Besvarelse av obligatorisk oppgave 2 i IN229. Oppgave 1. Oppgaven bestod i å visualisere et vektorfelt g avledet av gradienten f til et

Like dokumenter
Visualiseringsdelen - Oppsummering

Simulering i IN229. INF2340 Våren 2004 Oversikt over innhold. Del 2: Endelige differanser. Del 1: MyVector. Del 3: ODESolver. Del 4: Bølgeligning

UNIVERSITETET I OSLO Institutt for informatikk. IN229 Simulering og visualisering. Eksamensrapport. Per-Idar Evensen

Skalar-til-farge korrespondanse. Del 5 Visualisering av skalarfelt. Regnbue-skalaen

Randkurva C til flata S orienteres positivt sett ovenfra, og kan parametriseres ved: r (t) = [ sin t, cos t, sin t] dt, 0 t 2π.

Alternativ II: Dersom vi ikke liker å stirre kan vi gå forsiktigere til verks. Først ser vi på komponentlikninga i x-retning

Oppgavene er hentet fra fagets lærebok, Hass, Weir og Thomas, samt gamle eksamener.

Volum Lengde Areal Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Funksjonell (dataflyt-) modell. Del 3 "Visualization Pipeline" Sammenkobling i praksis. Prosess- og data-objekter. Transformasjon. Representasjon (mer

Partieltderiverte og gradient

Eksamen, høsten 14 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Eksamen, høsten 13 i Matematikk 3 Løsningsforslag

Obligatorisk oppgave 1

Som vanlig er enkelte oppgaver kopiert fra tidligere års løsningsforslag. Derfor kan notasjon, språk og stil variere noe fra oppgave til oppgave.

Gradientvektoren, vektorfelt, strømlinjer, feltlinjer

Del 1: Introduksjon til VTK. Visualiseringsdelen - Oppsummering. Del 2: Grafisk databehandling. "Visualization Pipeline" "Rendering Pipeline"

EKSAMENSOPPGAVE. Vil det bli gått oppklaringsrunde i eksamenslokalet? Svar: JA Hvis JA: ca. kl.10:00 og 12:00

UNIVERSITETET I OSLO

Integraler. John Rognes. 15. mars 2011

UNIVERSITETET I OSLO

Tangenten: tidsskrift for matematikkundervisning. Bakken Omdreiningslegemer med 3D-printer

Løsningsforslag til eksamen i TMA4105 matematikk 2,

SIF5005 Matematikk 2, 13. mai 2002 Løsningsforslag

Øvingsforelesning i Matlab TDT4105

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

EKSAMENSOPPGAVE. KRAFT I og II Hall del 2 Kraft sportssenter Ingen

UNIVERSITETET I OSLO

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 6. 5 Exercise Exercise

MEK1100, vår Obligatorisk oppgave 1 av 2. Torsdag 28. februar 2019, klokken 14:30 i Devilry (devilry.ifi.uio.no).

Gradientvektoren, vektorfelt, strømlinjer, feltlinjer

Navn/kursparallell skrives her (ved gruppearbeid er det viktig at alle fyller ut):

Forkurs, Avdeling for Ingeniørutdanning

Obligatorisk oppgåve 1

Vektorfluks og sirkulasjon, divergens, virvling, strømfunksjonen

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN MA0002, VÅR 09

Løsningsforslag til øving 4

Vi regner først ut de nødvendige partiellderiverte for å se om vektorfeltet er konservativt. z = 2z, F 2 F 2 z = 2y, F 3. x = 2x, F 3.

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN BOKMÅL STEMMER. DATO: TID: OPPG. SIDER: VEDLEGG: 3 desember :00-13: FAGKODE: IR Matematikk 1

Generell informasjon om faget er tilgjengelig fra It s learning. 1 En kort oppsummering Adaptiv filtrering 2. 3 Prediksjon 4

Projeksjoner av vektorer Analyse av værdata

Prosjekt 3 - Introduksjon til Vitenskapelige Beregninger

Matematikk og fysikk RF3100

Løsningsforslag for eksamen i brukerkurs i matematikk A (MA0001)

Kjerneregelen. variabelbytte. Retningsderivert MA1103. gradienter 7/2 2013

Opprette firma. Innhold

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGÅVE. Tilletne hjelpemiddel: Godkjend kalkulator og formelsamling og 2 eigne A4-ark (4 sider totalt)

Vektorfluks og sirkulasjon, divergens, virvling, strømfunksjonen

F = x F 1 + y F 2 + z F 3 = y 2 z 2 + x 2. i j k F = xy 2 yz 2 zx 2 = i(0 ( 2yz)) j(2xz 0) + k(0 2xy) = 2yzi 2xzj 2xyk.

Øvingsforelesning i Matlab TDT4105

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

1 Mandag 22. februar 2010

Øvingsforelesning i Matlab TDT4105

TOD063 Datastrukturer og algoritmer

Løsningsforslag til øving 3

IR Matematikk 1. Eksamen 8. desember 2016 Eksamenstid 4 timer

MAT feb feb mars 2010 MAT Våren 2010

Flervariable funksjoner: Linearisering

Velkommen til Eksamenskurs matematikk 2

Eksamensbesvarelser i REA3015 Informasjonsteknologi 2

(t) = [ 2 cos t, 2 sin t, 0] = 4. Da z = 2(1 + t) blir kurva C en helix/ei skruelinje på denne flata (se fig side 392).

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Vektorfluks og sirkulasjon, divergens, virvling, strømfunksjonen

y = x y, y 2 x 2 = c,

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

Løsning IM

UNIVERSITETET I OSLO

N-dronningproblemet Obligatorisk oppgave 1 I120, H-2000

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

NTNU. MA1103 Flerdimensjonal Analyse våren Maple-øving 2. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag. maple02 28.

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

= x lim n n 2 + 2n + 4

Matematikk og fysikk RF3100

EQS-opplæring på lync: Meldingsoversikt filter (kriterier) oversikt over meldinger/ tiltak statistikk diagrammer og rapportgenerator

Testlig og binær form

Areal - difflikninger - arbeid Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Obligatorisk oppgave 2 i INF 4130, høsten 2009

IR Matematikk 1. Utsatt Eksamen 8. juni 2012 Eksamenstid 4 timer

Analysedrypp IV: Metriske rom

Obligatorisk oppgave 1 INF1020 h2005

Oppgavesettet har 10 punkter 1, 2ab, 3ab, 4ab, 5abc som teller likt ved bedømmelsen.

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, 8.juni 2010

Løsningsforslag til øving 4

Areal mellom kurver Volum Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Kurve-, flate- og volumintegraler, beregning av trykkraft

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

TMA4245 Statistikk Høst 2016

Obligatorisk oppgave 1

Løsningsforslag til Mat112 Obligatorisk Oppgave, våren Oppgave 1

Øvelse, eksamensoppgaver MAT 1050 mars 2018

Eksamen REA3015 Informasjonsteknologi 2. Nynorsk/Bokmål

Transkript:

Besvarelse av obligatorisk oppgave 2 i IN229. Oppgaven bestod i å visualisere et vektorfelt g avledet av gradienten f til et skalarfelt f(x, y, z). Oppgaven består av fire deler:. Beregning av gradienten ved sentraldifferanser. 2. Visualisering av vektorfeltet på to forskjellige metoder: () x-komponenten til vektorfeltet (2) absoluttverdien til vektorfeltet 3. Visualisering av et sett strømlinjer gjennom vektorfeltet. 4. Animasjon av av et sett strømlinjer gjennom vektorfeltet. Oppgave. Denne oppgaven består av:. Les inn en datafil Auh.vtk med et skalarfelt 2. Utfør eventuell byte-swapping (i tilfelle av Little-endian byte-rekkefølge). 3. Beregn approksimasjonen g til gradienten f (og ta absoluttverdien av komponenten f z. 4. Skaler vektorfeltet g for å gjøre det mer egnet til visualisering. 5. I tilfelle av Little-endian byte-rekkefølge: Utfør byte-swapping. 6. Skriv den beregnede approksimasjonen til filen Auh.vec.vtk Lesing/skriving av data er gjort ved hjelp av oppgitt programkode. Gradienten til f ( f f = x, f y, f ) z er tilnærmet med sentraldifferanser: f x [f(i +, j, k) f(i, j, k)] 2dx f y [f(i, j +, k) f(i, j, k)] 2dy f z [f(i, j, k + ) f(i, j, k )] 2dz Vi får dermed denne programkoden for å beregne gradientfeltet:

// Calculate gradient field... float g[ni][nj][nk][3]; int i, j, k; for (k = ; k < nk-; k++) for (j = ; j < nj-; j++) for (i = ; i < ni-; i++) { g[i][j][k][0] = (f[i+][j][k]-f[i-][j][k])/(2*dx); g[i][j][k][] = (f[i][j+][k]-f[i][j-][k])/(2*dy); g[i][j][k][2] = fabs((f[i][j][k+]-f[i][j][k-])/(2*dz)); } g_min og g_max er funnet ved gjennomløping av datasettet. Skaleringen er deretter gjort i henhold til løsningsforslaget i oppgaven: // Scale gradient vectors... for (k = ; k < nk-; k++) for (j = ; j < nj-; j++) for (i = ; i < ni-; i++) { gx = g[i][j][k][0]; gy = g[i][j][k][]; gz = g[i][j][k][2]; } g_val = sqrt(gx*gx + gy*gy + gz*gz); g_prime = min_prime + (g_val-g_min)*(max_prime-min_prime)/(g_max-g_min); gx = gx*g_prime/g_val; gy = gy*g_prime/g_val; gz = gz*g_prime/g_val; g[i][j][k][0] = gx; g[i][j][k][] = gy; g[i][j][k][2] = gz; Oppgave 2. Programdesign. Sett opp Graphics framework : vtkrenderer vtkrenderwindow vtkrenderwindowinteractor Generer datakilden: vtkstructuredpointsreader 2

Sett opp filtrene vtkextractvectorcomponents og vtkextractvectorcomponents Sett opp skjæringsplanet (vtkcutter). Generer lookup-table (for farvekoding av isoflaten og skjæringsplanet). Generer farveskalaen. Generer iso-flaten. Programmer en UserMethod for å kunne lagre bildet på en fil (Merk at denne metoden vil lagre bildet på PPM-format.) Det beregnede datasettet skal visualiseres på to forskjellige måter: The visualization pipeline vil være lik for disse to variantene; forskjellen består i hvilket filter man benytter for å hente ut data fra datakilden. Vizualisation pipeline er dokumentert i Fig. Oppgave 3 Denne oppgaven består i å visualisere strømlinjene gjennom vektorfeltet vi studerer. En overordnet formulering av oppgaven ser slik ut: Sett opp Graphics framework : vtkrenderer vtkrenderwindow vtkrenderwindowinteractor Genererer et antal vtkstreamline-objekter Initialiser disse med fornuftige verdier: Steg-lengde Steglengde for integrasjon Start-punkt Programmer en UserMethod for å kunne lagre bildet på en fil. Jeg viser til Fig. 2 for dokumentasjon av vizualisation pipeline. Oppgave 4 Denne oppgaven består i å generere en animasjon av strømlinjene gjennom vektorfeltet vi studerer. Design av programmet bygger på designen Oppgave 3; med animasjon av strmningene. I tillegg til denne kommer: Generer et sett med kuler som skal løpe langs strømlinjene. Modifiser User method, slik at denne faktisk utfører visualiseringen.. Forøvrig vises til Fig. 3 for dokumentasjon av the vizualisation pipeline. 3

Datakilde, AuH.vec.vtk vtklookuptable vtkextractvectorcomponents vtkcutter vtkcontourfilter vtkdatasetmapper vtkcontourfilter Figure : Pipeline for visualisering av x komponenten av vektorfeltet. For å visualisere vektorfeltet, erstatt filteret vtkextractvectorcomponents er erstattet med filteret vtkvectornorm. 4

vtkstructuredpointsreader vtkstreamline vtkcubesource vtkextractedges. Figure 2: Pipeline for visualisering av strømlinjene generert av vektorfeltet vtkstructuredpointsreader vtkstreamline vtkspheresource vtkcubesource vtkextractedges. Figure 3: Pipeline for animasjon av strømlinjene generert av vektorfeltet 5