科学计算可视化是在计算机图形学基础之上发展起来的一门新学科,它融合了计算机图形学、计算机辅助设计、人机交互等技术。而矢量可视化正是科学计算可视化研究的一个重要课题,在天气预报、流体力学、航空航天、涡轮机设计等方面有所应用。标量和矢量数据场的可视化,化无形的、繁杂的数据为有形的、可见的图形,能直观的将数据信息展示给研究人员,以便科研人员分析数据场。本文系统的介绍了标量可视化研究,重点研究了矢量可视化和流线可视化。主要针对基于纹理的矢量可视化方法和流线均匀放置算法,展开研究。对基于纹理的矢量可视化方法,就线积分卷积算法的效率和可视化效果进行了分析,提出了改进的方法,并做了一些延伸的研究。对流线均匀放置算法进行了系统研究,并提出了基于临界点和网格的动态种子点算法。既可以保证流场关键特征不被丢失,又可以得到分布均匀的流线。并在此基础上,提出了一种新的可视化形式。本文的主要创新点和完成的主要工作如下:(1)针对海洋标量数据场的可视化方法做了系统的研究和概述。针对二维标量场可视化,实现了颜色映射,等值线算法,高度图等方法。针对三维标量场可视化,实现了基于纹理映射的体绘制算法。(2)围绕二维矢量场,总结了矢量可视化技术当前进展,主要概述基于纹理可视化的方法。针对纹理可视化(LIC算法),提出了一种新的确定线积分卷积过程中步长和插值的方法,提高了可视化效率,改善了可视化效果。(3)改进基于LIC算法的纹理增强方法。在提高流线对比度的同时,通过使用多次线积分卷积,提高流线内部的相似性。这避免了纹理“非黑即白”的情况,使得获得纹理层次更加丰富,纹理更加细腻。(4)在基于LIC的纹理可视化方法的基础上,提出新的可视化形式。在纹理的基础上添加表示具体方向流线,并结合颜色映射,使得可以在同一张图中同时观察矢量纹理,矢量大小和矢量方向。(5)对现有的常见流线放置算法进行了研究。在保证关键特征的基础上,提出了基于临界点和网格的动态种子点的流线放置算法。新方法使得流线分布均匀,不丢失关键点特征,几乎没有短流线。最后,在对矢量可视化和流线可视化研究的基础上,将实现的算法集成到软件上,构建了一个矢量可视化系统。