11.2.5可视化应用软件

可视化系统是指一个集成环境,在其支持下,人们可通过直观的手段对复杂数据进行有效的研究,可视化工具则一般只支持某一方面的可视化。可视化软件发展至今,经历了由简单到复杂的一段演进过程,我们可以依照这一过程将可视化软件分为专用可视化工具和通用可视化系统。

专用可视化工具是人们专门为解决某一专用范围内的问题而开发的一种功能固定的可视化工具,工具本身具备了主程序功能,并有一个十分友好的用户界面,因而不要求用户编制程序代码,用户只要按工具的要求将数据输入并提供一些命令,就可利用该工具快速得到所需的分析结果。这类软件的最大特点是其功能固定,用户不能对其修改和扩充,因而它们往往只能帮助人们解决某一范围内的问题,有些软件专用于某一应用领域,在气象学、石油勘探、计算流体力学、分子生物学、医学领域都有专门的可视化系统软件。如在医学中,加拿大的Allegro系统可以根据用户的需要,与不同厂家的CT设备或核磁共振设备连接。美国通用电气公司(GE)出产的螺旋CT扫描设备均有基于图形工作站的医学图像可视化系统。在气象学中,德国科学院计算机图形学研究所与德国气象局合作开发的一个软件,已经用于日常的气象预报。

下面我们简单介绍一下已有的可视化软件。

 

1PLOT3D

PLOT3DNASA专门为计算流体力学的网格和流体可视化设计的一个图形预处理程序。它把超级计算机产生的数值解变换为各种图形信息,然后在工作站上通过GAS软件动态地观察它们。它可生成三维具有明暗色调的透视图象,如流场中一些选择点的运动轨迹图,用不同颜色表示的飞行器表面某些物理量的分布图等。

2SURF (Surface Modeler)

SURF是一个表面模型构造程序,它接受PLOT3D输出的网格和流体数据文件,然后交互生成三维表面模型。一个三维物体的表面可用线框表示,也可用带有明暗色调的曲面构成,Surf可把最终构成的画面输出到文件中去,再通过GAS软件制作动画。

3GAS (Graphics Animation System)

GAS是一个动画制作软件,可让研究人员交互地观察三维画面,GAS还可在指定一系列空间固定位置后,自动生成一系列平滑的三维变换图形,以展示物体的运动过程。所有GAS生成的动画画面都可通过Abekas系统自动地录制下来或摄制成16mm的胶卷。

4FAST

FASTSterling Federal System公司开发的一个流体分析软件工具箱,它包含了一组可同时运行的独立模块,运用这些模块,研究人员可有效地分析其数值仿真结果。FAST提供了以下几个功能:1)载入数据文件;2)对数据进行计算;3)为三维图形对象构造场景,生成动画并录制。

5Data Visualizer

Data Visualizer Wavefront公司的一个交互式软件系统,它可用于分析任何类型的网格上的三维数据,其输入格式有PLOT3DNetCDF,输出格式有Color Postscript,Tiff,WAVE 等,Data Visualizer有一个独特的功能,即可以在多块数据上使用相同的分析工具,为一个流场中各个不同成分同时单独建立各自的网格,这可使用户观察各个子部份都伴有流动条件的复杂组合体,象飞机等。

6AVSApplicaticn Visualization System

AVS Stardent Computer公司开发的一种通用的可视化平台,它以功能模块为基础,采用面向对象的软件开发方法构造成的一个网格图编辑子系统,它可让研究人员通过可视化程序设计语言交互、直观地从模块中选取模块,构造满足自己特定需要的可视化软件,模块库中模块还可由用户自己加以扩展功能。

7IVM

IVM(Interactive Volume Modeling) Dynamic Graphic公司的产品,支持用户对三维空间中的测量属性值进行建模、显示和交互控制。

8 Voxel View/Voxel Lab

Voxel View/Voxel Lab是由Vital Images公司开发的,最早源于一个研究项目,该项目的任务是对由激光扫描聚焦显微镜得到的活性神经元数据进行可视化,后来,Voxel View成为一个通用的、高性能的体绘制软件包,在Voxel View中,体元的数据值(范围从0225)可以映射为相应的不透明度(opacity values)(也是从0225),这一映射过程可用一描述最大值、最小值和曲率的函数来定义,采用这一技术就有可能使用户观察到微弱的或模糊的细节,如将数据值较高的体元以较透明的值显示出来,就使数据值较低的体元更易于观察,另外,还提供其它技术用于增强数据特征,如根据阈值将不相关的子区域中的体元删去,或将体元值从一个范围内重新分布到另一个范围,由于体绘制十分耗时,Voxel View还允许用户将绘制的结果序列加以保存以便实时地重画。

 

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