77287

О СОЗДАНИИ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ НАУЧНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

При визуализации той или иной сущности специфическими являются выбор конкретного двух или трехмерного геометрического представления абстрактного объекта и разработка алгоритма построения этого представления на основе данных производимых вычислительной программой. Можно выделить три класса систем визуализации. Наконец к третьему классу относятся специализированные системы визуализации созданные специально для данного исследовательского проекта или даже конкретного пользователя.

Русский

2015-02-02

33 KB

0 чел.

О СОЗДАНИИ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ НАУЧНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

П.А. Васёв*, С.С.Кумков*, Е.Ю.Шмаков**

*ИММ УрО РАН, Екатеринбург       **УрФУ, Екатеринбург

Под научной визуализацией традиционно понимают методику перевода абстрактных объекты в геометрические образы, что дает возможность исследователю наблюдать результаты численного моделирования явлений и процессов. При визуализации той или иной сущности специфическими являются выбор конкретного двух- или трехмерного геометрического представления абстрактного объекта и разработка алгоритма построения этого представления на основе данных, производимых вычислительной программой. Инструментарий манипулирования полученными геометрическими объектами (перемещение, повороты, масштабирование, изменение видимости, цвета, прозрачности и т.п.), как правило, совпадает для различных задач.

Можно выделить три класса систем визуализации. Первый – универсальные системы, которые включают набор алгоритмов построения тех или иных типовых представлений. К этому классу относятся широко известные системы ParaView и AVS. Второй класс – специализированные системы специфических визуальных сущностей. Например, это такие пакеты как IVS3D (гео-информация), VENUS (молекулярные структуры), VolVis (разреженные 3-мерные массивы). Наконец, к третьему классу относятся специализированные системы визуализации, созданные специально для данного исследовательского проекта или даже конкретного пользователя.

Системы первых двух классов хороши тем, что позволяют в подходящих случаях быстро получить результат. Однако на практике часто оказывается, что имеющиеся алгоритмы построения геометрических объектов, заложенные в подобные пакеты, удовлетворяют требованиям пользователя лишь частично или не удовлетворяют вовсе, а добавление собственных модулей построения геометрических объектов невозможно.

Идеальный вариант для любого пользователя – система, созданная специально под его задачу с учётом всех его запросов и пожеланий. Но создание подобных систем каждый раз ведется практически «с нуля», и для решения всех возникающих вопросов требуются высококвалифицированные специалисты, которые тратят значительную часть своего времени на реализацию именно типовой задачи – создание пользовательского интерфейса.

Авторы разработали систему визуализации, которая решает указанные проблемы. Она содержит весьма богатый пользовательский интерфейс, а также включает мощное ядро, позволяющее хранить трехмерную сцену и динамически работать с ней посредством программного интерфейса (API). В рамках предложенной системы пользователю для визуализации тех или иных объектов нужно разработать модуль, представляемый в виде библиотеки DLL оговоренного формата. Процедуры, помещенные в этот модуль, читают выходные файлы данных вычислительной программы, конструируют их геометрическое представление и помещают соответствующие объекты в сцену.

Текущая версия программы написана на языке C# для среды исполнения Microsoft .Net 4.0. При разработке использовалась оконная библиотека WPF среды .Net и библиотека трехмерной графики Media3D.

Таким образом, разработка системы визуализации из сложного проекта, включающего в себя множество рутинных технических задач, превращается в процесс настройки, адаптации и расширения имеющегося «конструктора систем визуализации» в едином стандарте. 

Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 14 "Интеллектуальные информационные технологии, математическое моделирование, системный анализ и автоматизация" при поддержке УрО РАН, проект 09-П-1-1003, и грант РФФИ 10-01-96006.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23999. Организация питания 15.62 KB
  Чаще всего продукты вывозятся к месту соревнований какимлибо продовольственным магазином определенным управлением торговли и имеющим набор необходимых продуктов. Но это не исключает развертывания на месте соревнований магазина в котором продают хлеб овощи и фрукты кондитерские изделия фруктовую воду и другие продукты. Если недалеко есть столовая можно готовить пищу там и привозить ее в термосах к месту соревнований. Во время соревнований когда судьи не могут покинуть свой пост необходимо организовать доставку питания в термосах прямо...
24000. Место проведения соревнований 16.37 KB
  Материально техническая база За 2 3 месяца до начала соревнований все службы и главная судебная коллегия подают свои заявки на необходимые снаряжения и инвентарь в организацию проводящую соревнования. После окончания соревнований нужно собрать всё имущество и снаряжение и проверить его на допуск замены и сдачи не просушенного. на лекции и 24 час на практические занятия по следующим темам: физическая куль тура и спорт в СССР Положение о судьях и судейских коллегия; по туристским соревнованиям организация и проведение туристских слетов и...
24001. Обеспечение безопасности 16.93 KB
  Он участвует в приеме дистанций соревнований подписывает акты приемки готовит памятку по обеспечению безопасности с которой знакомятся не только представители но и участники команд. Заместитель главного судьи по безопасности до начала соревнований комплектует временный контрольноспасательный отряд из числа начальников дистанций судей медицинских работников которые в случае необходимости быстро подключаются к проведению спасательных мероприятий готовит план проведения поисковоспасательных работ соответствующее снаряжение: носилки...
24002. Организация туристского быта. Привалы и ночлеги 80.5 KB
  Практика показала что человеку достаточно одного килограмма продуктов в день. При разумном подборе продуктов дневную норму можно уменьшить до 700800 г в сутки. Способы приготовления этих продуктов они указаны на упаковке очень просты и доступны любому подростку не имеющему кулинарных навыков. Масса таких продуктов в 34 раза меньше массы исходного сырья и храниться в упакованном виде они могут длительное время.
24003. Техника и тактика движения в походе. Преодоление препятствий 115 KB
  Техника и тактика движения в походе. Преодоление препятствий Техника туризма это правила и приемы движения и преодоления естественных препятствий встречающихся на маршруте. Правильная организация движения группы обеспечивает ритмичность работы организма дозировку физических нагрузок четкость в действиях группы что в общем положительно сказывается на безопасности прохождения маршрута. Если поставить впереди мальчиков они могут задать слишком высокий темп движения.
24004. Подведение итогов похода 44.5 KB
  Подведение итогов похода И вот группа вернулась из похода но нельзя считать его законченным. На первых же после похода занятиях дети приводят в порядок групповое снаряжение сушат и ремонтируют его и сдают руководителю или ответственному за хранение возвращают взятые в прокате вещи. В случае финансирования похода учреждением руководитель обязан в трехдневный срок сдать финансовый отчет в соответствии с требованиями Инструкции о порядке учета средств и составления отчетности по туристским многодневным походам экскурсиям экспедициям и...
24005. Карта, условные знаки. Дорога и дорожные сооружения 50 KB
  Все топографические условные знаки можно разделить на четыре вида: линейные это дороги линии связи линии электропередач ручьи реки и т. Знаки легче изучать и запоминать знакомясь с ними по группам которые образуются по типу местных предметов: группа № 1 дороги и дорожные сооружения; группа № 2 населенные пункты строения; группа № 3 гидросеть то есть вода на земле; группа № 4 растительность; группа № 5 рельеф; группа № 6 пояснительные и специальные туристские знаки. Дороги и дорожные сооружения Эта группа включает в...
24006. Гидрография, растительность и рельеф 165 KB
  В этой группе пятнадцать важнейших топографических знаков которые необходимо хорошо знать туристу. Поэтому нет простого топографического знака населенного пункта он складывается из топографических знаков различных местных предметов составляющих то что называется населенным пунктом. То есть это уже знак масштабный рис. Для него существует специальный топографический знак рис.
24007. Способы измерения расстояния 24.5 KB
  способы измерения расстояния. Определение расстояний на местности производится следующими способами: измерение расстояния шагами; измерение расстояния глазомерным способом; определение расстояния по времени движения. Самым распространенным и наиболее точным из этих способов является измерение расстояния шагами. Обычно шагомерное определение расстояний проводится на средних отрезках где требуется большая точность так как при равном хорошо выверенном шаге ошибки в среднем составляют только 24 измеренного расстояния.