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

82649. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ВНУТРИОРГАНИЗАЦИОННОГО МАРКЕТИНГА НА ПРЕДПРИЯТИИ «ДЁКЕ УРАЛ» 292.5 KB
  Цель выпускной квалификационной работы состоит в исследовании и научном обосновании теоретических положений и практических рекомендаций по совершенствованию внутриорганизационного маркетинга на предприятии, учитывая специфику деятельности ООО «Дёке Урал» и обеспечивающих повышение его конкурентоспособности в целом.
82650. Методи підвищення технічної експлуатації суднових газотурбонагнетачів 3.04 MB
  Одним з основних і розповсюджених способів підвищення потужності дизелів є газотурбінний наддув за допомогою якого збільшується заряд повітря в робочих циліндрах що в свою чергу дозволяє збільшити циклову подачу палива. Дизеля надійні в роботі прості в обслуговуванні та ремонті мають обмежені витрати...
82651. КОНТРОЛЬ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОПЕРАЦИЙ ПО УЧЕТУ РАСЧЕТОВ ПО ЗАРАБОТНО ПЛАТЕ НА ПРИМЕРЕ КУПСХП «ОСВЕЙСКИЙ» 1.58 MB
  Современная теория оплаты труда Управленческие теории Теории мотивации трудового поведения управление человеческими ресурсами ценностно-ориентированный менеджмент корпоративная социальная ответственность Новые течения Марксизм постиндустриальной эпохи...
82652. Анализ развития ипотечного кредитования российскими банками (на примере Ярославского ФКБ-РЦ «СЕВЕРГАЗБАНК») 2.95 MB
  Актуальность темы дипломной работы на современном этапе развития экономики Российской Федерации связана с тем, что рост инфляции, дефицит и высокая стоимость долгосрочной ликвидности (при отсутствии краткосрочной) — все это поставило сегодня ипотечное кредитование на грань выживания.
82653. Разработка программного обеспечения для дистанционного управления компьютерами, включенными в локальную сеть 1.61 MB
  Целью работы является создание программного комплекса для дистанционного контроля, диагностики и слежения с целью: снижения затрат на обслуживание каждой машины; экономии электроэнергии; сокращения времени реагирования на проблемы пользователей; сокращения обслуживающего персонала...
82654. ПРОБЛЕМЫ ИПОТЕЧНОГО КРЕДИТОВАНИЯ В ДЕЯЕЛЬНОСТИ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА НА ПРИМЕРЕ ЯРОСЛАВСКОГО ФКБ-РЦ «СЕВЕРГАЗБАНК» 2.92 MB
  Цель работы - рассмотрение системы ипотечного кредитования в Российской Федерации и прогноз перспектив ипотечного кредитования в коммерческом банке. В ходе данной работы подробно рассмотрены в I главе сущность и понятие ипотеки основные нормативно-правовые акты ипотечного кредитования...
82655. Расчет нагрузок и определение параметров элементов в СЭС 643.28 KB
  От силового пункта СП 1 получают питание: n1 вытяжных вентиляторов мощностью Рн1 кВт n2 конвейеров мощностью Рн2 кВт n3 водонагревателей мощностью Рн3 кВт n4 полировальных станков мощностью Рн4 кВт n5 шлифовальных станков мощностью Рн5 кВт n6 шлифовальных станков мощностью Рн6 кВт.
82656. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ГИДРОЛОКАТОРА 167.88 KB
  Расчет энергетической дальности действия проводится с использованием уравнения гидролокации в логарифмической форме, обеспечивающего наиболее удобные и экономичные расчеты, которые позволяют избежать вычислительных ошибок.
82657. Застосування теорії ігор для вирішення задач щодо прийняття рішень на митниці 504.85 KB
  Митно-прикордонна служба США – це орган правозастосування федерального законодавства Міністерства національної безпеки США, на який покладена відповідальність за питання, що пов’язані з регулюванням та спрощенням міжнародної торгівлі, збором митних платежів та врегулюванням сотень положень США...