Vis Vortex

GPU加速的交互式触觉力学感知涡流可视化工具。

功能特性

• 交互控制：鼠标左键添加施压点，右键重置
• 伪2.5D效果：流线亮度和粗细表示法向力大小（高度感）
• 粒子动画：粒子沿切向力场流动
• 多点施压：支持最多5个同时施压点
• 阈值过滤：自动过滤弱力区域的噪声流线
• GPU加速：使用 fastplotlib + WGPU/Vulkan 渲染

安装

uv sync

运行

uv run python app_fast.py

控制

图层切换（数字键 1-6）

键	图层	说明
1	Heatmap	法向力热力图
2	Contour	压力等高线
3	Vortex	涡流线
4	Sensors	传感器点标记
5	Tangent	切向力矢量
6	Particles	流动粒子动画

控制

键	功能
a	开关鼠标跟踪
c	清除/重置

扭转控制

键	功能
q	逆时针扭转 (+)
e	顺时针扭转 (-)
w	重置扭转为0

涡流模式

键	功能
m	切换模式

两种模式：

• tangent: 显示实际切向力方向（可看到扭转效果）
• gradient: 显示等压线（围绕压力中心的涡流）

鼠标交互

操作	功能
移动鼠标	实时跟踪 - 施压点跟随鼠标
拖拽	平移视图
滚轮	缩放

其他

键	功能
h	显示当前状态

项目结构

vis_vortex/
├── app_fast.py          # 主程序 (GPU加速交互)
├── src/
│   ├── __init__.py
│   ├── tactile_patch.py # 触觉传感器数据结构
│   ├── tactile_sim.py   # 施压模拟 (支持多形状)
│   └── interpolation.py # 数据插值与平滑
├── pyproject.toml
└── README.md

可视化说明

• 热力图：法向力（压力）分布
• 涡流线：围绕压力中心旋转（像等压线）
  • 方向 = 法向力梯度的垂直方向
  • 颜色 = 压力强度（黄色=高压）
• 等高线（白色）：显示压力"地形"
• 传感点：大小和颜色表示法向力
• 青色粒子：沿等压线流动

依赖

• fastplotlib: GPU加速绑定 (WGPU/Vulkan)
• glfw: 窗口后端
• numpy / scipy: 数值计算与插值
• cmap: 色彩映射