77366

ПРОЕКТ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Средства визуализации результатов численного моделирования можно разделить на три класса: Универсальные системы визуализации способные отображать большое многообразие визуальных объектов. Специализированные системы визуализации предметной области вычислительного эксперимента или специфических визуальных сущностей. Специализированные системы визуализации созданные специально для данного исследовательского проекта или даже конкретного пользователя.

Русский

2015-02-02

39.5 KB

0 чел.

ПРОЕКТ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

П.А. Васёв

ИММ УрО РАН, Екатеринбург 

Средства визуализации результатов численного моделирования можно разделить на три класса:

  1.  Универсальные системы визуализации, способные отображать большое многообразие визуальных объектов. Например, это широко известные системы ParaView и AVS.
  2.  Специализированные системы визуализации предметной области вычислительного эксперимента или специфических визуальных сущностей. Например: IVS3D (гео-информация), VENUS (молекулярные структуры), VolVis (разреженные 3-мерные массивы).
  3.  Специализированные системы визуализации, созданные специально для данного исследовательского проекта или даже конкретного пользователя.

Системы из классов (1) и (2) хороши тем, что позволяют в подходящих случаях быстро получить результат. При этом системы (1) могут даже играть роль «серебряной пули» - единого решения для всех задач визуализации. Однако недостатком таких систем является то, что они избыточны по своей природе, обладают перегруженным интерфейсом, и не учитывают всех нюансов исследовательского проекта, что приводит к дополнительным действиям и временным затратам со стороны пользователя.

Идеальный вариант для любого пользователя – система, созданная специально под его задачу с учётом всех его запросов и пожеланий. Однако разработка систем из класса (3) является сложным, дорогим и длительным процессом, который может позволить себе далеко не каждый исследовательский проект. Проблема заключается в том, что создание подобных систем каждый раз ведется практически «с нуля». В процессе работы разработчик систем визуализации решает задачи выбора технологии работы с данными, разработки видов отображения и метафор визуализации, разработки методик человеко-машинного взаимодействия, технические вопросы реализации системы.

Среди решаемых технических вопросов содержатся следующие:

 подбор окружения исполнения (MFC, .NET Forms, WCF, VCL, Qt etc),

 выбор графической библиотеки (OpenGL, DirectX etc) или среды рендеринга (VTK, OGRE, Open Inventor etc),

 реализация алгоритмов рендеринга и взаимодействия для требуемых визуальных сущностей,

 программирование оконного интерфейса, возможностей по настройке системы и так далее.

Для решения этих вопросов требуются высококвалифицированные специалисты, которые каждый раз тратят значительную часть своего времени на решение таких, казалось бы рутинных, задач.

В результате многолетней работы и создания целого ряда специализированных систем визуализации предлагается проект разработки инструмента, который мог бы значительно упростить или нивелировать часть возникающих технических проблем. Данный инструмент должен содержать в себе следующие особенности:

  1.  Расширяемое ядро по отображению различных визуальных сущностей – от примитивов (оси, отрезки, поверхности) до высокоуровневых объектов (сетки, графы, массивы).
  2.  Расширяемый набор средств обработки данных, например построение изоповерхностей, фильтрация, выявление особенностей.
  3.  Язык сценариев для управления средой, в рамках которого можно реализовать загрузку данных, их обработку, создание и управление визуальными объектами, взаимодействие с пользователем и так далее.
  4.  Возможность настройки пользовательского интерфейса, включая вывод элементов управления параметрами отображения и других механизмов взаимодействия со сценариями (3).

Создание подобной инструментальной среды позволит существенно сократить ресурсы, требуемые на разработку специализированных систем визуализации. Действительно, разработчик сможет реализовать загрузку произвольных данных на встроенном языке, обозначить визуальные объекты на этом же языке, при необходимости расширить возможности системы за счет добавления новых визуальных сущностей (описанных опять же на языке среды), настроить интерфейс пользователя и так далее.

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. 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13593. Погоня за прибылью Эссе по высказыванию 30 KB
  Погоня за прибылью – единственный способ при помощи которого люди могут удовлетворить потребности тех кого они вовсе не знают. Ф. Хайек Выбранное мною высказывание связано с предпринимательской деятельностью ее целями и задачами. Эта тема несомненная актуальна ос...
13594. Погоня за прибылью – единственный способ, при помощи которого люди могут удовлетворить потребности тех, кого они вовсе не знают 17.55 KB
  Погоня за прибылью – единственный способ при помощи которого люди могут удовлетворить потребности тех кого они вовсе не знают. Ф. Хайек В выбранном мною высказывании автор рассматривает проблему предпринимательской деятельности ее целей и результатов. Предприни...
13595. Слово «кризис», написанное по-китайски, состоит из двух иероглифов» один означает «опасность», другой – благоприятная возможность (Дж. Кеннеди) 15.73 KB
  Слово кризис написанное покитайски состоит из двух иероглифов один означает опасность другой – благоприятная возможность. Дж. Кеннеди В выбранном мною высказывании автор американский президент Джон Кеннеди обращается к проблеме противоречивости роли и ...
13596. Если свободное общество не сможет помочь многим бедным, оно не сможет защитить немногих богатых 16.4 KB
  Если свободное общество не сможет помочь многим бедным оно не сможет защитить немногих богатых. Д. Рокфеллер В выбранном мною высказывании автор американский предприниматель и филантроп Джон Рокфеллер обращается к проблеме зависимости стабильности общества от
13597. Цена монеты – пульс государства и довольно верный способ узнать его силы 17.08 KB
  Цена монеты – пульс государства и довольно верный способ узнать его силы. Вольтер Выбранное мною высказывание связано с позициями национальной валюты и соотношением устойчивости и стабильности валюты с общими показателями устойчивости и стабильности государства...
13598. Эссе по курсу обществознания, Цены монополии во всех случаях являются самыми высокими из тех, которые можно выжать из покупателей 15.26 KB
  Цены монополии во всех случаях являются самыми высокими из тех которые можно выжать из покупателей. А. Смит Данное высказывание затрагивает экономическую проблему негативных последствий наличия в обществе монополий. На рубеже XIX-XX вв. произошел широкомасштабный ...
13599. Эссе по курсу обществознания, Экономическая конкуренция – это не война, а соперничество в интересах друг друга 17.05 KB
  Экономическая конкуренция – это не война а соперничество в интересах друг друга. Э. Каннан Выбранное мною высказывание раскрывает сущность значение такого важного регулятора в рыночной экономике как экономическая конкуренция. Ни одна рыночная система многих
13600. Экономическая свобода – эта свобода любой деятельности, включающей право выбора и сопряженные с этим риск и ответственность 14.53 KB
  Экономическая свобода – эта свобода любой деятельности включающей право выбора и сопряженные с этим риск и ответственность. Ф. фон Хайек Выбранное мной высказывание раскрывает сущность экономической свободы и ее роль как основы хозяйственной деятельности. Эконом
13601. О будущем демократического общества не нужно узнавать по звездам, его можно прочесть в лицах избирателей В. Швебель 16.94 KB
  О будущем демократического общества не нужно узнавать по звездам его можно прочесть в лицах избирателей. В. Швебель В выбранном мною высказывании автор обращается к проблеме позиции электората в демократическом обществе. Эта проблема несомненно важна и актуальна...