科学计算可视化结合了计算机交互、计算机图形学、图像处理等相关技术,它涉及标量和矢量场可视化、数值模拟、流场可视化、处理与传输、海量数据存储、并行算法、图形与图像处理向量等。可视化技术不仅在物理、数学、力学、化学、生物学等许多基础学科上有广泛应用,还应用到了医学、建筑、气象学、地质学、制造业等技术部门。科学计算可视化技术可以让各个领域的学者更为直观地分析数据。本文系统地介绍了矢量场可视化的相关技术,重点研究了矢量场可视化中流线可视化技术部分。主要针对流场拓扑结构提取,流线的均匀放置算法和流线的提取简化等方面展开研究。对于流线的均匀放置算法,本文结合了流场拓扑结构来实现。流场的拓扑结构是整个流场的骨架,包含了很多关键信息,得到了流场的拓扑结构意味着流场的关键信息不会被忽略。然后在各个区域中对流线进行均匀放置,得到较好的可视化效果。对于流场的简化提取,本文先根据流场特征对流线进行分类,对每一类进行简化,最后得到完整的简化后的流场,使可视化表达更清晰。本文的主要工作以及创新点如下:(1)流场拓扑结构的提取和绘制,根据流场中的临界点,绘制流场的极限流线组成流场的拓扑结构,把流场分成若干个区域。(2)提出了基于流场拓扑结构的流线均匀放置算法。该算法可以准确的描述矢量场的关键点信息,在得到流场拓扑骨架的基础上再寻找合适的播种路径均匀放置流线。这样流场的关键特征不会被遗漏,而且流线的分布也是均匀的,不会出现流场中大面积空白的情况。(3)在流场特征提取过程中,用不同的方法判定不同的特征流线。对于涡流流线,采用改进的缠绕角法来判定。对于源汇点流线的判定比较简单,源汇点就是流场中速度为0的临界点,以此来判定源汇点流线。对于鞍点流线则是采用了信息熵的方法来判定。(4)对于流场的简化过程,在判定好流场特征流线的基础上,把不同的特征流线分成不同的类,再计算每一类上的流线相似度,最后根据信息熵值和流线的相似度值对流场进行简化,得到较好的可视化效果。最后,我们构建了矢量可视化插件,在插件上将可视化效果进行展示。