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

69939. Классификация строительных материалов. Состав, структура и основные свойства строительных материалов 199 KB
  Строительными называются материалы для возведения и ремонта зданий и сооружений. Изучение строительных материалов в вузе предполагает не просто знакомство с названиями и применением материалов. В высшем учебном заведении не должно быть чисто информационных курсов.
69942. История электродинамики 184 KB
  В среду вводится покоящаяся ортогональная система координат в которой определена покоящаяся точка наблюдения. В частности в декартовой системе координат ДСК. В математическом смысле непрерывные функции координат описывают реально существующее физическое поле в каждой точке.
69943. Программное обеспечение ЭВМ и информационные технологии 213.36 KB
  Сообщение это форма представления информации для ее последующей передачи в одном из следующих видов: числовая форма представленная цифрами; текстовая форма представленная текстами составленными из символов того или иного языка; кодовая форма представленная кодами...
69944. Начертательная геометрия 6.38 MB
  Методом начертательной геометрии является метод проекций. Аппарат центрального проецирования состоит из: плоскости проекций центра проекций S проецирующих прямых проходящих через центр проекций S объектов проецирования точек А В С D и т.
69945. СООТВЕТСТВИЯ. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЧИСЛА. СООТВЕТСТВИЯ МЕЖДУ МНОЖЕСТВАМИ 1.74 MB
  Множества и операции над ними Основными неопределяемыми понятиями математики являются множество элемент множества. Множества представляют собой совокупность каких-либо предметов объектов обладающих общим свойством. Договоримся называть их элементами множества.
69946. Медицина катастроф: понятие, цели, задачи. Виды поражений при катастрофах. Служба медицины катастроф 68 KB
  Катастрофа - крупная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей либо разрушения, либо уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьезному ущербу окружающей природной среды...
69947. Дошкольники. Формирование монологической речи у дошкольников 51.5 KB
  Чтобы организовать работу с детьми по формированию монологической речи воспитателям необходимо руководствоваться прежде всего данными современной лингвистики текста которая пытается ответить на вопросы: Как сделан текст Как он организован; Что превращает определённую последовательность...