77291

Развитие программных средств научной визуализации

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

В связи с этим в арсенале визуализации создано множество программных средств. Но что делать если исследуемое явление настолько новое что нет готовых программ визуализирующих его Можно все же попытаться выразить визуальные сущности в терминах готовых систем визуализации. Можно создать программу для визуализации с нуля.

Русский

2015-02-02

72.5 KB

0 чел.

Развитие программных средств научной визуализации  

В.Л. Авербух1, П.А. Васёв1, М.О. Бахтерев1, Я.Д. Кузнецов2

ИММ УрО РАН1, ОАО ОКБ Новатор2

Визуализация играет важную роль при проведении научных исследований. В связи с этим в арсенале визуализации создано множество программных средств. Но что делать, если исследуемое явление настолько новое, что нет готовых программ, визуализирующих его?

Можно все же попытаться выразить визуальные сущности в терминах готовых систем визуализации. Наиболее прогрессивные из систем даже предлагают скриптовые возможности для своего программирования. Однако такое выражение не всегда осуществимо или неудобно.

Можно создать программу для визуализации с нуля. Этот подход обеспечивает максимальную гибкость, но сопряжен с большими затратами.

В качестве альтернативного способа описания требуемой визуализации авторами предлагается следующий подход.

Визуальная сцена описывается с помощью специального языка. Задача этого описания - рассказать, какие данные и как надо визуализировать.

Предлагаемый язык описания должен быть достаточно выразительным, чтобы обеспечить: работу с массивами, чтение файлов, указание произвольных атрибутов для данных, запуск программ обработки данных, работу с параметризованными данными, и т.д.

Сформированное описание сцены считывается программой визуализации, которая интерпретирует его и сообразно своим возможностям отображает сцену.

Для облегчения чтения описания существует отдельная программа. Она разбирается во всех тонкостях языка и способна служить сервером данных, предоставляя простой протокол.

Принципиально важно, что язык описания не фиксирует типы визуальных сущностей. Язык относится к описанию как к набору неких данных с именами. А семантическое значение этих имен определяется на уровне отдельных соглашений.

Рассмотрим пример, изображенный в таблице 1.

Таблица . Пример

Описание сцены

Полученное изображение

set scene.model1.spheres = array 3 3

1 1 1

2 5 2

2 4 3

set scene.model1.lines = array 3 6

1 1 1 2 5 2

1 1 1 2 4 3

2 4 3 2 5 2

set scene.model2.spheres.radius = 0.3

set scene.model2.spheres = array 1 3

2.2  3.6  1

Система визуализации делает запрос – «дайте мне все имена вида scene.*», и анализирует полученные имена. В нашем примере система среди прочего научена реагировать на суффикс «spheres». Встречая его, она ожидает, что данные с этим именем есть массив троек чисел, означающих центры сфер. Система запрашивает этот массив и отображает сферы.

Кроме того, система дополнительно пытается считать данные с припиской «.radius», и если такие данные указаны – интерпретирует их как радиус сфер.

Предложенный подход визуализации имеет ряд положительных качеств, которые в настоящее время исследуются авторами. Результаты публикуются по адресу www.view.lact.ru.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84558. Рефлекторна регуляція кровообігу при зміні положення тіла у просторі (ортостатична проба) 45.13 KB
  Регуляція САТ відбувається: за відхиленням – у відповідь на зміну САТ вмикаються регуляторні механізми які повертають його до вихідного рівня саморегуляція або регуляція на основі негативного зворотнього зв’язку; така регуляція має місце при необхідності стабілізувати САТ на певному рівні: за збуренням – збурення дія якогось зовнішнього по відношенню до системи кровообігу фактора потребує зміни САТ в певному напрямку; інформація про дію збурення передається в КП ГДЦ по каналу зовнішнього зв’язку ГДЦ виробляє керуючий сигнал що...
84559. Регуляція кровообігу при м’язовій роботі 45.45 KB
  Підвищення САТ є результатом рефлексу з пропріорецепторів працюючих м’язів активація ПВ ГДЦ та гальмування ядра блукаючого нерва збільшення ЧСС та СО ріст ХОК ріст САТ; звуження артеріальних та венозних судин також зумовлюють ріст САТ. Рефлекс з пропріорецепторів працюючих м’язів є основним але не єдиним механізмом розвитку пресорної реакції при м’язовій роботі. Регуляція кровотоку в м’язах при фізичній роботі спрямована на забезпечення його розширення зменшення опору цих судин збільшення об’ємної швидкості кровотоку через працюючі...
84560. Особливості кровообігу у судинах головного мозку і його регуляція 42.75 KB
  Унікальною особливістю кровообігу ГМ є те що воно відбувається в замкнутому просторі непіддатливого черепа та перебуває в динамічному взаємозв’язку з кровообігом спинного мозку та переміщенням спинномозкової рідини. Величина мозкового кровообігу відносно постійна складає 750 мл хв 15 від ХОК маса мозку – 2 від маси тіла. Кровотік в мозку нерівномірний – краще кровопостачаються ділянки сірої речовини бо тут найвищий рівень обміну речовин.
84561. Особливості кровообігу у судинах серця i його регуляція 43.46 KB
  Високий рівень кровотоку в стані спокою – 250 мл хв 5 від ХОК маса серця – 05 від маси тіла. Високий тонус вінцевих судин в стані спокою незважаючи на високий рівень метаболізму – ця умова забезпечує здатність вінцевих судин до розширення та збільшення кровотоку під час посиленої діяльності 5. Залежність кровотоку від фаз СЦ: він знижується під час систоли артерії стискуються міокардом та збільшується під час діастоли. Головна особливість в регуляції серцевого кровотоку полягає у перевазі місцевих механізмів над центральними.
84562. Особливості легеневого кровообігу його регуляція 43.31 KB
  В легенях розрізняють дві групи судин: одні виконують трофічну функцію живлять тканину легень бронхів та відносяться до судин великого кола кровообігу інші – функцію газообміну та відносяться до судин малого кола. Далі мова піде про судини малого кола кровообігу. Артеріальні судини за своїми властивостями та будовою нагадують венозні судини – вони легко розтягуюються та реагують зміною об’єму на зміну трансмурального тиску. В артеріальних судинах легень відсутні спеціальні судини опору.
84563. Механізми лімфоутворення. Рух лімфи посудинах 43.75 KB
  Рух лімфи посудинах. Утворення лімфи відбувається за участі судин гемомікроциркулярного русла. Утворення лімфи. Головну роль в утворенні лімфи відіграють лімфатичні капіляри: на відміну від кровоносних вони сліпі більш широкі у них ширші міжклітинні щілини відсутня базальна мембрана проникність стінок лімфатичних капілярів дуже висока.
84564. Загальна характеристика системи дихання. Основні етапи дихання. Біомеханіка вдиху і видиху 49.56 KB
  Основні етапи дихання. Дихання – процес обміну газів О2 та СО2 між атмосферним повітрям та тканинами організму. СИСТЕМА ДИХАННЯ ВИКОНАВЧІ ОРГАНИ МЕХАНІЗМИ РЕГУЛЯЦІЇ Грудна клітина Нервові Гуморальні Дихальні м’язи Плевра Забезпечення оптимального газообміну між атмосферним повітрям та тканинами організму.
84565. Еластична тяга легень, негативний внутрішньоплевраль-ний тиск 43.41 KB
  Еластична тяга легень є сумою трьох сил: 1 сила поверхневого натягу шару рідини води яка вистеляє альвеоли зсередини. Це основна сила яка примушує альвеоли зменшувати свій розмір а легені спадатися; вона складає 2 3 від всієї еластичної тяги легень. Сурфактант вистелає альвеоли зсередини на кордоні з повітряним середовищем. Питома активність сурфактанту тобто його властивість зменшувати силу поверхневого натягу залежить від товщини його шару на поверхні альвеоли – чим більша його товщина тим більша питома активність.
84566. Зовнішнє дихання. Показники зовнішнього дихання та їх оцінка 46.93 KB
  Показники зовнішнього дихання та їх оцінка. ПОКАЗНИКИ ЗОВНІШНЬОГО ДИХАННЯ СТАТИЧНІ ДИНАМІЧНІ ОБ’ЄМИ ЧДР ХОД АВЛ КВЛ МВЛ КРД РД ЄМНОСТІ ДО РОвд РОвид ЗО ЖЄЛ Євд ФЗЄ ЗЄЛ Характеризують реалізацію резервів зовнішнього дихання в умовах спокійного та форсованого дихання Характеризують резерви можливості звнішнього дихання Основними методами дослідження показників зовнішнього дихання є спірометрія та спірографія. Спірографія – метод графічної реєстрації дихальних рухів в умовах спокійного та форсованого дихання.