可视化映射和绘制模块
• 研究如何把科学数据——数值与图像,转变成 可视的图形(图像)与可理解的信息的工具; • 研究把可视化技术应用于环境科学与工程的各 个学科。
环境信息可视化是把计算机图形学与图像处理 技术应用于环境科学与工程的学科.
环境信息可视化狭义上包括所有应用计算机从 事计算的环境领域的可视化,广义上是能够输 出环境信息以供进一步处理的环境问题的可视 化。包括各种环境模型、各种数据等的可视化 处理。它是科学计算可视化在环境领域的具体 应用。
环境信息(科学计算)可视化技术的出现:
•环境信息可视化首先是为了高效地处理并解释环境科学/环境 工程数据;其次是为了环境信息的可视化交流;最后,通过可 视化技术,能够对环境科学/环境工程的计算过程进行近实时 的控制,动态调整计算过程。 •通过本课程,了解可视化技术的算法原理,掌握环境科学/环 境工程中数据和计算过程可视化方法。为环境科学/环境工程 研究与实践提供有效的可视化技术辅助。
环境信息可视化
2007年2月
环境信息 获取系统 现 实 环 境 环境信息 模型 环境模拟系统 管理分析系统 环境信息 可视化系统
人
虚拟环境系统
环境信息可视化教学目的
•环境信息可视化是研究如何把环境科学/环境工程数据,无论 是通过计算还是通过实测获得的数据,转换成可视的、能够帮 助理解的图形图像形式的计算方法。是科学计算可视化学科在 环境科学/环境工程上的具体应用。
• 直观地讲,科学计算可视化是研究如何把科学 数据,无论是通过计算还是从测量获得的数值, 或是从卫星传送回来的图像,或是医学CT(计 算机层面X射线照相)和MRI(核磁共振成像) 转换成可视的、能帮助科学家理解的信息的计 算方法。 • 简言之,科学计算可视化是把计算机图形学与 图像处理技术应用于计算科学的学科.这里所 谓计算科学是指所有应用计算机从事计算的科 学与工程学科,如环境科学与环境工程.
•为了高效地处理环境数据和解释环境数据
•为了解决信息交流手段贫乏而提出的
众所周知,人类应用文字进行信息交流已有5000 年历史,使用语言的历史可追溯到更为远古的时代。 然而,人类一直缺乏有效的交流视觉信息的手段。现 代科学提供的很多信息是无法用印刷品进行交流的, 典型例子有DNA(脱氧核糖核酸)大分子序列、分子 模型、医学扫描图像、人脑图谱、流体流动仿真、飞 行器在地表面飞行仿真等等.科学家之间就上述信息 进行交流时,必须借助于可视图像才行。
•为了控制计算
应用计算机进行计算时,不仅仅要对最终结果数 据进行分析,而且希望能对计算的中间结果进行解释, 即希望能对整个计算过程进行近实时的控制,例如改 变其参数、调整其表示的分辨率及视觉效果等等。这 里可以采用两种技术: 一种称为交互视觉计算; 另一种称为即时视觉反馈。
环境信息(科学计算)可视化研究内容
环境信息可视化教学大纲 11-12
第11讲 科学计算可视化系统和工具 可视化系统分类 专用可视化工具 通用可视化系统 第12讲 环境信息可视化系统 介绍环境信息可视化系统,如EVS系统
环境信息可视化教学计划
时间: 第1周至16周(2007年2月27日至6月12日,星期二,3-4节,文史110,投 影)为上课时间,5月1日劳动节放假停课。 课时表(星期二,3-4节,文史110,投影):
备 注
交 第 1 套 作 业
交 第 2 套 作 业
交 第 3 套 作 业
环境信息可视化 环境+计算+可视化 科学计算+可视化
科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing, 简称为ViSC)是当前计算机学科的一个重要研究方向, 这一科学术语正式出现于1987年2月美国国家科学基金 会召开的一个研讨会上。 研讨会发表的总报告给出了科学计算可视化的定 义、覆盖的领域以及近期与长期的研究方向。从此美 国国家科学基金会的几个学部开始支持可视化的研究 项目.稍后,欧洲也开始支持科学计算可视化的研究 计划。从1990年起,美国IEEE计算机学会计算机图形 学技术委员会开始举办一年一度的可视化国际学术会 议,这标志着“科学计算可视化”作为一个学科已经 成熟,它的应用遍及所有应用计算机从事计算的科学 与工程学科,并且获得了巨大效益。
环境信息可视化教学大纲1-4
第1讲 可视化技术概况 可视化的意义 可视化的硬件与软件平台 可视化参考模型 可视化的研究内容与应用 点数据可视化 标量场可视化 矢量场可视化 张量场可视化 其它可视化技术 第2讲 第3讲 PYTHON语言 PYTHON快速入门 VTK可视化系统
第4讲
数据类型和数据操作 可视化数据类型 科学息可视化教学大纲5-7
第5讲 二维标量场可视化 网格序列法 网格无关法 区域填充法 曲面标量场可视化 三维断层标量场数据可视化 拓扑重构 三角片表面重构 连续表面重构 面向体重构 三维标量场等值面可视化 Cuberille表示和显示方法 Marching Cube算法 有限元等值面 几何变形模型 造型法 Shading和交互
1 日 期 内 容 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2/2 3/6 3/1 3/2 3/2 4/3 4/1 4/1 4/2 5/1 5/8 5/1 5/2 5/2 6/5 6/1 7 3 0 7 0 7 4 5 2 9 2
第 1 讲 第 2 讲 第 3 讲 平 时 作 业 第 4 讲 第 5 讲 第 6 讲 平 时 作 业 第 7 讲 放 假 第 8 讲 第 9 讲 平 时 作 业 第 10 讲 第 11 讲 第 12 讲 考 查 作 业
第6讲
第7讲
环境信息可视化教学大纲 8-10
第8讲 三维标量场体可视化 体绘制与面绘制的比较 体光照模型 体光线跟踪法 体单元投影法 三维扫描变换 混合绘制算法 有限元数据场的体绘制 第9讲 矢量场和张量场可视化 概述 数据空间及转换 基本点图标 矢量场线和面的生成 质点跟踪 矢量场拓扑 二阶张量场中的超流线 第10讲 三维交互技术 三维交互工具 三维交互算法 立体图绘制 交互视算