可视化技术及应用.docx

什么是可视化？种类繁多的信息源产生的大量数据，远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。由于缺 乏大量数据的有效分析手段，大约有95%的计算被浪费，这严重阻碍了科学研究的进展。为 此，美国计算机成像专业委员会提出了解决方法一一可视化。可视化技术作为解释大量数据 最有效的手段而率先被科学与工程计算领域采用，并开展为当前热门的研究领域一一科学可 视化。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家 的研究方式发生了根本变化。可视化技术的应用大至高速飞行模拟，小至分子结构的演示, 无处不在。在互联网时代，可视化与网络技术结合使远程可视化服务成为现实，可视区域网 络因此应运而生。它的核心技术是可视化服务器硬件和软件。科学可视化的主要过程是建模 和渲染。建模是把数据映射成物体的几何图元。渲染是把几何图元描绘成图形或图像。渲染 是绘制真实感图形的主要技术。严格地说，渲染就是根据基于光学原理的光照模型计算物体 可见面投影到观察者眼中的光亮度大小和色彩的组成，并把它转换成适合图形显示设备的颜 色值，从而确定投影画面上每一像素的颜色和光照效果，最终生成具有真实感的图形。真实 感图形是通过物体外表的颜色和明暗色调来表现的，它和物体外表的材料性质、外表向视线 方向辐射的光能有关，计算复杂，计算量很大。可视化硬件：可视化硬件主要是图形工作站和超级可视化计算机。图形工作站广泛采用RISC处理器和 UNIX操作系统。具有丰富的图形处理功能和灵活的窗口管理功能，可配置大容量的内存和 硬盘，具有良好的人机交互界面、输入/输出和网络功能完善，主要用于科学技术方面。可视化软件：一般分为三个层次。第一层是操作系统，该层的一局部程序直接和硬件打交道，控制工作站 或超级计算机各种模块的工作，另一局部程序可进行任务调度，视频同步控制，以TCP/IP 方式在网络中传输图形信息及通信信息。第二层为可视化软件开发工具，它用来帮助开发人 员设计可视化应用软件。第三层为各行各业采用的可视化应用软件。大多数可视化工作一般 都在图形工作站上进行，少数大型的、需要协同工作的可视化工作在超级图形计算机上进行。可视化关键技术：编辑、名字服务和资源检索技术。异构硬件的集成技术：对于省级视频监控系统，所用到的前端摄像头、编码器、控制器以及报警设备将会面临多种 厂家、多种型号的集成问题。