基于OpenGL的三維油藏可視化模型

2 數據處理與參數的顏色索引
2．1 系統的地質數據
系統讀入的原始網格數據示例如下：

第一行數據的前3個數據數據分別表示X，Y，Z軸方向上的網格個數，第4～6個數據分別表示X，Y，Z軸方向上的原點坐標，而第7～8個數據表示沿X，Y軸方向的網格間距大小。第二行數據2表示以下是兩列數據，第一列數據(如940．700)表示深度值，第二列數據(如73．000)表示對應點的參數值。
由于網格結點在xoy平面上是規則的順序排列，給出已知的沿x，y方向的網格間距dx,dy，網格數Nx,Ny和幾何坐標系原點坐標x0,y0,z0，則任一網格結點Node的空間坐標和參數為：

式中：i的范圍為[O，Nx-1]，j的范圍為[0，Ny-1]；k為結點Node(i,j)處深度的序數，其值與深度的排列方式有關。dpk,sk為第k點處的深度和物性參數。
2．2 處理原始數據
由于原始數據采用大地坐標，為方便繪圖，應對數據進行坐標變換。將X，Y，Z上數據范圍變換到-1～1之間，經過縮放變換，才能在視圖區顯示出圖形。原始數據在測量時可能存在誤差，因此在讀入數據后需對數據進行有效性檢驗。
2．3 參數的顏色索引
OpenGL的顏色索引模式通過建立一個顏色索引表(又稱彩色表)確定所繪制物體的顏色。彩色表的建立可通過指定彩色表兩端的基色和尾色，插值計算出中間其它顏色，分別賦予相應索引號。在給模型著色時，將讀人數據點對應的參數值轉化成彩色表上的索引號，便可確定參數的顏色。由于彩色表上的索引號對應的參數是離散的，應對參數值在彩色表中對應的位置作四舍五人以精確給出其索引號。設參數存儲在數組parameter中，color_num為彩色表長度。將參數轉化為顏色索引號p的代碼段如下：

對應的索引號

以上創建出來的顏色可能較單調，一些位于中間部分的參數值對應的顏色區別不明顯。一種改進方法是將彩色表分成4段，每一段只控制一種顏色分量的變化，這樣彩色表的顏色變化種類大大增加了，使位于中間部分的參數值顏色區分很明顯，可更直觀的反映出油藏情況。
基色和尾色通常根據油藏描述的實際要求指定，例如類藍色(表示水)和類紅色(表示油)，分別對應物性參數(如滲透率)的最小值和最大值。

3 建立三維地質數據模型
3．1 繪制三維地質模型的基本思想
實現三維地質模型繪制的關鍵步驟是對數據體建模。由對讀入數據的排列結構分析可知，原始網格數據形成了一個三維地層模型。除了在垂直方向(Z方向)上的兩個面有上下起伏外，其余的面均是平行于ZOY，面或ZOX面的平面。如圖1所示。

地層模型的可視面即底面、頂面、左面、右面、前面及后面，因此只畫這6個面的外側就可以繪制出整個6面體。問題便轉化成提取這6個面上的數據，用OpenGL的繪圖技術對每一個面分別進行繪制。
3．2 三維地質數據體模型的生成
模型立方體的6個面由很多小4邊形組成，可采用OpenGL畫連續4邊形的方法將每一個面畫出來。填充顏色則可采用OpenGL的平滑(SMOOTH)著色方式，定義出頂點的顏色后，OpenGL便自動地對4邊形內的顏色插值計算，進行顏色漸變繪制。著色之前采用Z緩存(Z_buffer)技術通過對物體進行深度測試的方法實現消隱。
以底面創建為例，考慮一般情況，設x軸上的網格個數為x_lenth，z軸的數據存儲在數組z_data中，當前繪制的4邊形片序數為循環變量j，各頂點的顏色值由參數值轉化成顏色索引值確定，并由向量模式給出。自動提取底面數據并繪制底面的程序段為：