通过曲线段邻域图交互式探索大规模矢量场流线

流线已被广泛用于表示和分析各种稳态矢量场。为了充分表示复杂矢量场（如流场）中的重要特征，需要大量的流线。由于缺乏对流线中特征或模式的严格定义，需要用户交互和探索才能实现有效的解释。基于聚类或模式搜索的现有方法，虽然对特定分析任务有价值，但在支持大规模基于曲线的数据的交互式和细节层次探索方面常常面临挑战，特别是当需要实时参数调整和迭代优化时。为了解决这个问题，我们设计并实现了一个交互式基于Web的系统。我们的系统利用曲线段邻域图(CSNG)来编码曲线段之间的邻接关系。CSNG使我们能够采用快速的社区检测算法来交互式地识别流线中的连贯流结构和空间分组。CSNG还通过增强的力导向布局支持多级探索。此外，我们的系统集成了一个邻接矩阵表示来揭示段之间详细的相互关系。为了在Web浏览器中实现实时性能，我们的系统采用了矩阵压缩以实现内存高效的CSNG存储，并采用了并行处理。我们已将我们的系统应用于分析和解释多个流线数据集中的复杂模式。我们的实验表明，我们在包含数十万个段的数据集上实现了实时性能。