陳俊杉臺灣大學：土木工程學研究所陳詩華Chen, Shih-HwaShih-HwaChen2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50263視覺化處理為工程後處理的重要項目，對於離散元素分析而言也是如此。若缺乏實用的視覺化工具，分析者便難以解析程式分析的結果，工作效率也就大為降低。對使用者而言，在各項視覺化的處理方法中，以利用圖形程式來輔助視覺化的進行最為便利。本研究的主要目的即在於發展一套以圖形程式輔助離散元素視覺化的工具。 本研究回顧相關視覺化圖形程式語言，針對語言的運作、圖形元件、編程結構、使用性等各個層面加以分析，取其優點並融入離散元素之視覺化需求，設計一套圖形程式工具－Venus Painter。這套工具以Dataflow為其執行模式，包含Box、Line及Port三種圖形編程元件，其弁鄐嬪O為Box轉換資料，Line代表資料的流向，而Port則連結Box與Line，負責傳遞資料。另外，針對離散元素分析輸出檔的特性，本研究亦設計了一資料解析器，便於使用者解析資料。 透過圖形編程，Venus Painter不僅可幫助使用者快速地完成手邊的視覺化工作，更可藉由編程所帶來的彈性提供視覺化之多樣性。除了基本視覺化處理外，Venus Painter亦提供了釵h便於使用的弁遄A如影像的儲存、動畫的製作、系統的展示等，使用者不須使用其他工具即可完成後續處理工作。經由實際測試，在低階筆記型電腦上，使用本工具來繪製具有一萬個離散元素以內的例子，可獲得接近即時的繪製速度及互動效果。Data visualization plays a big role in the postprocessing of engineering analysis. Among the ways of visualization, visual programming is the most convenient choice. Thus, the main objective of this study is to develop a visualization tool for supporting postprocessing activity of discrete element method (DEM). The existing visual programming languages are reviewed, and the features suitable for DEM visualization are highlighted. Combining the features with other requirements for DEM visualization, we develop a visual programming system – Venus Painter. The system uses a dataflow execution model, and has three visual programming elements, including box, line, and port. Boxes transform the data. Lines represent the direction of data flow. Ports connect boxes and lines, which is responsible to transferring the data. Besides the visual programming environment, we also design a data parser for DEM output files. Venus Painter not only helps users complete the visualization tasks, but also provides many functionalities related to postprocessing analysis of DEM. The performance of Venus Painter is investigated. The tests show that the program can provide a real-time rendering capability for a system with 104 particles using a low-end notebook.第一章　緒論………………………………………………………1 1.1　研究背景與動機……………………………………………1 1.2　研究目的……………………………………………………3 1.3　研究內容……………………………………………………3 1.4　論文架構……………………………………………………3 第二章　文獻回顧及相關技術評估………………………………5 2.1　相關視覺化圖形程式語言…………………………………5 2.1.1　DataVis……………………………………………………5 2.1.2　VisualPost………………………………………………8 2.1.3　比較及評估………………………………………………10 2.2　OpenGL………………………………………………………12 2.2.1　架構………………………………………………………13 2.2.2　相關函式庫………………………………………………14 第三章　系統需求分析與設計……………………………………17 3.1　需求分析……………………………………………………17 3.1.1　基本需求…………………………………………………17 3.1.2　進階需求…………………………………………………18 3.2　圖形編程元件………………………………………………19 3.2.1　幾何類元件………………………………………………20 3.2.2　方程類元件………………………………………………31 3.2.3　終端類元件………………………………………………33 3.2.4　顏色類元件………………………………………………35 3.2.5　資料類元件………………………………………………36 3.3　資料解析器…………………………………………………38 第四章　系統展示與應用實例測試………………………………41 4.1　系統展示……………………………………………………41 4.1.1　專案建置…………………………………………………41 4.1.2　繪圖視窗…………………………………………………44 4.2　應用實例……………………………………………………46 4.2.1　球…………………………………………………………46 4.2.2　多面體……………………………………………………53 4.2.3　V形漏斗……………………………………………………59 4.2.3.1　描述檔及圖形程式之撰寫……………………………59 4.2.3.2　與VisualPost之比較…………………………………63 4.3　系統測試……………………………………………………65 第五章　結論與建議………………………………………………73 5.1　研究心得……………………………………………………73 5.2　研究成果……………..……………………………………74 5.3　建議…………………………………………………………75en-US離散元素分析圖形程式語言視覺化處理Visual Programming LanguageVisualizationDiscrete Element Analysisthesis