3D Surfer用户使用手册 jR{Rd}QtQ
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2005年7月 zNJ-JIo%
`i3fC&?C
目 录 1TL~I-G&n
O@? *5
1.原始数据读入 1 p`{ | [<
1.1数据文件格式: 1 !7aJfs2
1.2打开数据文件 1 gq an]b_
1.3数据读入 2 =j
S
2.三维数据插值 2 w1
tg7^(@
2.1成像列选择 3 "SN+ ^`
2.2三维插值 3 g(F? qP_K
2.3数据的三维网格化 4 Fx' E"d
3.三维数据体成像 4 &Ch~$Wb^
4.三维数据等值面成像 5 ~[4zm$R^
5.色标制作 5 ;n=A245W\
6.三维图形切割 6 kK$*,]iCp
7.切片制作 7 FK.Qj P:
7.1切片的方向 7 f2RIOL,
7.2增加切片 7 %%f(R7n
7.3删除切片 8 dSIZsapH
7.4旋转切片 8 ,{u'7p
(1)参数旋转 8 PU^@BZ_m
(2)鼠标旋转 8 /a:L"7z
7.5结束切片制作 9 z+%74O"c
8.三维标注 9 J9yB'yE8
8.1标注文件 9 ,N`D{H"F
8.2 打开标注文件 9 .3,6Oo
8.3 删除标注 10 nW`EBs
9.图形输入/输出 10 -[.A6W
9.1图形输入 10 hXz@ (cF
9.2图形输出 11 dNgjM
Q
10.显示设置 11 f3HleA&&
10.1常规设置 11 ;B@-RfP
10.2 坐标及刻度设置 12 '7TT4~F
10.3 地层分层显示 13 }?XNA.Wz
10.4 图层透明显示 13 Ve^rzGU
11.数据处理 14 Ld3!2g2y7&
12.叠加地形 16 ,Frdi>7 ~
13.导入图形 17 2@#`x"0
13.1导入Surfer GRID切片 17 D'3. T{*rH
13.2导入Surfer GRID曲面 17 7H5t!yk|9
13.3 添加3D 图元 18
e&J_uG
13.4 载入测井数据 18 [u}2xsSx
13.5 图元管理 19 JLH,:2
(1)删除图元 20 o!ycVY$yW
(2)调整图元色标 20
C#4/~+
(3)叠加颜色剖面 21 B[nkE+s
(4)图元位置调整 21 om}jQJ]KH
(5)图元缩放 21 *;yn_zg
(6)图元旋转 22 qb1[-H
(7)图元透明处理 22 *]RCfHo\=
(8)表面贴图 22 zCdzxb_h"
rE&+fSBD
简 介 ;IX*4E'4s
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。 Jdp@3mP
1.原始数据读入 cJ!C=J
1.1数据文件格式: j: /cJt
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。 @O%d2bgEWV
一个典型的数据文件格式如下 ;l>C[6]
水平坐标(x) 垂直坐标(y) 水平坐标(z) 电阻率值 bem-T`>'
5 5 2.5 55.0 "[BDa}Il
10 5 2.5 58.0 Yl$Cj>FG
15 5 2.5 70.0 J=C63YB
//备注:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 8'6$t@oT9w
… a#G]5TZ
1.2打开数据文件 @ME
.
有三种方式可以读入数据文件 njN]0l{p
(1)使用“数据”菜单,选择“读入原始数据” y:3d`E4Xw
8QNd t
F_&bE@k
(2)从工具条上点按钮 =j{r95)|u
(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。 <OC|z3na_
s55t>t,g6
1.3数据读入 wz(D
}N5
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。 xMAb=87_
2.三维数据插值 bxA1fA;
三维数据读入完成后,出现数据组织对话框,如下图。 lYMNx|PF
I_h{n{,sr
2.1成像列选择 )mb RG9P
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)。 =ap6IVR
3JR1If
I{0bsTp;
hfuGCD6F`
\<R.F
GxR, 3
Cq-#|+zr
Pqm)OZE?
(66DKG
2.2三维插值 p*
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)。 b-XC\
QP?Deltp
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。 k;9"L90
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。 tSvklI
&G"r>,HU
(1)近点线性插值 +$x;FT&
该方法根据近点原理,在插值点附近三个方向上进行线性插值,该方法简单,计算速度快,适用于原始数据是规则网格数据。如果数据是散乱数据则不适用于该方法。 MlM2(/ok
(2)近点Cube插值 ;y{VdT
该方法原理同近点线性插值,在插值点附近采用立体网格搜索方法,对插值点附近节点进行搜索,然后采用近点插值方式对网格点进行插值计算。 +#d}3^_]
该方法计算速度快,可以适应散乱数据。 ef;Ta|#
(3)局部距离加权插值 0fd\R_"d.
该方法针对散乱数据,按距离加权的方式,采用在局部分块计算的方式,计算速度较快。 66+y@l1
(4)距离加权插值 X;?Z_3I:5
该方法是针对散乱数据的,采用全局方式,所有原始数据点都参与计算,计算速度较慢。 S=wJ{?gzAK
(5)径向基函数插值 k-LT'>CWl
该方法是针对散乱数据的,是一种全局插值方法,能够比较好地适应散乱数据,插值效果教好,计算速度比较慢,内存开销较大,内存耗费的大小与原始数据插值点的平方成正比。一般来说当原始数据点在10000以下,可以采用径向基函数插值。 8{GRrwQ>
2.3数据的三维网格化 )5Bkm{v3
设置好插值点数(LineNo),选定插值方法后,点输出“GRD文件”将进行插值计算,然后生成相应的GRD网格化数据文件。 ]$vJK
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。 {)vue0
vP
3.三维数据体成像 9C{\=?e;
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。 J '^xDIZX
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。 *!gj$GK@%
三维网格化数据的体成像。三维网格化数据是原始数据经过插值和网格化后生成的规则数据,利用它可以生成体成像图,具有图形切割、分层显示、切片制作、粘贴点位、输出为VRML实体图等功能。 k9^Vw+$m
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”。 G2,r%|7ta
(cj3[qq
4.三维数据等值面成像 oYG].PC
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。 ;|Z;YK@20
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。 T"GuE[?a
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。 iC{~~W6
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”。 !^|%Z
~BVK6
5.色标制作 &z\]A,=Tc
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。 R;XR?59:.
5w#*JK
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。 cc%O35o
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。 $VrKoL\ScA
Delete按钮:删除该行的值 #89h}mp'
值平均按钮:将所有的数据值按照行数进行平均分配。 #NVqS5
Load按钮:装载预先定义的色标文件,*.lvl *.clr i~IQlyGr.
Save按钮:保存当前的色标定义到文件*.clr中 #dLp<l)
/ h6(!-"
6.三维图形切割 yt&eY6Xp
3D Surfer采用长方体切割,切割体由一个x,y,z方向的一定大小的长方体定义。图形切割后将重新计算,显示切割后的图形。 &E{5k{Y
切割体设置,在面版右上方切割体设置中,x1,x2,y1,y2,z1,z2,分别代表切割体三个方向的值。鼠标单击相应的选项,然后拖动下方的滚动条,可以将值设置到需要位置。 P'Fy,fNg
IKK<D'6
@J~y_J{
点击“显示切割模型”按钮将在绘图区以轮廓图的形式动态显示切割体的位置(如下图紫色部分)。 (Jw[}&+
4pF U` g=
X'&$wQ6,K
:8_`T$8i4
操作移动键 可以移动该切割体并动态显示。 O8+[)+6^
{1GW,T!#
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。 LC/w".oq?
$l&&y?()
7.切片制作 {I|k@
在三维网格化图形后,点工具栏上的制作切片按钮 8j,_
W7as=+;X
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。 '^l/e: (H3
7.1切片的方向 JXlFo3<
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。 /s%I(iP4
7.2增加切片 _^RN
C)ol
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。 z#!xqIg0
用鼠标拖动滚动条,到指定位置(可以从0~到最大的切片数) OvPy+I
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。 a{h(BI^~
重复以上步骤,可以设置多个切片。 Ss u{Lj
x~GV#c
7.3删除切片 f*~ 4Kv
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。 ISr~JQr
7.4旋转切片 zJMKgw,i*
(1)参数旋转
hh"0z]
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。 W4CI=94
(2)鼠标旋转 1V`]sfRK
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。 e76@-fg
再次单击上切片旋转按钮 ,按钮被弹起,结束切片旋转状态。 s8|#sHT
7.5结束切片制作 HHZ!mYr
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。 | 4I x2GD
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。 ^c]Sl
8.三维标注 $EJ*x$
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。 uz4mHyS6
8.1标注文件 p _e-u-
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 P:k(=CzZ@J
水平坐标(x) 测线方向(z) 深度方向(y) 点位 G
7)D+],{Y
5 5 2.5 1号点# Z"?AaD[
10 5 2.5 2号点# t%z7#}9$
15 5 2.5 3号点# FbM5Bqv
//备注:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx y`Pp"!P"O
… K23_1-mbe
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。 *vhm
点位是符号,可以是数字也可以是说明文字。 8{+~3@T
8.2 打开标注文件 l7{hq}@;cC
点工具栏上标注按钮 ,打开标注文件, \| >eG u
oQ;f`JC^
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。 -R'p^cMA
标注符号为十字符号,可以为符号指定大小和颜色。 ID+'$u&
Text列缺省选择为None,表示不标注文字。如果选择了Text列,则将用该列数据值以文字方式显示在符号旁边。如果该列全为数字形式,则还可以指定该列数字显示的小数点位数。文字可以指定文字颜色和文字大小比例(相对比例)。 &SN$D5U'
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。 6sy%KO*A
标注参数设置好后,按“确定”按钮将在三维图形中输出标注。 , m|9L{
8.3 删除标注 zFi+6I$
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。 ,H[AC}z2X
9.图形输入/输出 UxicqkX
9.1图形输入 0]oQ08
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。 vB4cdW
2#3
JPG和BMP位图:3D Surfer可以打开JPG或者BMP位图直接显示。 eZHzo
9.2图形输出 G^mk<pH
3D Surfer支持*.g3d,*.jpg,*.bmp,*.wrl等格式的图形输出。 J+*rjdI
(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。 6 qKIz{;
(2)JPG、BMP图形:3D Surfer可以直接将当前图形输出为图片格式。 \S7OC
(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。 3/rvSR!
10.显示设置 ]|`gTD6
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。 ?XOeMI
10.1常规设置 1]>KuXd
r
>!)VkDAG
(1)字体比例和颜色:表示显示刻度字体颜色和相对比例。 , D1[}Lr=K
(2)x,y,z比例:三个方向的显示比例 >qF KXzI
(3)显示矩形框:显示三维数据体的轮廓矩形框 vWkKNB
(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。 $PS5xD~@
(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。 qk,cp},2K
显示刻度及参数设置 ,O~2
R
(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)。 y]jh*KD[
10.2 坐标及刻度设置 F[=m|MZb
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: ''v1Pv-
刻度数目:每条棱边上总共刻度数目。 3sZK[Y|ax
标注间隔:刻度标注的间隔。 k13/yiv
首尾刻度:是否显示首刻度和尾刻度 pV("NJj!
(Z"Xp{u
X轴坐标刻度对应如下图所示 .sG,TLE[<
rFy9K4D
*Ra")(RnDK
fA,+qs
&yA<R::o
*>'R
R<
l wg.'<
CLk Ve
^p7(
FoG<$9
Y轴坐标刻度对应如下图所示 =h_gj >
%9D@W*Z
Ez$5wY^J
m~U{ V9;*
QNJG}Upl
kx=AX*I
a;S^<8
:9h8q"T
yY| .
0 j.Sb2
Z轴坐标刻度对应如下图所示 O(~Vvoq
:> q?s
iE Oyc59
A zle ;\l`
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\fKE~61
3
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V0AX1?H~ w
10.3 地层分层显示 *"CvB{XF&Z
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。 " /'=gE
6+u'Tcb
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。 OWjZ)f/
\O:xw-eG
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。 $KKaA{0-
10.4 图层透明显示 aOD"z7}U
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。 piG1&*
$~YuS_sYg
要使透明显示生效,需要打开Alpha色彩融合开关(透明显示开关)和设置透明度,参见常规设置,图层透明设置后的对比图如下图所示。 j%}Jl
0@Ijk(|
11.数据处理 bvx:R ~E$
3D Surfer支持异常提取(边缘检测)、滤波、相干处理等功能。 <di_2hN
(1)异常提取: (
7?%Hg
三维数据体异常检测:在三维图形显示中点异常检测按钮 f5a](&
|i`@!NrFL
vvM)Rb,
将开始计算三维数据体的边缘异常部分,计算完成后将重新生成三维图形。如果想恢复原始图形,点按钮 将恢复到异常提取前的图形。下图是异常提取前和提取后的图形对比。 .;:xx~G_Q
EC~t'v
19.cf3Dh
原始图形 异常检测后图形 UH.cn|R
CN=&Je%I
切片的异常提取: itF+6wv~
在制作和浏览切片状态时可以针对切片进行异常提取。 YzZF^q^I
首先在切片列表中选中切片,然后点工具栏上的异常检测按钮。异常检测后和检测前的对比图如下。 ^8m+*t
ZYsFd_
原始切片 异常检测后切片 EDo@J2A
4PWr;&
(2)滤波 =eqI]rVj^
可以针对三维数据体选择两种方式的滤波,空间滤波和二维滤波。在显示三维体图形时点击工具栏上的滤波按钮 ,可以进行空间滤波。在切片显示状态,点击工具栏上的滤波按钮将针对切片进行二维滤波。 4B]61|A
MP,*W}@
空间滤波前图形 空间滤波后图形 4cQ5E9
rxK0<pWJhx
二维切片滤波前图形 二维切片滤波后图形 K|G$s
>.iw8#l
(3)相干: 2f!oA~|2
相干处理只针对三维数据体。三维数据体技术主要是根据信号的相干性分析的原理,计算相邻测点不同频率下信号的相干性。在三维图形显示状态点击工具栏上的相干按钮 即可进行相干计算,计算后显示相干结果图形。点恢复按钮将还原到相干前的状态。 JLu0;XVK
y2R=%EFh6
数据相干前图形 数据相干后图形 $P(nh'\
%jxuH+L
12.叠加地形 V</T$V$
3D Surfer可以再现有的三维图形上叠加地形剖面,地形高程数据被叠加到每个地层节点上过后,并可以显示地表的起伏变化和色彩。 dNQSbp
读入网格化地层数据文件后(体成像方式),选择叠加地形图标 ,载入地形数据文件。地形数据文件要求: OkZ! ZS
h
(1)Surfer Grid网格化文件 >y9o&D