向量场可视化是可视化技术中最具挑战性的研究领域之一。向量场可视化技术是运用图形学的理论与方法将数据场庞大的数据集所隐含的信息用图形符号及颜色等表示出来，以帮助研究者们去探索向量场中无法用传统的方法得知的复杂物理规律。它已成为科学研究、工程计算中不可缺少的重要手段，在许多领域有着广阔的应用前景。本文针对向量场可视化中的关键问题，对结构化与非结构化网格中基于线、面表示的向量场可视化方法，基于张量分解方法的向量场微观变化可视化方法及基于特征的可视化方法等几个方面进行了深入的研究并取得了一些成果。 1．对基于线、面表示的向量场可视化技术，给出了一种在结构化网格中确定任意指定起始点位置的方法，该方法首先确定起始点的最邻近的网格点，通过结构化网格到一个局部参数空间的变换，确定该点所在的单元及在这点上的物理量值；给出了一种直接在结构化网格物理空间中进行流线积分计算的方法，根据结构化点的类型，确定下一个求交面，求出流线离散点的空间位置；给出了一个基于四面体单元类型的非结构化数据场中的点定位算法，该算法不仅可以用在生成迹线的积分方法中搜索相邻单元中的下一顺序点，还可以在整个数据场中快速定位任意种子点。本文将以上方法用于流面的构造，并解决了流面构造过程中的曲面光滑拼接处理问题，在分离流时，用点定位方法在适当点上增加粒子，而当流面会聚时，减少粒子。 2．研究了基于张量表示的速度向量场可视化方法。将速度分解为拉伸和剪切变形分量及旋转变形分量，通过一个变形的立方体，显示某点速度的拉伸、剪切、旋转变化。通过系统提供的友好用户界面，可交互式地考察场中任一点上速度向量的局部变化。变形立方体沿流线的运动，反映了向量场的整体结构。本文给出了基于结构化网格的张量计算方法，在网格点上与体元内采用不同的估计方法，以提高结果的精度，讨论了Jacobian矩阵的存在性。还提出了速度向量拉伸变形与剪切变形的椭球面可视化方法。