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

9721. Природные риски 26.5 KB
  Рассмотрим теперь способы измерения риска для ситуации не стохастической и не поведенческой неопределенности. Методов здесь несколько. Наиболее распространенный - это так называемый метод рандомизации. Суть его в искусственном привнесении случайност...
9722. Рациональный риск в комплексе мер эффективного использования ресурсов и совокупного капитала 26 KB
  Ограниченность наличных ресурсов и неограниченность потребностей общественных отношений вынуждают хозяйствующих субъектов удерживать сегмент рынка или рыночную нишу зачастую при неопределенности как предпринимательской среды, так и возможности успеш...
9723. Статистический метод идентификации вероятностных рисков 48 KB
  Статистический метод идентификации вероятностных рисков: Рассмотрим теперь статистический подход. Его основу составляют принципы и конкретные методы определения вероятностных характеристик случайных явлений на основе информации, полученной из фактич...
9724. Статистический метод оценки риска 32 KB
  Поскольку на формирование ожидаемого результата (например величины прибыли) воздействует множество случайных факторов, то он, естественно, является случайной величиной. Одной из характеристик случайной величины X является закон распределения ее веро...
9725. Теоретический коэффициент риска 32.5 KB
  Пусть, например, исследуемой величиной является производительность труда, а отдачей - чистая прибыль. Одной и той же величине производительности труда могут соответствовать различные величины чистой прибыли. Предположим, что нам удалось установить...
9726. Технический анализ рынка ценных бумаг (фондового рынка) 26.5 KB
  Сначала отметим, что слово технический означает изучение самого фондового рынка, а не внешних по отношению к нему факторов. Взгляд технических аналитиков обращен в прошлое, и поэтому они редко задумываются над вопросами о величинах будущих доходов и...
9727. Технический анализ рынка ценных бумаг. 26.5 KB
  Несмотря на то, что технический анализ используют многие инвесторы, более распространенным является фундаментальный анализ. Фундаментальные аналитики исследуют закономерности, которые будут действовать в будущем. При этом они концентрируют свое вним...
9728. Шкалы риска и характеристика их градации 26.5 KB
  При выработке стратегии поведения и в процессе принятия конкретного решения предпринимателю целесообразно различать и выделять определенные области (зоны риска) в зависимости от уровня возможных (ожидаемых) потерь. Как и к большинству других вопросо...
9729. 3аключение договора 55 KB
  Заключение договора. Заключение договора, кроме мелких бытовых сделок, проходит обычно несколько стадий, каждая из которых влечет для будущих контрагентов определенные правовые последствия. Различен и порядок заключения договоров: наряду с общими пр...