Візуалізація

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
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, керівного, 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.

Керівний 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.

Прогнозний 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 залізних ошурків

Електромагнітні поля візуалізуються за допомогою різних методів: від використання залізних ошурків[en] для візуалізації силових ліній стаціонарного магнітного поля до використання ефекту Керра для візуалізації малих за характерним розміром 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 називають спектром потоку.

Для візуалізації течій рідин або газів застосовуються різноманітні прийоми, за допомогою яких можна спостерігати лінії течії, зони відриву прикордонного шару, вихори, стрибки згущення, а також інші характеристики потоку (турбулентність, 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

Для візуалізації потоків використовуються багато методів:

  • введення в потік струменів диму (для газу) або забарвленої рідини через спеціальні сопла для візуалізації ліній течії;
  • введення в потік частинок-трасерів (кульок, бульбашок, алюмінієвої пудри, тощо) для візуалізації областей відриву і вихорів;
  • прикріплення до поверхні, що обтікається, тонких ниток для визначення параметрів потоку щодо зміни їх напрямку (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 про граничні лінії течії і тертя на межі тіла;
  • нанесення на поверхню тіла термочутливого покриття з метою візуалізації межі

турбулентних зон;

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

В 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 фотореалістичні зображення архітектурних форм.


У комп'ютерній графіці[ред. | ред. код]

Докладніше: Рендерінг

У комп'ютерній графіці візуалізацією (рендерингом) називають процес отримання зображення за комп'ютерною моделлю.

Фотореалістичне зображення, створене за допомогою комп'ютерної графіки
Фотореалістичне зображення, створене за допомогою програми POV-Ray

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]

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 : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004. — Т. 3. — 752 с. — ISBN 966-7804-78-X.