Візуалізація

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Rayleigh-Taylor instability.jpg

Візуалізація — унаочнення, створення умов для візуального спостереження.

Візуальний (рос. визуальный, англ. visual, нім. visuell) — спостережуваний неозброєним оком або за допомогою оптичного приладу.

Візуальний вимірюваний прилад — прилад, в якому є шкала для вимірювання спостережуваної величини неозброєним оком.

Візуальна система — оптична система, призначена для роботи в сполученні з оком людини.

Візуалізація — це процес побудови графічного образу даних, що допомагає у процесі загального аналізу даних вбачати аномалії, структури.

Рівні розвитку засобів візуалізації[ред.ред. код]

Ця методологія складається з п'яти основних рівнів: основного, керуючого, прогнозного, адаптивного та автономного.

Основний рівень[ред.ред. код]

На цьому рівні інфраструктура візуальних обчислень є інтегрованою системною платформою, що забезпечує візуальні додатки необхідними обчисленнями й обчислювальними ресурсами. Зазвичай роль системного інтегратора полягає у визначенні необхідних інструментів, початковій ініціалізації обчислювальних ресурсів та керування розподілом даних. Інколи йому надаються засоби керування для прийняття технічних рішень, таких як: безпека даних, застосування паралельних обчислень, авторизація тощо.

Керуючий рівень[ред.ред. код]

Особливістю цього рівня є наявність в інфраструктурі системи керованих сервісів, що забезпечують зв'язок між інтерфейсом користувача й системною платформою. Згадана система сервісів містить інформацію щодо наявності даних і ресурсів та призначена для обслуговування візуальних додатків відповідно до динамічних потреб користувачів. Ефективне керування додатками забезпечується підтриманням сучасних сервісних функцій (інтерактивних, розподілених, мобільних) для здійснення задач візуалізації.

Прогнозований рівень[ред.ред. код]

Ознакою цього рівня є наявність інформаційного прошарку між інтерфейсом користувача й сервісним забезпеченням, метою якого є збирання, відслідковування й виправлення даних взаємодії користувача й системного виконання. Прогнозований рівень забезпечує користувачів аналітичними даними, які можуть показати якість результатів візуалізації й ефективність візуальних інструментів. Крім того, застосування інформаційного прошарку дає змогу здійснити швидшу й кращу специфікацію завдання, відображаючи можливі задачі й рекомендуючи необхідні інструменти й візуальне подання.

Адаптивний рівень[ред.ред. код]

На цьому рівні спроектована інфраструктура містить адаптивний прошарок, особливістю якого є те, що, ґрунтуючись на зібраній інформації, спроектована система здійснює процедури самоконфігурування, самооптимізації й самовідновлення.

Автономний рівень[ред.ред. код]

Ознакою цього рівня є заміна звичного інтерфейсу користувача на інтелектуальний, допускає перетворення інформації на знання й забезпечує користувача розширеною довідкою. Він може охоплювати специфікацію завдань візуалізації, планування взаємозалежних робіт, організацію неопрацьованих даних та результатів візуалізації, керування безпекою, перевірку якості обслуговування й результатів, організацію розподілу даних між користувачами.

Візуалізація у різних галузях науки[ред.ред. код]

Візуалізація фізичних полів[ред.ред. код]

Електромагнітне поле[ред.ред. код]

Силові лінії постійного магніту, візуалізовані за допомогою залізної тирси
Силові лінії постійного магніту, візуалізовані за допомогою залізної тирси

Електромагнітні поля візуалізуються за допомогою безлічі методів: від використання залізної тирси для візуалізації силових ліній стаціонарного магнітного поля до використання ефекту Керра для візуалізації малих по характерному розміру магнітних полів на оптично гладкій поверхні.

Візуалізація течій[ред.ред. код]

У потоках рідин і газів зазвичай візуалізують поля швидкостей, тиску і температури; результат такої візуалізації іноді називається спектром потоку.

Для візуалізації течій рідин або газів застосовуються різноманітні прийоми, за допомогою яких можна спостерігати лінії струму, зони відриву прикордонного шару, вихори, стрибки ущільнення, а також інші характеристики потоку (турбулентний плин, нестаціонарність) або безпосередньо (очима), або за допомогою спеціальних оптичних приладів.

Магнітні домени в неодимовому магніті, візуалізовані за допомогою мікроскопа Керра
Магнітні домени в неодимовому магніті, візуалізовані за допомогою мікроскопа Керра

При візуалізації потоків використовуються багато методів:

  • введення в потік струменів диму ( для газу) або забарвленої рідини через спеціальні сопла для візуалізації ліній струму;
  • введення в потік трасуючих частинок ( кульок , бульбашок , алюмінієвої пудри) для візуалізації областей відриву і вихорів ;
  • прикріплення до поверхні, що обтікається, тонких ниток-«шовковинок» для визначення параметрів потоку щодо зміни їх напряму ( наприклад , в зоні відриву потоку нитки коливаються через нестаціонарності ) ;
  • нанесення на поверхню тіла, яке обтікається, крапель або плівок спеціальної рідини (пофарбованої , з твердими домішками або флюоресцентної) дозволяє отримати уявлення
Бульбашки, що вносяться до потоку навколо моделі літака, показують напрямок ліній струму
Бульбашки, що вносяться до потоку навколо моделі літака, показують напрямок ліній струму

про граничні лінії струму і напругу тертя на кордоні тіла ;

  • нанесення на поверхню тіла термочутливих покриттів з метою візуалізувати кордону

турбулентних зон;

  • використання тонкої світлової площині для підсвічування частинок, внесених в рідину або газ в певному зрізі потоку (так звані «паровий екран», «лазерний ніж»). 

У архітектурі[ред.ред. код]

У архітектурі візуалізацією називають графічне відображення проектованої споруди або місцевості, що її оточує. Сучасна візуалізація реалізується за допомогою комп'ютерів, що дозволяє створювати повністю фотореалістичні зображення архітектурних форм.

Приклад архітектурної візуалізації
Приклад архітектурної візуалізації

У комп'ютерній графіці[ред.ред. код]

Основна стаття: Рендерінг.

У комп'ютерній графіці візуалізацією називають процес отримання зображення по моделі.

Фотореалістичне зображення, створене за допомогою комп'ютерної графіки
Фотореалістичне зображення, створене за допомогою комп'ютерної графіки

Джерела[ред.ред. код]

  • Волькенштейн М. В. Энтропия и информация. — М.: Наука, 1986. — 192 с.
  • Глушков В. М. Введение в АСУ. — К.: Тэхника, 1972. — 312 с.
  • Кальянов Г. Н. CASE структурный системный анализ. — М.: Лори, 1996. — 242 с.
  • Мамиконов А. Г. Информация и управление. — М.: Наука, 1975. — 184 с.
  • Гірничий енциклопедичний словник, т. 3. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2004. — 752 с. ISBN 966-7804-78-X