[发明专利]电场线的显示图像的生成方法和装置、存储介质

说明书

一种电场线的显示图像的生成方法和装置、存储介质。该电场线的显示图像的生成方法包括：接收至少一个电荷的参数，其中，至少一个电荷的参数包括至少一个电荷的坐标和至少一个电荷的电荷量，电场线模拟和描述至少一个电荷形成的电场的分布，显示图像包括多个图像像素；基于至少一个电荷的参数计算至少一个电荷形成的电场的流函数在对应于多个图像像素的位置处的值，并获取分别对应于多个图像像素的多个流函数值；以及基于多个流函数值分别设定多个图像像素的透明度。该电场线的显示图像的生成方法具有提升电场线的显示图像的生成速度的潜力。

技术领域

本公开的实施例涉及一种电场线的显示图像的生成方法和装置、存储介质。

背景技术

电场线是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。曲线上每一点的切线方向和该点电场强度的方向一致；曲线密集的地方电场强度大，曲线稀疏的电场强度小。

电场线是中学物理学习中的一个难点，这是因为，电场线是一种人为抽象的概念，而不是真实存在的。教学过程中学生很难理解，老师通常依靠手绘电场线或者电场线图片来讲解电场线。然而，手绘电场线或者电场线图片不能很好的展示例如电荷变化(例如，位置变动或者新增电荷)导致的电场的动态变化。

发明内容

本公开的至少一个实施例提供了一种电场线的显示图像的生成方法，其包括：接收至少一个电荷的参数，其中，所述至少一个电荷的参数包括所述至少一个电荷的坐标和所述至少一个电荷的电荷量，所述电场线模拟和描述所述至少一个电荷形成的电场的分布，所述显示图像包括多个图像像素；基于所述至少一个电荷的参数计算所述至少一个电荷形成的电场的流函数在对应于所述多个图像像素的位置处的值，并获取分别对应于所述多个图像像素的多个流函数值；以及基于所述多个流函数值分别设定所述多个图像像素的透明度。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，利用图形处理器的并行处理阵列包括的多个处理单元分别计算所述至少一个电荷形成的电场的流函数在对应于所述多个图像像素的位置处的值。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，由片段着色器接收所述至少一个电荷的参数；以及使得所述多个处理单元分别调用所述片段着色器计算所述至少一个电荷形成的电场的流函数在对应于所述多个图像像素的位置处的值。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，所述至少一个电荷中的第k个电荷形成的电场的流函数φ_k(x，y)满足以下的关系式：

其中，n_k的绝对值等于用于模拟和描述所述第k个电荷形成的电场的电场线的数目；(x_k，y_k)为所述第k个电荷的坐标；(x，y)用于表示所述多个图像像素的任一个的坐标，k为正整数。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，所述至少一个电荷的电荷量包括所述第k个电荷的电荷量；所述生成方法还包括：基于所述第k个电荷的电荷量计算所述用于模拟和描述所述第k个电荷形成的电场的电场线的数目。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，所述至少一个电荷包括多个电荷；以及所述至少一个电荷形成的电场的流函数在对应于所述多个图像像素的每个图像像素的位置处的值等于所述多个电荷形成的电场的流函数在对应于所述多个图像像素的每个图像像素的位置处的值的和。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，所述基于所述多个流函数值分别设定所述多个图像像素的透明度，包括：分别对所述多个流函数值相对于预设常数执行取余操作，以分别获取多个余数；以及基于所述多个余数的绝对值分别设定所述多个图像像素的透明度。

例如，在所述生成方法的至少一个示例中，所述预设常数为2π。