3D Surfer用户使用手册 ='4)E6ea?
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2005年7月 {,h_T0D^j
T|D^kL%m!
目 录 !m9hL>5vR
2YY4 XHQS
1.原始数据读入 1 ,]: <l
1.1数据文件格式: 1 5Ww,vSCV)
1.2打开数据文件 1 h^Yh~84T
1.3数据读入 2 |nnFjGC`~
2.三维数据插值 2 %W7%] Z@j
2.1成像列选择 3 phf{b+'#X
2.2三维插值 3 >4kQ9lXL
2.3数据的三维网格化 4 h4 9q(085V
3.三维数据体成像 4 Y,}h{*9Kd
4.三维数据等值面成像 5 AA=rjB9
5.色标制作 5 Et(H6O8
6.三维图形切割 6 G!I5Er0pdy
7.切片制作 7 [f lK
7.1切片的方向 7 6|f8DX%3V
7.2增加切片 7 y }R2ZO
7.3删除切片 8 er-0i L@
7.4旋转切片 8
8J$1N*J|
(1)参数旋转 8 Z]TQ+9t
(2)鼠标旋转 8 9e>2kd
7.5结束切片制作 9 id :
^|
8.三维标注 9 JBJ?|}5k4c
8.1标注文件 9 VBDb K|
8.2 打开标注文件 9 /|UbYe,
8.3 删除标注 10 =1R
2`H\
9.图形输入/输出 10 c7@/<*E+
9.1图形输入 10 q5EkAh<PD|
9.2图形输出 11 CVkJMH_
10.显示设置 11 w_@{v wM$A
10.1常规设置 11 BCz4
s{F
10.2 坐标及刻度设置 12 8$47Y2r@
10.3 地层分层显示 13 N: 38N
10.4 图层透明显示 13 f-[.^/
11.数据处理 14 ^/%Y]d$
12.叠加地形 16 -]u>kjiIT
13.导入图形 17 <zvtQ^{]
13.1导入Surfer GRID切片 17 }93FWo.
13.2导入Surfer GRID曲面 17 6]<yR>
'
13.3 添加3D 图元 18 |4j6}g\
13.4 载入测井数据 18 7p':a)
13.5 图元管理 19 US9aW)8
(1)删除图元 20 Zj ` ;IYFG
(2)调整图元色标 20 {6qxg _{
(3)叠加颜色剖面 21 r^rk@W;[
(4)图元位置调整 21 'w72i/
(5)图元缩放 21 /=9dX;
#
(6)图元旋转 22
:KG=3un]
(7)图元透明处理 22 7^! zT
(8)表面贴图 22 4,X CbcC
<GQ=PrT|/
简 介 f]?&R c2C
三维数据成像软件3D Surfer主要用于地质、工程、科学计算等三维数据体的三维可视化成像显示。它支持两种成像方式:体成像和等值面成像。利用3D Surfer可以将数据在三维空间进行三维可视化显示,并且具有图形旋转、图形放缩、三维虚拟漫游、分层显示、图形切割、制作切片交互等功能。3D Surfer 2.0 支持Surfer切片图、高程模型图、曲折剖面、透明图层、叠加地形、贴图等功能。3D Surfer采用类似Surfer的操作方式,兼容Surfer定义的文本数据格式和GRD数据格式。支持规则数据和散乱数据的三维插值,与Surfer软件定义的色标等级文件兼容,支持*.lvl和*.clr的颜色等级文件,支持*.dat *.txt *.grd等数据格式。支持三维图像的输出转换,可以将三维图形转换为虚拟现实数据文件VRML数据格式、JPG、BMP等图形格式输出。 Bt$,=k
1.原始数据读入 f8r7SFwUv
1.1数据文件格式: 4%_c9nat
3D Surfer支持Surfer定义的数据文件格式,可以载入txt,dat等格式的数据文件,数据文件格式要求:数据按行排列,每一列表示三维空间的坐标P(x,y,z)或者是坐标点处的值f(x,y,z),分隔符号可以是空格、TAB键、逗号,# | !等字符。在数据文件中还可以采用“//”进行注释。第一行还可以定义列的标题。 d*k5h<jM
一个典型的数据文件格式如下 Lp|n)29+du
水平坐标(x) 垂直坐标(y) 水平坐标(z) 电阻率值 hDUU_.q)D
5 5 2.5 55.0 #X$s5H
10 5 2.5 58.0 T5T[$%]6
15 5 2.5 70.0 Gkfzb>_V]
//备注:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx edlf++r~
… ]S9Z5l0
1.2打开数据文件 7AGUi+!ICl
有三种方式可以读入数据文件 zYdieE\-
(1)使用“数据”菜单,选择“读入原始数据” ){,Mv:#+T
t&5 Ne ?
kqo4
v;r
(2)从工具条上点按钮 8$iHd
(3)使用菜单“文件”,选择“打开文件”,在打开文件对话框中选择三维数据文件(*.dat或者*.txt),3D Surfer格式文件的后缀名自动打开。 f qWme:x
Ks(l :oUB
1.3数据读入 /FPO'} 6i
3D Surfer格式文件的格式和文件大小自动将三维点数据读入内存,读数据过程中将有一个进度提示,读数据时间将视数据大小不同,一般0.1秒到60秒。 En&gI`3n
2.三维数据插值 TEj"G7]1$A
三维数据读入完成后,出现数据组织对话框,如下图。 v6L]3O1
>nvK{6xR:
2.1成像列选择 *(]ZdB_2
左上是数据选择,可以选择相应列的数据对应于3D Surfer的坐标系。3D Surfer默认坐标系统是x,z是平面方向,y为纵向坐标,坐标系遵守右手法则(见下图)。 Uy)pEEu
YG0b*QBY~
K g.O2F77
P&tw!B
3tkCmB
hPgYKa8u
>T0`( #Lm
)_o^d>$da
6^BT32,'
2.2三维插值 ~P~q'
在数据插值中显示了原始数据的信息,最小值(Minimum)、最大值(Maximum)、插值间距(Spacing)、插值点数(LineNo)。缺省的插值点数是原始数据点中的节点数(如果原始数据中有重复点,前面的点将被后面的点取代)。 eHd7fhW5
8.IenU9
网格化(插值点)数:在LineNo里填入要插值(网格化)的点数,该参数将影响图形的精度,网格点数越多,成像精度越高,但内存分配就越大。插值一次性内存分配大小=XNum*YNum*ZNum*4 Bytes。根据成像的要求和计算机内存的大小合理选择该参数。 Q6
m.yds
插值方法:3D Surfer提供了几种三维网格化插值方法,可以根据不同的数据体选择不同的方法。 $ZB`4!JxG
{/aHZ<I&^h
(1)近点线性插值 plJUQk
该方法根据近点原理,在插值点附近三个方向上进行线性插值,该方法简单,计算速度快,适用于原始数据是规则网格数据。如果数据是散乱数据则不适用于该方法。 \&Bdi6xAy
(2)近点Cube插值 +/ M%%:>mY
该方法原理同近点线性插值,在插值点附近采用立体网格搜索方法,对插值点附近节点进行搜索,然后采用近点插值方式对网格点进行插值计算。 rp[3?-fk
该方法计算速度快,可以适应散乱数据。 ^%LyT!y
(3)局部距离加权插值 #!#s7^%K&
该方法针对散乱数据,按距离加权的方式,采用在局部分块计算的方式,计算速度较快。 0XqxW\8_l
(4)距离加权插值 p_EM/jI,
该方法是针对散乱数据的,采用全局方式,所有原始数据点都参与计算,计算速度较慢。 qFq$a9w|@
(5)径向基函数插值 >XM]UdP
该方法是针对散乱数据的,是一种全局插值方法,能够比较好地适应散乱数据,插值效果教好,计算速度比较慢,内存开销较大,内存耗费的大小与原始数据插值点的平方成正比。一般来说当原始数据点在10000以下,可以采用径向基函数插值。 pDvznpQ
2.3数据的三维网格化 *uy<Om
设置好插值点数(LineNo),选定插值方法后,点输出“GRD文件”将进行插值计算,然后生成相应的GRD网格化数据文件。 :l iDoGDi
网格化数据文件格式基本同3D Surfer定义的格式,在Surfer格式的基础上增加了一列Z。 %@TC-
xx
3.三维数据体成像 tB(~:"|8
三维数据点在三维空间中表达成一个小长方体,长宽高的大小与数据体的三个方向的大小和比例有关。一幅三维图形被表达成一系列的小长方体,小方体的颜色就是该点的值。 E2>+V{TF
3D Surfer里有两种情况下可以生成体成像,一是原始数据体成像。二是GRD文件体成像。原始数据体成像直接利用原始数据点(可能是规则点或者是散乱数据点)和预定义色标值显示在三维空间中的原始数据点。该显示方法成像速度最快,可以对三维数据起到预览的作用。但是该成像不具有切割、分层显示、输出三维实体(VRML等格式)、制作切片等功能。 H5:f&m
三维网格化数据的体成像。三维网格化数据是原始数据经过插值和网格化后生成的规则数据,利用它可以生成体成像图,具有图形切割、分层显示、切片制作、粘贴点位、输出为VRML实体图等功能。 '4Qsl~[Eh
从“数据”菜单里选“读入网格化数据”或者从工具条中点按钮 或者从文件对话框中打开*.GRD文件,将自动读入GRD网格化数据。在打开后的对话框中选择“体成像”。 )%n$_N n
L*vKIP<EMM
4.三维数据等值面成像 _./s[{ek
三维等值面:是三维空间中的一个曲面,该面上的点具有相同的值,表示为相同的颜色。 nf1 `)tXG
三维数据体是由三维空间中的一系列的实体点组成,三维等值面是由这些点组成的三维边界。 ]bpgsW:Xu
三维等值面采用Marching Cubes方法,对整个三维网格进行搜索并构造等值面。该方法成像曲面较体成像平滑、分层明显、不构造实体内部点、显示速度较快,但是生成等值面时间较长。 iXvrZofE
从“数据”菜单里选“读入网格化数据”或者从工具条中点按钮 或者从文件对话框中打开*.GRD文件,将自动读入GRD网格化数据。在打开后的对话框中选择“等值面成像”。 @_#\qGY
m&'!^{av
5.色标制作 B##X94aTT
读入网格化数据文件后,3D Surfer载入缺省的色标,在图形控制对话框中可以根据需要自定义色标。 Nv6"c<(L=
be5N{lPT@;
每一个数据值区间对应着一种颜色,颜色采用RGB色彩方式,在颜色区鼠标双击将出现颜色选择对话框,可以选择不同的颜色替换当前色。在表格中改变任一列的值将引起相应色标的改变。 ijzwct#.
Add按钮:在当前位置(光标位置)插入一行,同时将该行的值设为前后两行的平均值。 %:;g|PC
Delete按钮:删除该行的值 6CW5ay_,
值平均按钮:将所有的数据值按照行数进行平均分配。 (hQi {
Load按钮:装载预先定义的色标文件,*.lvl *.clr DL!%Np?`
Save按钮:保存当前的色标定义到文件*.clr中 4i+%~X@p
LNHi}P~
6.三维图形切割 wEJzLFCn
3D Surfer采用长方体切割,切割体由一个x,y,z方向的一定大小的长方体定义。图形切割后将重新计算,显示切割后的图形。 G'(rjH>q
切割体设置,在面版右上方切割体设置中,x1,x2,y1,y2,z1,z2,分别代表切割体三个方向的值。鼠标单击相应的选项,然后拖动下方的滚动条,可以将值设置到需要位置。 BHZhdm@),
1KBGML-K3
\4C[<Gbx$(
点击“显示切割模型”按钮将在绘图区以轮廓图的形式动态显示切割体的位置(如下图紫色部分)。 g%!U7CM6h
10OkrNQ
;^E_BJm
MtN!Xx
操作移动键 可以移动该切割体并动态显示。 yBIX<P)vE'
_nxH;Za
切割体移动到合适位置后,点“切割”按钮将开始切割,切割完成后点“结束切割显示”将显示切割后的三维图形。 FOMJRq
Pw thYy
7.切片制作 cGdYfi
在三维网格化图形后,点工具栏上的制作切片按钮 FU>KiBV#
X?n=UebO^
在右下方将出现切片制作对话框,此时将关闭所有图层的显示而只显示切片。再次点此按钮将重新显示图层。 z0SF2L H
7.1切片的方向 c<MF:|(}
切片根据垂直与x,y,z三个方向不同,将切片分为三类,分别代表垂直于三个坐标轴。 h,]VWG
7.2增加切片 2l^_OrE!
切片分三个方向(分别垂直于X,Y,Z轴),点击相应的标签页分别添加。 83gWA>Odh
用鼠标拖动滚动条,到指定位置(可以从0~到最大的切片数) $u yx
按“添加”按钮,将增加一个切片到列表中,同时在屏幕绘图区中绘制出切片。 pi/0~ke4"
重复以上步骤,可以设置多个切片。 U,;796h
@|Yn~PwKs
7.3删除切片 A~<!@`NjB
在切片列表框中显示了切片所在的位置,用鼠标单击相应的切片,切片被选中(切片变成紫色),然后点右边的“删除”按钮,该切片将被删除。 [Z#Sj=z
7.4旋转切片 v~x4Y,m%
(1)参数旋转 9!W$S[ABRB
选中切片后,在旋转角度中填入要旋转的角度(旋转轴为切片的中心线,旋转方向顺时针为正,逆时针为负),然后点“旋转”按钮,切片将被旋转到指定位置。 Y|Gp\
(2)鼠标旋转 J@6j^U
选中切片后,单击工具条上切片旋转按钮 ,按钮显示被压下,这时候按住鼠标左键盘往左右拖动,松开鼠标后,切片将被旋转,旋转的角度与鼠标拖动的距离成正比。最大不超过正负90度。 3,6f}:CG
再次单击上切片旋转按钮 ,按钮被弹起,结束切片旋转状态。
OWT%XUW=
7.5结束切片制作 ?6`B;_m
切片布置好后再次点工具栏上的制作切片按钮,该按钮被弹起,结束切片制作。屏幕刷新后将显示切片和图形。 *vuI'EbM
注意:如果看不到切片,说明切片被当前图形的图层所遮盖,关掉一部分图层后可以看到切片。 m|{^T/kIbQ
8.三维标注 qxu3y+po]
标注是在图上加上一些点位符号和文字标注。标注是通过标注文件完成。 *qk7e[IP
8.1标注文件 W0~G`A(:;
标注文件与原始数据文件一样,是文本文件,格式与原始数据文件相同,但是可以包含一列(或者几列)标注文字,格式如下 $8%"bR;Hu
水平坐标(x) 测线方向(z) 深度方向(y) 点位 !U m9ceK
5 5 2.5 1号点# $/IFSB9
10 5 2.5 2号点# c3g`k"3*`
15 5 2.5 3号点# aK@
Y) Ju'
//备注:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xUsL{24
… m:[I$b6AY
其中x,y,z是点位坐标,表示符号要显示的位置,至少需要2列以上,如果缺少一列,则自动粘贴到数据体一恻的表面。 5:f!EMb
点位是符号,可以是数字也可以是说明文字。 sg2% BkTI
8.2 打开标注文件 a{hc{
点工具栏上标注按钮 ,打开标注文件, V@#oQi*
.7gh2K
在x,y,z,text列表中选择对应的列,右边显示列信息,post x,y,z的范围要在x,y,z范围之内,否则无法正确标注。如果列选择None,则自动标注到该面测面上。标注时至少需要两列数据。 5}ftiy[Yc
标注符号为十字符号,可以为符号指定大小和颜色。 ?dCwo;~
Text列缺省选择为None,表示不标注文字。如果选择了Text列,则将用该列数据值以文字方式显示在符号旁边。如果该列全为数字形式,则还可以指定该列数字显示的小数点位数。文字可以指定文字颜色和文字大小比例(相对比例)。 'kcR:5B
间隔数表示标注中可以不用连续标注,可以每隔多少个符号标注一次。 nM2<u[{gF
标注参数设置好后,按“确定”按钮将在三维图形中输出标注。 ka\{?:r,8
8.3 删除标注 E(|A"=\
带标注的图形,如果点标注按钮,将显示当前标注信息,如果点“删除”按钮,将取消该图形的标注。 0r1GGEW`s
9.图形输入/输出 <a @7's
9.1图形输入 1Ng.Ukb
支持*.G3D图形输入,*.g3d图形是3D Surfer保存的图形格式,图形中带有色标信息和图层信息。可以直接打开该类图形直接显示。 /[FDiJH2
JPG和BMP位图:3D Surfer可以打开JPG或者BMP位图直接显示。 ~at@3j}W
9.2图形输出 YxJQ^D`
3D Surfer支持*.g3d,*.jpg,*.bmp,*.wrl等格式的图形输出。 =N\; ?eF(
(1)*.g3d格式输出:g3d是3D Surfer保存的图形格式,GRD文件成像可以输出为g3d格式,该格式保留了图形信息和色标信息。可以直接被3D Surfer打开并显示。 P{6$".kIY
(2)JPG、BMP图形:3D Surfer可以直接将当前图形输出为图片格式。 %N<5ST>(
(3)VRML图形:VRML是虚拟现实语言,它定义的图形和虚拟场景可以用Internet Explorer浏览器打开并浏览显示。3D Surfer可以把体成像图和等值面图输出为VRML格式图形,方便其他的图形软件调用,做进一步处理。 yef\Y3X
10.显示设置 HC6U_d1-6
显示设置定义了3D Surfer的三维体的视见参数,包括:显示比例、刻度、字体、颜色、方向指示、透明设置等。 (!5Ta7X
10.1常规设置 ?0qD(cfx<
6Qt(Yu*s
(1)字体比例和颜色:表示显示刻度字体颜色和相对比例。 T3{~f
(2)x,y,z比例:三个方向的显示比例 Y|fD)zG_
(3)显示矩形框:显示三维数据体的轮廓矩形框 (is' ,4^b
(4)显示色标值:显示图层的颜色值,当值字符比较长影响可视效果时可以去掉值的显示。 )/;+aDk
(5)显示方向指针:当图形旋转过程中,在右下角显示一个方向指示针。 .s*N1
U?h
显示刻度及参数设置 VRQ`-#
(6)透明色:Alpha色彩融合开关,打开此开关将支持三维图层的透明显示,透明度设置从0(不透明)到100%(全透明,不可见)。 jj2iF/
10.2 坐标及刻度设置 OVi<d
坐标刻度是设置X轴、Y轴、Z轴三个方向上12条棱边上的刻度的显示方式,包括以下内容:
h{^v756L
刻度数目:每条棱边上总共刻度数目。 D :U6r^c
标注间隔:刻度标注的间隔。 rz%~=Ca2j
首尾刻度:是否显示首刻度和尾刻度 3&^hf^yg
V&nB*U&s"
X轴坐标刻度对应如下图所示 yogavCD9b/
>S7t
rzAf {2
<
bC'.m
. fja;aG
j9>[^t3U
;^xM"
{G8
MrHJ)x"hy
TUnAsE/J&
zX_F+"]THt
Y轴坐标刻度对应如下图所示 q8d](MaX
mBErU6?X,A
2~$S @c
$WIVCp
{O2=K#J
&<e18L7a
F}u'A,Hc
'z"vk
!YAX.e
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Z轴坐标刻度对应如下图所示 ^H.B6h?
%jjPs.
9-T<gYl
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ej-A=avd
66pjWS
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6NX#=A
10.3 地层分层显示 v=@y7P1
在三维网格化图形显示中,3D Surfer根据色标定义了一系列的图形分层(用颜色和数据值标志),在屏幕右下角的图层设置面板定义如下图所示。 vWoppt
J]TqH`MA
每个图层的复选框定义了三种状态,0不选择,1选择,2灰色,分别表示不显示,显示,透明显示。用鼠标点击复选框(或者借助“全部选择”和“取消全部”按钮)设置好图层的显示状态,然后点“更新显示”,使图层显示设置生效。下图是全部显示和只显示指定图层的显示结果图。 VG
5*17nf5
5FR#CQ
注意:如果选择显示全部图层,则当前显示的图形是经过处理后的三维图形表面,这样加快了显示速度。 h_(M#gG
10.4 图层透明显示 e El)wZ,A
如果要显示覆盖图层下的图层,则可以将覆盖图层设置为透明显示。如果在图层设置面板中设置图层显示复选框按钮为灰色状态(如下图),则该图层支持透明显示。 jV}8VK*`+
(-WRZLOQ
要使透明显示生效,需要打开Alpha色彩融合开关(透明显示开关)和设置透明度,参见常规设置,图层透明设置后的对比图如下图所示。 ~wDXjn"U&
v>wN
O
11.数据处理 +u
Iq]tqe
3D Surfer支持异常提取(边缘检测)、滤波、相干处理等功能。 @KL&vm(F$
(1)异常提取: FJZ'P;3
三维数据体异常检测:在三维图形显示中点异常检测按钮 ^ 4<