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Scientific visualization in astronomy: towards the Petascale Astronomy Era

机译:天文学中的科学可视化:朝向petascale天文学时代

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摘要

Astronomy is entering a new era of discovery, coincident with the establishment of new facilities for observation and simulation that will routinely generate petabytes of data. While an increasing reliance on automated data analysis is anticipated, a critical role will remain for visualization-based knowledge discovery. We have investigated scientific visualization applications in astronomy through an examination of the literature published during the last two decades. We identify the two most active fields for progress---visualization of large-N particle data and spectral data cubes---discuss open areas of research, and introduce a mapping between astronomical sources of data and data representations used in general-purpose visualization tools. We discuss contributions using high-performance computing architectures (e. g. distributed processing and GPUs), collaborative astronomy visualization, the use of workflow systems to store metadata about visualization parameters, and the use of advanced interaction devices. We examine a number of issues that may be limiting the spread of scientific visualization research in astronomy and identify six grand challenges for scientific visualization research in the Petascale Astronomy Era.
机译:天文学正在进入发现的新时代,与此同时,新的观测和模拟设施的建立也将定期产生数PB的数据。尽管预计将越来越依赖自动化数据分析,但是对于基于可视化的知识发现,它将继续发挥关键作用。我们通过检查过去二十年来发表的文献,研究了科学可视化在天文学中的应用。我们确定了最活跃的两个领域-大N粒子数据和光谱数据立方体的可视化-讨论了开放的研究领域,并介绍了天文数据源与通用可视化中使用的数据表示形式之间的映射工具。我们讨论了使用高性能计算架构(例如,分布式处理和GPU),协作天文学可视化,使用工作流系统存储有关可视化参数的元数据以及使用高级交互设备的贡献。我们研究了可能会限制科学可视化研究在天文学中传播的许多问题,并确定了Petascale天文学时代的科学可视化研究面临的六大挑战。

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