VR技術を利用したプラズマ可視化プログラムの開発

利用VR技术开发等离子体可视化程序

• 批准号: 12780363
• 负责人: 陰山 聡
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780363/
• 关键词: 仮想現実; バーチャルリアリティ; VR; 可視化; CAVE; CompleXcope; ビジュアリゼーション

CAVE方式(あるいは没入ディスプレイ方式)のVR(Virtual Reality)装置を利用して、科学研究データを立体的に表示・解析するための汎用プログラムVFIVEを開発した。VFIVEは3次元の場のデータを、そのデータの中に「入り込んで」解析することを目的としており、特に磁気流体力学(MHD)シミュレーションのデータ解析や、流体力学のシミュレーションデータ解析に威力を発揮する。VFIVEプログラムのユーザは、指定されたフォーマットでデータを用意すれば、コマンド一つを打ち込むだけで、すぐにそのデータを立体的・対話的に解析することが出来る。VFIVEはC++言語で書かれており、その内部で利用する基礎ライブラリはCAVEライブラリとOpenGLだけである。そのため核融合研のVR装置CompleXcopeだけでなく、その他のCAVE方式VRシステムに容易に移植可能である。現在のVFIVEが持つ主な機能は以下の通りである。(1)3次元ベクトル場の力線(磁力線や流線など)の対話的な追跡と表示。(2)3次元ベクトル場の立体矢印の表示。(3)手の位置からのテストパーティクルの放出。(4)3次元スカラー場の等値面の表示。(5)スカラー場の断面分布の表示。本年度は、このVFIVEの第1版を完成させた。また、日本語マニュアルの整備も行った。この日本語マニュアルは研究代表者のWebサイトで公開している。これまでに、このVFIVEプログラムは、(a)乱流シミュレーションの解析、(b)太陽コロナ磁場の解析、(c)MHDダイナモシミュレーションデータの解析、等に実際に応用した。

使用洞穴（或沉浸式显示）VR（虚拟现实）设备，我们开发了一个通用程序VFIVE，用于以三维方式显示和分析科学研究数据。 VFIVE的目标是将三维字段的数据“浸润”到数据中，并且在数据分析中尤其有效，用于磁性水力动力学（MHD）模拟和流体力学模拟数据分析。如果VFIVE程序的用户以指定的格式准备数据，则可以立即以三维和交互的方式分析数据，只需输入一个命令即可。 VFIVE用C ++语言编写，其中唯一使用的基本库是Cave Library和OpenGL。因此，它不仅可以轻松地植入核融合研究所的I拷贝VR设备中，而且还可以植入其他Cave VR系统中。当前VFIVE的主要功能如下：（1）在三维矢量场中的交互式跟踪和显示力线（磁场线，流线等）。 （2）在三维矢量场中显示三维箭头。 （3）从手部位排放测试颗粒。 （4）三维标量字段的等图显示​​。 （5）标量场的横截面分布显示。今年，我们完成了此VFIVE的第一版。我们还提供了日本手册的维护。本日本手册发表在首席研究员的网站上。迄今为止，该VFIVE程序已应用于（a）湍流仿真分析，（b）模拟太阳能电晕磁场，（c）模拟MHD Dyn​​amo仿真数据等。

项目成果

Y.Tamura, et al.: "Virtual reality system to visualize and auralize numerical simulation data"Computer Physics Communications. (印刷中). (2001)

Y.Tamura 等人：“可视化和听觉化数值模拟数据的虚拟现实系统”计算机物理通信（正在出版）。

田村祐一 他: "数値シミュレーションデータ表現のための音情報機能を付加したバーチャルリアリティシステムの開発"日本バーチャルリアリティ学会論文誌. 5巻3号. 943-948 (2000)

Yuichi Tamura 等人：“开发具有用于数值模拟数据表示的附加声音信息功能的虚拟现实系统”，日本虚拟现实学会杂志，第 5 卷，第 3.943-948 期（2000 年）。