Войти
Визуализация того, как автомобиль деформируется при асимметричной аварии с использованием анализа конечных элементов Визуализация или визуализация (см. орфографические различия ) - это любой метод создания изображений, диаграмм или анимаций для передачи сообщение. Визуализация посредством визуальных образов была эффективным способом передачи абстрактных и конкретных идей с самого начала человечества. Примеры из истории включают наскальные рисунки, египетские иероглифы, греческую геометрию и революционные методы технического рисования Леонардо да Винчи для инженерии. и в научных целях.
Сегодня визуализация находит все более широкое применение в науке, образовании, технике (например, визуализация продуктов), интерактивных мультимедиа, медицине и т. Д. Типичное приложение для визуализации это область компьютерной графики. Изобретение компьютерной графики (и трехмерной компьютерной графики ) может быть наиболее важным достижением в области визуализации с момента изобретения центральной перспективы в период Возрождения. Разработка анимации также помогла улучшить визуализацию.
Карта мира Птолемея, воссозданная из «Географии Птолемея» (около 150 г.), с указанием стран «Серика » и «Синае» (Китай ) в крайнем правом углу, за островом «Тапробане» (Шри-Ланка, негабаритный) и «Аурея Херсонес» (полуостров Юго-Восточной Азии )
Чарльз Минар, изображающий марш Наполеона Использование визуализации для представления информации не является новым Это явление использовалось в картах, научных рисунках и графиках данных на протяжении более тысячи лет. Примеры из картографии включают Географию Птолемея (2 век нашей эры), карту Китая ( 1137 г. н.э.), d Карта Минара (1861 г.), на которой Наполеон вторгся в Россию полтора века назад. Большинство концепций, усвоенных при создании этих изображений, напрямую переносятся в компьютерную визуализацию. Эдвард Тафт написал три признанные критиками книги, объясняющие многие из этих принципов.
Компьютерная графика с самого начала использовалась для изучения научных проблем. Однако на первых порах недостаток графической мощности часто ограничивал ее полезность. Недавний упор на визуализацию начался в 1987 году с публикации «Визуализация в научных вычислениях», специального выпуска компьютерной графики. С тех пор было проведено несколько конференций и семинаров, спонсируемых IEEE Computer Society и ACM SIGGRAPH, посвященных общей теме и специальным областям в этой области, например объемная визуализация.
Большинство людей знакомы с цифровой анимацией, созданной для представления метеорологических данных во время сводок погоды по телевидению, хотя немногие могут отличить эти модели реальности от спутниковые фотографии, которые также показываются в таких программах. Телевизор также предлагает научную визуализацию, когда демонстрирует нарисованные на компьютере и анимированные реконструкции дорожных происшествий или авиационных происшествий. Некоторые из самых популярных примеров научных визуализаций - это компьютерные изображения, которые показывают реальные космические корабли в действии, в пустоте далеко за пределами Земли или на других планетах. Динамические формы визуализации, такие как обучающая анимация или временные рамки, могут улучшить изучение систем, которые меняются с течением времени.
Помимо различия между интерактивной визуализацией и анимацией, наиболее полезной категоризацией, вероятно, является абстрактная научная визуализация и научная визуализация на основе моделей. Абстрактные визуализации показывают полностью концептуальные конструкции в 2D или 3D. Эти сгенерированные формы совершенно произвольны. Визуализации на основе моделей либо накладывают данные на реальные или созданные в цифровом виде изображения реальности, либо создают цифровую конструкцию реального объекта непосредственно из научных данных.
Научная визуализация обычно выполняется с помощью специального программного обеспечения, хотя есть несколько исключений, указанных ниже. Некоторые из этих специализированных программ были выпущены как программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое очень часто берет свое начало в университетах, в академической среде, где совместное использование программных инструментов и предоставление доступа к исходному коду является обычным явлением. Также существует множество проприетарного программного обеспечения, пакетов инструментов научной визуализации.
Модели и структуры для построения визуализаций включают модели потока данных, популяризированные такими системами, как AVS, IRIS Explorer и инструментарий VTK, а также модели состояния данных в системах электронных таблиц. например, электронная таблица для визуализации и электронная таблица для изображений.
Моделирование нестабильности Рэли – Тейлора, вызванной смешением двух жидкостей В качестве предмета информатики, научная визуализация - это использование интерактивных, сенсорных представлений, обычно визуальных, абстрактных данных для усиления познания, построения гипотез и рассуждений. Визуализация данных - это связанная подкатегория визуализации, имеющая дело со статистической графикой и географическими или пространственными данными (как в тематической картографии ), которые абстрагируются в схематической форме.
Научная визуализация - это преобразование, выбор или представление данных моделирования или экспериментов с неявной или явной геометрической структурой, позволяющее исследовать, анализировать и понимать данные. Научная визуализация сосредотачивается и подчеркивает представление данных более высокого порядка с использованием в основном графики и методов анимации. Это очень важная часть визуализации и, возможно, первая, поскольку визуализация экспериментов и явлений так же стара, как наука. Традиционными областями научной визуализации являются визуализация потока, медицинская визуализация и химическая визуализация. Существует несколько различных методов визуализации научных данных, наиболее распространенными из которых являются реконструкция изоповерхности и прямая объемная визуализация.
Образовательная визуализация использует симуляцию для создания образа чего-либо, чтобы его можно было научить. Это очень полезно при преподавании темы, которую трудно увидеть иным образом, например, атомная структура, потому что атомы слишком малы, чтобы их можно было легко изучить без дорогостоящего и сложного в использовании научного оборудования.
Относительное среднее использование IPv4 Визуализация информации сосредоточена на использовании компьютерных инструментов для исследования большого количества абстрактных данных. Термин «визуализация информации» был первоначально придуман группой исследования пользовательского интерфейса в Xerox PARC и включал Джока Маккинлея. Практическое применение визуализации информации в компьютерных программах включает выбор, преобразование и представление абстрактных данных в форме, которая облегчает человеческое взаимодействие для исследования и понимания. Важными аспектами визуализации информации являются динамика визуального представления и интерактивность. Сильные методы позволяют пользователю изменять визуализацию в режиме реального времени, обеспечивая беспрецедентное восприятие шаблонов и структурных отношений в рассматриваемых абстрактных данных.
Использование визуальных представлений для передачи знаний между как минимум двумя людьми направлено на улучшение передачи знаний с помощью компьютера и некомпьютерные методы визуализации дополнительно. Таким образом, правильно спроектированная визуализация является важной частью не только анализа данных, но и процесса передачи знаний. Передача знаний может быть значительно улучшена с использованием гибридных конструкций, поскольку это увеличивает плотность информации, но также может снижать ясность. Например, визуализация скалярного поля 3D может быть реализована с использованием изоповерхностей для распределения поля и текстур для градиента поля. Примерами таких визуальных форматов являются эскизы, диаграммы, изображения, объекты, интерактивные визуализации, приложения визуализации информации и воображаемые визуализации, как в рассказы. В то время как визуализация информации сосредоточена на использовании поддерживаемых компьютером инструментов для получения новых идей, визуализация знаний фокусируется на передаче данных и создании новых знаний в группах. Помимо простой передачи фактов, визуализация знаний направлена на дальнейшую передачу идей, опыта, отношений, ценностей, ожидания, перспективы, мнения и прогнозы с использованием различных дополнительных визуализаций. См. Также: словарь изображений, визуальный словарь
Визуализация продукта включает в себя программную технологию визуализации для просмотра и управления 3D-моделями, техническими чертежами и другой связанной документацией изготавливаются комплектующие и крупные сборки изделий. Это ключевая часть управления жизненным циклом продукта. Программное обеспечение для визуализации продуктов обычно обеспечивает высокий уровень фотореализма, так что продукт можно просмотреть до того, как он будет фактически произведен. Он поддерживает различные функции, от дизайна и стиля до продаж и маркетинга. Техническая визуализация - важный аспект разработки продукта. Первоначально технические чертежи делались вручную, но с появлением передовой компьютерной графики чертежная доска была заменена на автоматизированное проектирование (CAD). CAD-чертежи и модели имеют несколько преимуществ перед чертежами, сделанными вручную, например, возможность 3-D моделирования, быстрого прототипирования и моделирования. 3D-визуализация продуктов обещает более интерактивные возможности для онлайн-покупателей, но также ставит перед розничными торговцами задачу преодолеть препятствия в производстве 3D-контента, поскольку крупномасштабное производство 3D-контента может быть чрезвычайно дорогостоящим и трудоемким.
Визуальная коммуникация - это коммуникация идей посредством визуального отображения информации. В первую очередь связанный с двумерными изображениями, он включает: буквенно-цифровые символы, искусство, знаки и электронные ресурсы. Недавние исследования в этой области были сосредоточены на веб-дизайне и графическом удобстве использования.
Визуальная аналитика фокусируется на взаимодействии человека с системами визуализации как части более крупного процесса. анализа данных. Визуальная аналитика была определена как «наука об аналитических рассуждениях, поддерживаемых интерактивным визуальным интерфейсом».
Ее внимание сосредоточено на человеческом информационном дискурсе (взаимодействии) в массивных, динамично изменяющихся информационных пространствах. Исследования в области визуальной аналитики сосредоточены на поддержке перцептивных и когнитивных операций, которые позволяют пользователям обнаруживать ожидаемое и обнаруживать неожиданное в сложных информационных пространствах.
Технологии, возникающие на основе визуальной аналитики, находят свое применение почти во всех областях, но обусловлены критическими потребностями (и финансированием) в биологии и национальной безопасности.
