。根据父网格范围信息，子网格从网格数据查询本身的范围、检索子网格、然后建立特定显示器的几何图形。在图像1220中有18个LGR网格单元。
可使用不同类型的可视化显示器与探针连接，包括例如壳显示器(ShellDisplay)、平面显示器(PlaneDisplay)、单元显示器(CellDisplay)以及过滤显示器(FilterDisplay)。每种类型的显示器用于检查不同地质层、地质表面的分布及其内部岩层物理特性，例如：外部几何图形(壳显示器)、层或断面(面显示器)、流量单位或地理体的分布(过滤显示器)、或内部网格单元的几何图形(单元显示器)。因此，通过使用探针，每种类型的显示器可用于证实或识别潜在问题，从而消除停止、发起新命令集的需求，然后等待特定的显示器以绘制。因此，本发明提供交互的、实时的并且响应探针大小、形状以及位置变化的图像。
系统描述
本发明可通过计算机可执行指令程序实施，例如程序模块，通常指由计算机执行的软件应用或应用程序。该软件可包括，例如执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件以及数据结构。该软件形成一个界面以允许计算机根据输入源反应。由兰德马克制图公司销售的商业软件应用毕加索(Picasso)，可用作实现本发明的接口应用。该软件还可与其它代码段协作来生成多种任务，以响应连同接收数据的源一起接收到的数据。该软件可存储和/或承载在任何类型的存储媒介上，例如CD-ROM、磁盘、磁泡存储器以及半导体存储器(例如，各种类型的RAM或ROM)。此外，该软件及其结果可通过各种载体介质，诸如光纤、金属丝、自由空间和/或各种网络，诸如因特网进行传输。
此外，那些本领域的技术人员应理解，本发明可通过各种计算机系统组件，包括手持设备、多处理器系统、基于微处理器或用户程式化电子设备、微型计算机、大型计算机等实现。因而，许多计算机系统及计算机网络均可用于本发明。本发明也可在分布式计算环境中实现，在这种环境中通过与通信网络连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可置于本地或远程计算机存储媒介，包括存储设备中。因此，本发明可利用计算机系统或其他处理系统中的硬件、软件、或其结合实现。
参见图1，其描述在计算机上实现本发明的系统的框图。该系统包括计算单元，该计算单元有时也称为计算系统，包含存储器、应用程序、客户端界面以及处理单元。该计算单元仅为一个适当计算环境例子，并不用于作为本发明的使用或功能的任何限制。
存储器主要存储应用程序，该应用程序也可描述为包含计算机可执行指令的应用模块，该计算机可执行指令由用于实现本发明以及图3-11中描述方法的计算单元执行。因此，该存储器包括可视化模块，在图1中，该可视化模块称为网格探针模块，实现参照图5-11中描述并说明的方法。该网格探针模块还可与毕加索和参照图2A与2B中进一步描述的其他相关软件应用交互。
尽管计算单元显示器为具有广义的存储器，该计算单元通常包括多种计算机可读媒介。通过示例的方式但不作为限制，计算机可读媒介可包括计算机存储媒介以及通信媒介。计算系统存储器可包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储媒介，例如只读存储器(ROM)以及随机存取存储器(RAM)。基本输入/输出系统(BIOS)通常存储于ROM中，包含例如在启动时有助于在计算单元内的元件之间传送信息的基本例行程序。RAM通常包含计算单元可立即访问的和/或可由计算单元即刻操作的数据和/或程序模块。通过示例的方式但不作为限制，该计算单元包括操作系统、应用程序、其它程序模块、以及程序数据。
在存储器中显示器的组件也可包括于其它移动/非移动、易失性/非易失性计算机存储媒介中。例如，硬盘驱动可读取或写入非移动、非易失性磁介质，磁盘驱动可读取或写入移动、非易失性磁盘，光盘驱动可读取或写入移动、非易失性光盘，例如CD ROM或其它光学媒介。其它能够用于示范操作环境的移动/非移动、易失性/非易失性计算机存储媒介可包括，但不限于盒式磁带、闪存卡、数字多用光盘、数字视频磁带、固态RAM、固态ROM等等。驱动器及其上述相关的计算机存储媒介提供计算机可读指令、数据结构、程序模块以及用于计算单元的其它数据的存储。
客户可通过客户端界面向计算单元输入命令和信息，该客户端界面可为输入设备，例如键盘及指点设备，通常指鼠标、轨迹球或触摸板。输入设备可包括麦克风、操纵杆、卫星天线、电子扫描仪等等。
这些以及其它输入设备通常通过连接于系统总线的客户端界面连接至处理单元，也可通过其它界面及总线结构连接，例如并行接口或通用串行总线(USB)连接。监视器或其它类型的显示器设备可经由接口连接至系统总线，例如视频接口。除了监视器，计算机还可包括其它可通过输出外设接口连接的外设输出设备，例如扬声器和打印器。
尽管未显示计算单元的其它多个内部组件，本领域的普通技术人员应理解，这些组件及其相互连接是众所周知的。
参见图2A，其描述软件中实施本发明的程序框图。
本发明可利用硬件、软件或其结合来实现，也可在计算机系统或其它处理系统中实现。图2A中显示了实现本发明的软件或程序结构200的一个实施方式。程序结构200的底部是操作系统202。适当的操作系统202包括例如
Figure BPA00001260223900111
操作系统、微软公司的Windows或对本领域的技术人员显而易见的其它操作系统。
窗口软件204叠加在操作系统202上。窗口软件204用于提供各种易于与用户交互的菜单以及窗口，以便获取用户的输入和指令。窗口软件204可包括，例如Microsoft WindowsTM，X Window SystemTM(麻省理工学院的注册商标)，以及MOTIFTM(开放软件基金会有限公司的注册商标)。对相关领域的技术人员显而易见的是，还可使用其它菜单以及窗口软件。
3D图形库206叠加在窗口软件204上。该3D图形库206是3D计算机图形的应用程序界面(API)。由3D图形库206执行的功能包括，例如几何图形以及光栅图元、RGBA或色彩索引模式、显示列表或立即模式、视图和建模转换、照明和底纹、隐藏面消除、阿尔法混合(半透明)、反混叠、纹理映射、大气效果(雾、烟、霾)、反馈和选择、模板平面、以及累计缓冲。
特别优选的3D图形库206为
Figure BPA00001260223900121
该API是公知的多平台工业标准，是独立于硬件、窗口、及操作系统的。
Figure BPA00001260223900123
设计为可以从C、C++、FORTRAN、Ada及JavaTM编程语言中调用。
Figure BPA00001260223900124
执行上面列出的3D图形库206的每个功能。
Figure BPA00001260223900125
中的一些命令指明要画的几何对象，其它命令控制怎样处理对象。客户端应用能够使用
Figure BPA00001260223900126
获取
Figure BPA00001260223900127
状态的所有元素，甚至纹理存储器及帧缓冲器的内容。由于
Figure BPA00001260223900128
是网络透明的，
Figure BPA00001260223900129
以及客户端应用可在相同或不同的计算机上运行。
Figure BPA000012602239001210
在
Figure BPA000012602239001211
Programming Guide(ISBN：0-201-63274-8)以及
Figure BPA000012602239001212
ReferenceManual(ISBN：0-201-63276-4)中更详细的描述，二者的全部通过引用并入于此。
3D图形工具208叠加在3D图形库206上。该3D图形工具208是用于生成实时、多处理的3D可视化仿真图形应用的API。该3D图形工具208提供了将图形库状态控制功能捆绑在一起的功能，例如照明、材料、纹理、及透明度。这些功能追踪状态以及之后绘制的显示列表的生成。毕加索中提供了特别优选的3D图形工具集。
网格探针程序210叠加在3D图形工具208上以及3D图形库206上。该网格探针程序210以相关领域的技术人员公知的方式，与3D图形工具208、3D图形库206、窗口软件204、以及操作系统202中的每一个交互，并使用由其中的每一个执行的功能。
本发明的该网格探针程序210优选地以面向对象的编程语言写入，以允许对象以及对象功能的生成及使用。特别优选的面向对象的编程语言是JavaTM。在执行本发明的过程中，该网格探针程序210生成一个或多个探针对象。如上所述，由该网格探针程序210生成并使用的探针对象在此也称为网格探针或探针。网格探针程序210操作该探针对象，使得其具有如下属性。
探针相当于大网格体的子体。特别地，探针限定不超过网格体的整个单元数据集的子集。探针可配置为与网格体的完整单元数据集相等或同延(coextensive)，但是在探针相当于子体并限定不超过网格体的完整单元数据集的子体时，本发明的功能可最好地实现。
通过使用大网格体的子体的探针，显著减少每个图像帧必须处理并重画的数据量，从而增加了图像重画的速度。三维立方体体与三维立方体尺寸的三次方或“立方”成比例。同样地，网格体的数据量与其大小的三次方或“立方”成比例。因此，大网格体的子体数据量将与大网格体数据量的“立方根”(
Figure BPA00001260223900131
)成比例。像这样的，本发明的探针中的数据量可与网格体数据量的“立方根”(
Figure BPA00001260223900132
)成比例，该探针为该网格体的子体。通过仅处理与探针的子体相关的数据子体，本发明能够以足够快的速度响应用户的输入，重画图像，使用户仅能察觉到图像中的瞬时或实时变化，而察觉不到延迟或滞后。也就是说，以至少每秒10帧的速度绘制图像。
本发明的探针能够交互式地改变形状和/或大小，并交互式地在大网格体内移动。当探针形状和/或大小变化时，或移动探针时，能够交互式地画出探针的外部几何图形或表面。这样，可展现探针的内部结构或特征。
探针能够用于剪切成另一个探针，且能够成像两个探针的交叉点。探针还能够用于按照表示属性数据范围的过滤条件过滤数据。
参见图2B，其描述图2A中的程序200的架构214的框图。
3D图形工具208包括用户接口模块(UIM)222、图形处理模块(GPM)220、以及体采样模块(VSM)230。网格探针程序210包括网格探针模块226。UIM 222以及GPM 220经由双向通道212通信。UIM222通过GPM 220发送指令和请求至VSM 230，并经双向通道221、223发送指令和请求至网格探针模块226。UIM 222通过通道226与网格体232交互。
来自网格体232的网格数据经由通道228传送至VSM 230。VSM230经由双向通道221、223通过网格探针模块226传送数据至GPM220。网格体232以本领域技术人员公知的方式存储网格数据，包括表示多个不同体的网格数据。
UIM 222操纵用户界面以接收来自用户的命令、指令、以及输入数据。UIM 222通过多种菜单与用户交互，通过该多种菜单用户能够通过键盘选择或通过一个或多个用户操作的输入设备，例如鼠标或3D指点设备选择多种选择和设置。当用户操作输入设备移动网格探针、标定网格探针的大小、决定网格探针的形状等等时，UIM 222接收用户输入。
UIM 222输入来自网格体232的一个或多个网格体的标识，以用于成像和分析。当使用多个网格体时，多个网格体中的每个的数据值表示相同的地理空间的不同的物理参数或属性。例如，多个网格体可包括地质体、温度体、以及含水饱和度体。
UIM 222输入信息以生成一个或多个探针。这些信息可包括，例如探针类型、大小、形状、及位置。这些信息还可包括，例如显示器的类型及成像属性，例如色彩、照明、底纹、以及透明度(或不透明度)。通过调整作为数据值功能的不透明度，网格体的某部分会更透明，从而允许观察者通过表面看到。正如本领域的技术人员显而易见的，具有更大不透明度(更小的透明度)的数据值将遮蔽具有更低不透明度(更大的透明度)的数据值的成像或显示。相反地，具有更小不透明度和更大透明度的数据值将准许具有更大不透明度和更小透明度的数据值的成像或显示。
UIM 222接收来自用户的用于标定探针大小和决定探针形状的输入。如下面详细描述的，在本发明的优选实施方式中，探针的形状和/或大小可通过点击操作器或探针显示器以及在一个或多个方向改变探针的尺寸来改变。操作器指的是探针的表面上指定的图形表示，可用于移动探针、改变探针形状或改变探针大小。操作器还可用于识别生成某一类型探针的边界或范围。操作器优选地显示为与显示网格数据的特征或物理参数的不同色彩。UIM 222接收来自用户的输入，以在网格体内移动探针的方位或位置。在优选实施方式中，用户操作鼠标点击操作器或探针显示器，并移动探针或改变探针的大小。
UIM 222还接收来自用户关于显示器图像内容的输入。例如，用户可优选地选择显示图像的内容。显示图像的内容可仅包括探针，即，其与网格体的交叉点。另外，探针可显示为具有或不具有限定探针外部几何图形的边界框。
为实现前述功能，UIM 222发送请求至WSM 230以装载或附加用户识别的网格体。UIM 222经双向通道212与实现显示和成像的GPM220通信。
GPM 220处理用于成像具有由用户选择的色彩、照明、底纹、透明度、及其它属性的探针的数据。为此，GPM 220使用可通过上述的3D图形库206以及3D图形工具208获得的功能。用户能够选择(通过UIM 222)仅显示一个或多个已生成的探针。可选地，用户还可以选择显示一个或多个探针，或选择探针外部的网格体，即，网格体内与任一显示的探针均不相交的单元。显示的探针在此称为有效探针。
GPM 220处理UIM 222接收来自用户的改变形状及移动请求。GPM 220根据用户选择的属性(色彩、照明、底纹、透明度，等等)画改变形状的探针。当用户输入探针形状的改变时，以让用户实时察觉到的足够快的速度重画具有选择属性的图像。同样地，GPM 220根据用户选择的属性(色彩、照明、形状、透明度，等等)在新的方位或位置画探针。当用户通过网格体移动探针时，以让用户实时察觉到的足够快的速度重画具有选择属性探针的图像。
为了实现前述功能，GPM 220经双向通道212与UIM 222通信，使得用户请求的信息成像或显示选择的属性。GPM 220通过经双向通道221、223、228，通过网格探针模块226及VSM 230发送数据请求，获取来自网格体232的需要的数据。
网格探针模块226基于通过GPM 220接收的来自UIM 222的关于选择的探针和显示器的类型的输入在采样域内选择边界框范围。然后，网格探针模块226将边界框范围从采样域映射(转换)至索引域。网格探针模块226接着经由双向通道223发送对来自网格体232的网格数据的请求至VSM 230，所述网格数据对应于选择的边界框范围。网格探针模块226经由双向通道223接收对应于边界框范围的来自VSM230的网格数据。网格数据模块接着利用来自VSM 230的网格数据生成(建立)选择的探针及显示器，并传送选择的探针及显示器至GPM220绘制选择的探针及显示器的图像。
因此，VSM 230的主要功能为根据网格探针226的请求，提取来自网格体232的边界框范围内的适当网格数据。VSM 230通过双向通道223接收来自网格探针模块226的网格数据请求。VSM 230提取来自网格体232的探针边界框范围内的需要的子网格，并将其传送至网格探针模块226。VSM 230还接收来自UIM 210的指令，以装载或附加用户识别出的其它网格体。
方法描述
参见图3，为实现本发明的方法300的一个实施方式的流程图。
在步骤302，可利用传统的图形用户界面及输入设备选择将在索引域使用的网格体。选择的网格体的网格数据可从盘内装载至主存储器。优选地，生成并画出默认的探针，该探针为选择的网格体的子体。该默认的探针可以是，例如四边形探针(Quad-Probe)、框探针(Box-Probe)、剪切探针(Cut-Probe)、切片探针(Slice-Probe)或过滤探针(Filter-Probe)，但是，并不限制任何特定大小或形状。
在步骤306，方法300基于通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否生成探针。如果方法300检测到应该生成探针，接着，方法300继续至图4。否则，方法300可返回至步骤308或步骤310。
在步骤308，方法300基于通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否移动探针。如果方法300检测到应该移动探针，接着，方法300继续至图10。否则，方法300可返回至步骤306或步骤310。
在步骤310，方法300根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否改变探针的大小。如果方法300检测到应该改变探针的大小，接着，方法300继续至图11。否则，方法300可返回步骤306或步骤308。
通过步骤306、308、310确定的功能可单独或同时执行。取决于输入，例如，当改变另一个探针的大小时，能够移动一个探针。另外，例如，当移动另一个类型的探针时，可生成一个类型的探针。当实现通过步骤306、308及310确定的功能时，快到足够被实时察觉的速度重画探针的图像。因此，在执行通过步骤308及310确定的功能前，至少须生成一个探针。探针生成后，可以按照任意顺序执行通过步骤306、308及310确定的功能。
参见图4，其描述了用于选择探针和显示器的图3中流程图的延续。图4中描述的步骤对在根据图5-9描述的方法生成探针之前，确定优选的探针和显示器的类型是必要的。
在步骤404，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择四边形探针。四边形探针限定一个四边形平面(quad-plane)边界框。四边形平面为采样域中的区域(R)，其中(R)是诸如剖面或映像(map)的平面。图18(1806)描述了典型的四边形探针边界框。如果选择四边形探针，接着，方法继续至步骤414、416或418，其可以按照任意顺序单独处理或同时处理。否则，方法可返回至步骤406、408、410或412。
在步骤406，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择框探针。框探针可置于任一地理坐标空间(完全坐标空间)内，尽管如此，优选地，表示成具有标准的x，y，z单位的采样坐标的正方形或矩形边界框。图16(1602)及17(1702)描述了典型的框探针边界框。如果选择框探针，接着，方法继续至步骤414、416、或418，其可以按照任意顺序单独处理或同时处理。否则，方法可返回至步骤404、408、410或412。
在步骤408，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择剪切探针。由于其可表示成正方形或矩形(外部)边界框以及限定从部分外部边界框剪切掉(移除)区域的另一正方形或矩形(内部)边界框，剪切探针与框探针类似。内部及内部边界框可表示成具有为标准的x，y，z单位的坐标。图19(1902，1904)描述了典型的具有内部及外部边界框的剪切探针。如果选择剪切探针，接着，方法继续至步骤414、416、或418，其可以按照任意顺序单独处理或同时处理。否则，方法可返回至步骤404、406、410或412。
在步骤410，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择切片探针。由于其可表示成包括边界框的边缘上以及边界框的相反表面上的操作器的正方形或矩形边界框，切片探针类似于框探针及四边形探针。该正方形或矩形边界框形成相对的操作器之间多个四边形平面边界框的范围。图20(2010，2012)中描述了典型的具有四边形平面编辑框的切片探针边界框。如果选择切片探针，接着，方法继续至步骤418。否则，方法可返回步骤404、406、408或412。
在步骤412，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择过滤探针。由于其可表示成显示包含满足限定的条件的特性的特定单元的正方形或矩形边界框，过滤探针类似于框探针。这种条件，例如可表示符合油气生产的关键的岩层物理特性的至关重要的阈值。图21A(2102)及21B(2108)中描述了典型的过滤探针边界框。如果选择过滤探针，接着，方法继续至步骤420或422。否则，方法可返回步骤404、406、408或410。
如在这里显示的，步骤404-412可以按照任意顺序单独处理或同时处理。在选择特定类型的探针后，选择探针的如下显示器中的一个。
在步骤414，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择壳显示器。如果选择壳显示器，接着，方法继续至步骤502。否则，方法可返回至步骤416或418。
在步骤416，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择单元显示器。如果选择单元显示器，接着，方法继续至步骤602。否则，方法可返回至步骤414或418。
在步骤418，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择平面显示器。如果选择平面显示器，接着，方法继续至步骤702。否则，方法可返回至步骤414或416。
在步骤420，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择单元绘制的过滤显示器。如果选择单元绘制的过滤显示器，接着，方法继续至步骤802。否则，方法可返回至步骤422。
在步骤422，方法根据通过传统的图形用户界面接收的输入，确定是否选择体绘制的过滤显示器。如果选择体绘制的过滤显示器，接着，方法继续至步骤902。否则，方法可返回至步骤420。
前述探针及显示器的使用及组合增强了通过描述每个显示器的如下方法所显示的感兴趣区域的所需特征的可视化。
参见图5，描述了生成具有壳显示器的探针的图4的流程图的延续。如图4中的流程图的显示，壳显示器可与四边形探针、框探针或剪切探针连接。
在步骤502，根据选择的探针的类型，在采样域选择探针的第一边界框。
在步骤504，利用参照图2所描述的模块及技术，将第一边界框范围从采样域转换(映射)至索引域。
在步骤506，利用参照图2所描述的模块及技术，请求来自网格体的索引域中第一边界框范围内的每个单元的几何图形、属性以及分离标志数据。
在步骤508，方法确定是否选择剪切探针。如果选择剪切探针，接着，方法继续至步骤510。否则，方法继续至步骤512。
在步骤510，选择剪切探针的另一个边界框，并设置另一个边界框中的每个单元的分离标识为闲置状态。
在步骤512，利用本领域的公知技术，检查每个单元的第一边界框中的分离标志数据。
在步骤514，方法确定非闲置的第一边界框中单元的分离标志数据是否表示左边、右边、附近、远处、上边或下边的分离。如果单元的分离标志数据表示左边、右边、附近、远处、上边或下边的分离，接着，方法继续至步骤526。否则，方法继续至步骤527以确定第一边界框中是否有其它单元。
在步骤526，利用图2所描述的模块及技术，选择单元的3-D图形四边形。
在步骤527，方法利用本领域的公知技术，确定第一边界框中是否有其它单元。如果第一边界框中有其它单元，接着，方法将返回步骤514。否则，方法继续至步骤528。
在步骤528，利用图2所描述的模块及技术，绘制所选择探针的壳显示器图像。
在步骤528之后，方法返回步骤304并等待移动探针、改变探针大小和/或生成另一个探针的输入或请求。
在图13中，图像1300描述根据图5中的流程图生成的典型四边形探针壳显示器(1302，1304，1306，1308)。壳显示器可用于，例如根据给定油藏的形状及其属性的内部安排查询油藏模型。壳显示器类似于3D中的侧影(silhouette)，但也画每个单元的分离表面。因此，探针的内部是空“壳”。
在图16中，图像1600描述根据图5中的流程图生成的典型的框探针壳显示器(1604)。
在图19中，图像1900描述根据图5中的流程图生成的典型的剪切探针壳显示器(1906)。
参见图6，描述了生成具有单元显示器的探针的图4中的流程图的延续。如图4中流程图的显示，单元显示器可与四边形探针、框探针或剪切探针连接。
在步骤602，根据选择探针的类型在采样域内选择探针的第一边界框。
在步骤604，利用图2所描述的模块及技术，将第一边界框范围从采样域转换(映射)至索引域。
在步骤606，利用图2所描述的模块及技术，请求来自网格体的索引域中第一边界框范围内的每个单元的几何图形、属性以及分离标志数据。
在步骤608，设置分离标志作为将要在第一边界框内显示的每个单元的每个表面的全局分离标志。
在步骤610，方法确定是否选择剪切探针。如果选择剪切探针，接着，方法继续至步骤612。否则，方法继续至步骤614。
在步骤612，选择剪切探针的另一个边界框，并设置另一个边界框中的每个单元的分离标识为闲置状态。
在步骤614，利用本领域的公知技术，检查每个单元的第一边界框中的分离标志数据。
在步骤616，方法确定非闲置的第一边界框中单元的分离标志数据是否表示左边、右边、附近、远处、上边或下边的分离。如果单元的分离标志数据表示左边、右边、附近、远处、上边或下边的分离，接着，方法继续至步骤628。否则，方法继续至步骤629以确定第一边界框中是否有其它单元。
在步骤628，利用图2所描述的模块及技术，选择单元的3-D图形四边形。
在步骤629，方法利用本领域的公知技术，确定第一边界框中是否有其它单元。如果第一边界框中有其它单元，接着，方法将返回步骤616。否则，方法继续至步骤630。
在步骤630，利用图2所描述的模块及技术，绘制所选择探针的单元显示器图像。
在步骤630之后，方法返回步骤304并等待移动探针、改变探针大小和/或生成另一个探针的输入或请求。
在图17中，图像1700描述根据图6中的流程图生成的典型的框探针单元显示器(1703)、典型的剪切探针单元显示器(1708)以及典型的四边形探针单元显示器(1710)。单元显示器用于可视化任意给定单元的内部及其与相邻单元的瞬时关系。单元显示器类似于壳显示器，但根据分离标志画每个单元的表面。例如，如果分离是左边、下边、远处的，单元显示器将在探针限定的区域内，画单元的左边、下边、以及远处的表面。单元显示器使用应用于分离标志并显示六个表面的不同组合的位运算。单元显示器可以跳过I，J，和/或K的静态区间。框探针及剪切探针沿I每5层跳过。单元显示器还用于显示在四边形探针或切片探针中，一个单元与特定平面的交叉点。
参见图7，描述了生成具有平面显示器的探针的图4中的流程图的延续。如图4中流程图的显示，平面显示器可与四边形探针、框探针、剪切探针或切片探针连接。
在步骤702，根据选择的探针类型在采样域内选择探针的第一边界框。
在步骤704，方法确定是否选择四边形探针。若选择四边形探针，接着，方法继续至步骤712。否则，方法可返回至步骤706、708或710。
在步骤706，方法确定是否选择框探针。如果选择框探针，接着，方法继续至步骤714。否则，方法可返回步骤704、708或710。
在步骤708，方法确定是否选择剪切探针。如果选择剪切探针，接着，方法继续至步骤716。否则，方法可返回至步骤704、706或710。
在步骤710，方法确定是否选择切片探针。如果选择切片探针，接着，方法继续至步骤718。否则，方法可返回至步骤704、706或708。
如在此显示的，步骤704-712可以按照任意顺序单独处理或同时处理。
在步骤712，利用图2中所描述的模块及技术，生成四边形探针的四边形平面。
在步骤714，生成框探针的六个四边形平面。每个四平面可利用与步骤712中用于生成四边形平面的相同的技术生成。
在步骤716，生成剪切探针的12个四边形平面。利用与步骤712中生成四边形平面的相同技术生成每个四边形平面。
在步骤718，生成切片探针上相对的操作器之间的四边形平面。利用与步骤712中生成四边形平面的相同技术生成每个四边形平面。
在步骤720，利用图2所描述的模块及技术，将第一边界框范围从采样域转换(映射)至索引域。
在步骤722，方法确定是否选择剪切探针。如果选择剪切探针，接着，方法继续至步骤724。否则，方法继续至步骤726。
在步骤724，选择剪切探针的另一个边界框，并设置另一个边界框中的每个单元的分离标识为闲置状态。
在步骤726，利用图2所描述的模块及技术，请求来自网格体的贯穿每个四边形平面的索引域中每个单元的几何图形、属性以及分离标志数据。
在步骤728，如果单元与四边形平面相交，计算每个单元的相交的四边形平面。为了寻找四边形平面与任一单元之间的交叉点，使用一种将一个单元分为5个四面体的方法。接着，可应用查找表以映射相交的边缘为三角形。利用这种方法，可在230万个单元网格内部交互式移动剖面。
在步骤730，利用图2所描述的模块及技术，为每个与四边形平面相交的单元，选择3-D图形四边形。
在步骤732，方法利用本领域的公知技术，确定第一边界框中是否有其它单元。如果第一边界框中有其它单元，接着，方法将返回步骤728。否则，方法继续至步骤734。
在步骤734，利用图2所描述的模块及技术，绘制所选择探针的平面显示器图像。
在步骤734之后，方法返回步骤304并等待移动探针、改变探针大小和/或生成另一个探针的输入或请求。
在图15中，图像1500描述根据图7中的流程图生成的典型的四边形探针平面显示器(1502，1504，1506)。设计平面显示器以建立切断真实的油藏层的层以及断面，与地球物理立方体中的时间切片类似。平面显示器对于评估特定深度的地质及岩层物理特性最为有利。例如建在平的油/水接触点的平面显示器将准许检测接触点的上方或下方的更高质量油藏层的几何图形和特性分配。平面显示器绘制类似于与通过框探针、四边形探针、以及切片探针限定的平面相交的切片的图像。
在图18中，图像1800描述根据图7中的流程图生成的典型的框探针平面显示器(1802)。
在图20中，图像2000描述根据图7中的流程图生成的典型的切片探针平面显示器(2008)。
参见图8，描述了生成具有单元绘制的过滤显示器的探针的图4中的流程图的延续。如图4中流程图的显示，单元绘制的过滤显示器可仅用于与过滤探针连接。
在步骤802，根据选择的探针的类型在采样域内选择过滤探针的边界框。
在步骤804，利用图2所描述的模块及技术，将所述边界框范围从采样域转换(映射)至索引域。
在步骤806，利用图2所描述的模块及技术，请求来自网格体的索引域中所述边界框范围内的每个单元的几何图形、属性以及分离标志数据。
在步骤808，利用传统的图形用户界面从色彩地图编辑器中选择属性数据范围。
在步骤809，利用选择的属性数据范围设置分离标志为过滤器。
在步骤810，利用本领域的公知技术，检查具有在属性数据范围内的属性的每个单元的边界框中的分离标志数据。
在步骤812，方法确定具有属性数据范围内的属性的边界框中单元的分离标志数据是否表示左边、右边、附近、远处、上边或下边的分离。如果单元的分离标志数据表示左边、右边、附近、远处、上边或下边的分离，接着，方法继续至步骤824。否则，方法继续至步骤825以确定边界框中是否有其它单元。
在步骤824，利用图2所描述的模块及技术，选择单元的3-D图形四边形。
在步骤825，方法利用本领域的公知技术，确定边界框中是否有其它单元。如果所述边界框中有其它单元，接着，方法将返回步骤812。否则，方法继续至步骤826。
在步骤826，利用图2所描述的模块及技术，绘制过滤探针的单元绘制的过滤显示器图像。
在步骤826之后，方法返回步骤304并等待移动探针、改变探针大小和/或生成另一个探针的输入或请求。
在图21A中，图像2100描述根据图8中的流程图生成的典型的单元绘制的过滤探针过滤显示器(2104)。在过滤显示器中，滤除不超过限定阈值的单元，而余下的用不同的色彩显示。
参见图9，描述了生成具有体绘制的过滤显示器的探针的图4中的流程图的延续。如图4中流程图的显示，体绘制的过滤显示器可仅用于与过滤探针连接。
在步骤902，根据选择的探针的类型在采样域内选择过滤探针的边界框。
在步骤904，利用图2所描述的模块及技术，将所述边界框范围从采样域转换(映射)至索引域。
在步骤906，利用图2所描述的模块及技术，请求来自网格体的索引域中所述边界框范围内的每个单元的几何图形、属性以及分离标志数据。
在步骤908，利用传统的图形用户界面从色彩地图编辑器中选择属性数据范围。
在步骤910，利用本领域的公知技术，计算来自步骤906的网格数据的最接近的索引轴以及视图矢量。
在步骤912，方法通过限定的子网格体，沿最接近的索引轴从后向前循环。
在步骤914，利用图2所描述的模块及技术，选择具有属性数据范围的属性的边界框内每个有效单元的3D图形四边形。
在步骤918，方法利用本领域的公知技术，确定所述边界框中是否有其它有效单元。如果所述边界框中有其它有效单元，接着，方法返回步骤914。否则，方法继续至步骤920。
在步骤920，利用图2所描述的模块及技术，绘制过滤探针的体绘制的过滤显示器图像。
在步骤920之后，方法返回步骤304并等待移动探针、改变探针大小和/或生成另一个探针的输入或请求。
在图21B中，图像2106描述根据图9中的流程图生成的典型的体绘制的过滤探针过滤显示器(2110)。对于油藏可视化以及体绘制，过滤显示器可用于大致模仿地质和岩石物理特征的连续性以及“地理体”的形状，该形状来源于具有相似特性的连接的单元。利用地震数据的典型体绘制，色彩表的阿尔法通道用于指定网格数据的显示范围。领域地质学家及工程师想要看到并理解每个单元的属性量级。因此，替代表面体绘制，实施基于单元的体绘制。这种方法能够生成闭合的等值面。能够设置连接阈值，以指定连接单元的阈值数量。如果体内连接的单元不超过阈值，滤除(移除)这些单元。
参见图10，描述移动探针的图3中的流程图的延续。一旦根据图5-9中说明的流程图中的一个，生成特定的探针及显示器，可用如下方式移动每个探针。
在步骤1002，通过UIM 222输入探针的新位置。在优选的实施方式中，可使用任何传统的输入设备以指示探针的新位置。可通过用输入设备接触操作器或显示器并通过沿到新位置的轨迹拖动操作器或显示器，选择(通过图形用户界面或输入设备)在任何方向移动探针来移动探针的位置。当到达探针的新位置时，使用输入设备释放操作器或显示器。
在步骤1004，UIM 222发送移动请求至GPM 220，以在新位置画(绘制)探针。
在步骤1006，GPM 220请求来自网格探针模块226的探针的新位置的网格数据。GPM 220处理由VSM 230提取的移动的探针的网格数据，并依照选择的属性画(绘制)新位置的探针。
当移动探针时，对于每个探针的新位置，可以足够快的速度重复这里以及图5、6、7、8或9中描述的步骤，可察觉探针的图像随探针的动作改变。也就是说，以快到足够被实时察觉的帧速度重画探针的图像。为了达到实时性能的目标，当探针移动时，仅显示探针的外层。也可像单元一样画大探针的点(单元顶点)，并可像分离表面一样画小探针的3D图形四边形。当停止移动探针时，显示全部底纹细节。对于请求来自磁盘存储器的网格数据且网格数据极其慢的情况，在移动探针时画边界框的轮廓。
参见图22，图像2200描述四边形探针、框探针的操作器。黄色操作器2208由形成四边形探针边界框2206的黄线连接。红操作器2204由形成框探针边界框2202的红线连接。可生成多个四边形探针，产生类似于图22中描述的栅状图(一系列相交断面及映像)的效果。
参见图20，图像2000描述剪切探针、切片探针以及过滤探针的操作器。紫操作器由形成剪切探针内部边界框2006的紫线连接。黄操作器由形成剪切探针外部边界框2004的黄线连接。红操作器由形成切片边界框2010的红线连接。置于切片探针边界框2010的相对表面上的绿操作器形成表示相对的操作器之间的边界框的多个四边形平面2012。蓝操作器由形成过滤探针边界框2016的蓝线连接。
参见图11，描述改变探针大小的图3中的流程图的延续。一旦根据图5-9中说明的流程图的一个生成特定的探针及显示器，可用如下方式改变每个探针的大小。
在步骤1102，通过UIM 222输入探针的新大小。在优选的实施方式中，可使用任何传统的输入设备改变探针的大小。可通过用输入设备接触操作器或显示器并通过沿任意方向拖动操作器或显示器，选择(通过图形用户界面或输入设备)改变探针大小，来选择探针的大小，还可选择探针的形状。当输入设备接触操作器或显示器时，可使用输入设备的移动改变操作器所在表面的尺寸或特性。当到达想要的探针大小或形状时，使用输入设备释放操作器或显示器。操作器的位置不限于探针的边界框几何图形。但是，可以理解，本发明不限于使用操作器改变探针的大小，还可使用其它合适的、众所周知的实现，例如在专利号为6,765,570的美国专利中描述的“大小选项(sizing tabs)”。
在步骤1104，UIM 222发送改变大小请求至GPM 220，来画(绘制)改变大小的探针。
在步骤1106，方法确定是否需要更多的数据来画改变大小的探针。例如，如果改变大小的探针具有符合在现有的探针之内的形状和大小，那么不需要更多的数据，且当方法返回步骤502、602、702、802或902时，根据选择的探针及显示器继续处理。否则，如果改变大小的探针具有至少部分现有探针之外的形状和大小，那么方法继续至步骤1108
在步骤1108，GPM 220请求来自网格探针模块226的改变大小探针所需的网格数据。GPM 220处理由VSM 230提取的改变大小探针所需的网格数据，并依照选择的属性画(绘制)新位置和/或形状的探针。
当探针的大小和/或形状改变时，可以足够快的速度重复这里以及图5、6、7、8或9中描述的步骤，可察觉探针的图像随探针的大小和/或形状的改变而改变。因此，以快到足够被实时察觉的帧速度重画探针的图像。
参见图23，图像2300描述控制点(2302，2304，2306，2308，2310，2312，2314，2316，2318，2320)的使用以定位四边形探针壳显示器2301中贯穿控制点之间线段(例如2322)的单元。对于编辑操作，这种特定的应用可包括在任意类型的探针显示器上输入、移动、以及删除控制点的功能。因此，可显示一定的图形对象，例如点、线、平面、或多边形，以协助特定过程的应用。然后，该应用能够查询这些单元以应用特定的过程。
示例
本发明应用于32位操作系统上两个大网格(230万个单元(190×300×40)的第一网格以及2000万个单元(300×400×168)的第二网格)。包括具有3GB RAM及NVIDIA Quadro FX 5600显卡的双-Xeon 3.6GHz的计算机系统。表1总结了利用框探针壳显示器以及四边形探针壳显示器的应用的结果。
Figure BPA00001260223900301
表1
3D交互技术以及在此描述的大多数可视化技术可应用于结构化和非结构化的网格体。如对框探针的拖拉速度(＞200)的显示，仅边界框的显示显著提高了绘制速度。
尽管结合优选实施方式描述了本发明，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，本发明并不限于这些实施方式。本发明还可应用于其它类型的不规则几何形数据，例如医学数据以及工程数据。因此，在不脱离本发明技术原理的前提下，对实施方式做出的各种替换和改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种对表示网格体的几何不规则网格数据成像的方法，包括： 
在所述网格体内选择网格探针，所述网格探针由采样域内的边界框限定； 
将所述边界框的范围从所述采样域映射至索引域； 
在所述网格体内绘制所述网格探针的图像，所述图像仅包括至少在所述边界框的部分范围内的网格数据；及 
响应于所述网格探针在所述网格体内的移动，重复所述绘制步骤，使得当所述网格探针移动时，以快到足够在移动时被实时察觉的速度重画所述网格探针的图像。 
2.如权利要求1所述的方法，其中所述网格体包括多个单元。 
3.权利要求2的所述方法，其中每个单元的顶点由网格坐标或完全坐标表示。 
4.如权利要求2所述的方法，其中所述网格数据包括每个单元的每个表面的法向量以及几何图形、每个单元的分离标志数据、每个单元的属性以及每个单元的属性数据值。 
5.如权利要求4所述的方法，其中所述属性以及所述属性数据值、所述几何图形以及所述法向量限定为每个单元的3D图形四边形。 
6.如权利要求4所述的方法，其中所述分离标志数据包括表示各个单元的每面及其相对于另一个单元表面的位置的数据。 
7.如权利要求1所述的方法，其中所述边界框为二维或三维。 
8.如权利要求1所述的方法，其中所述网格探针表示四边形探针、框探针、剪切探针、切片探针或过滤探针。 
9.如权利要求1所述的方法，其中以至少每秒10帧的速度重画所述网格探针的图像。 
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括： 
将所述边界框的范围内的网格数据从所述采样域映射至所述索 引域；及 
响应于所述网格探针在所述网格体内的移动，重复所述映射及绘制步骤，使得当所述网格探针移动时，以快到足够在移动时被实时察觉的速度重画所述网格探针的图像。 
11.一种对表示网格体的几何不规则网格数据成像的系统，所述系统包括： 
在所述网格体内选择网格探针的装置，所述网格探针由采样域内的边界框限定； 
将所述边界框的范围从所述采样域映射至索引域的装置； 
在所述网格体内绘制所述网格探针的图像的装置，所述图像仅包括至少在所述边界框的部分范围内的网格数据；及 
响应于所述网格探针在所述网格体内的移动，重复所述绘制步骤的装置，其使得当所述网格探针移动时，以快到足够在移动时被实时察觉的速度重画所述网格探针的图像。 
12.如权利要求11所述的系统，其中所述网格体包括多个单元。 
13.如权利要求12所述的系统，其中每个单元的顶点由网格坐标或完全坐标表示。 
14.如权利要求12所述的系统，其中所述网格数据包括每个单元的每个表面的法向量以及几何图形、每个单元的分离标志数据、每个单元的属性以及每个单元的属性数据值。 
15.如权利要求14所述的系统，其中所述属性以及所述属性数据值，所述几何图形以及所述法向量限定为每个单元的3D图形四边形。 
16.如权利要求14所述的系统，其中所述分离标志数据包括表示各个单元的每面及其相对于另一个单元表面的位置的数据。 
17.如权利要求11所述的系统，其中所述边界框为二维或三维。 
18.如权利要求11所述的系统，其中所述网格探针表示四边形 探针、框探针、剪切探针、切片探针或过滤探针。 
19.如权利要求11所述的系统，其中以至少每秒10帧的速度重画所述网格探针的图像。 
20.如权利要求11所述的系统，进一步包括： 
将所述边界框的范围内的网格数据从所述采样域映射至所述索引域的装置；及 
响应于所述网格探针在所述网格体内的移动，重复所述映射及绘制步骤的装置，其使得当所述网格探针移动时，以快到足够在移动时被实时察觉的速度重画所述网格探针的图像。 
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