科学计算可视化

摘要： 流场可视化是科学计算可视化中一个重要的分支,主要对计算流体动力学的模拟计算结果进行可视化,给研究人员提供视觉上直观可见的图形图像,方便研究人员进行分析.流场可视化的已知技术包括基于几何的方法(如流线和粒子追踪法)以及基于纹理的方法(如LIC、噪声点、IBFV等).流线可视化是流场可视化的一个重要且常用的几何可视化手段.在流线可视化的研究中,流线的放置是整个流线可视化的重点,流线的数目和位置影响了整个可视化效果.当流线放置过多时,会造成视觉的杂乱;而流线放置过少会使流场信息表达不完整,无法传递完整的信息给领域专家.为了实现对科学数据的精确显示,流线可视化产生了两个重要的研究方向:种子点的放置和流线的约减.文中介绍了种子点放置方法和流线的约减方法的相关研究,总结了在2D和3D流场上出现的一些问题和采取的解决方案,并针对日益增长的科学数据,提出流线可视化下一步需要解决的问题.

摘要： 利用OSGEarth技术,基于算法模型计算数据,利用delaunay三角网逐点插入法,解决任意区域值域填充技术难题,对于科学计算数据可视化分布显示具有普适性.程序以插件的形式进行封装,具有较高的工程应用价值.

摘要： 作为汽车生产制造的主机厂商，北京宝沃汽车有限公司最直接用到的数控设备是冲压零部件追加工使用到的激光切割机床，在智能化概念成为焦点话题后我们在选用此类生产设备时，除了考虑高精度、高效率和高性价比以外，还关注设备是否能够互联互通，是否保留了持续升级的可行性。互联互通主要指机床联网，进行远程控制和推行无人化操作；持续升级主要从性能发展方向和功能发展方向进行优化。性能如高速高精高效化、实时智能化，功能如科学计算可视化、插补补偿多样化和工艺参数选取智能化。

摘要： In order to match the overall computing capability of super computer,the super computer's storage subsystem usually has good I/O performance scalability,which causes that,applications' I/O access concurrency under the best performance of the storage subsystem and the total compute core number (tens of thousands to several millions) of super computer are usually in the same order of magnitude;however,the process number (equals to the I/O access concurrency) used in visualization in scientific computing (ViSC) applications is usually relatively small (experientially set to 1％ of used computing process number,typically several to hundreds).Therefore,the best I/O performance of the storage subsystem cannot be achieved.In this paper we propose a two level parallel data readbased acceleration method for ViSC applications.Multi threads parallel data accessing is introduced into the visualization process;the I/O access concurrency of the super computer's storage subsystem has been enhanced and visualization applications' data read rate has been promoted through the two level parallel read,i.e.the parallelism among multi processes and the parallelism among multi threads inner process.The test results show that,under various visualization process scales,the peak data read rate using two parallel mode is higher than that using single parallel mode by 33.5 ％-269.5 ％,while the mean data read rate using two parallel mode is higher than that using single parallel mode by 26.6 ％-232.2％;according to the diverse scientific computing applications and various process scales,based on two level parallel data read method,the overall peak running speed of visualization applications can be accelerated by 19.5％-225.7％,and the mean speed can be accelerated by 15.8％-197.6％.%为了匹配超级计算机的整体计算能力,超级计算机存储子系统通常具有良好的I/O性能可扩展性,表现为:应用获得存储子系统最佳性能时的I/O访问并发度,与超级计算机系统总计算核数(可达数万至数百万)通常处于同一数量级.然而,科学计算可视化应用通常使用的进程数(等于I/O访问并发度)相对较小(经验上常设为计算进程数的1％,典型值为数个至数百个),因此无法充分发挥超级计算机存储子系统的最佳I/O性能.提出了一种面向科学计算可视化的两级并行数据读取加速方法,在可视化进程内部引入多线程并行数据读取,通过进程间和进程内两级并行,增加超级计算机存储子系统的I/O访问并发度,提升可视化应用数据读取速率.测试结果表明:在不同的可视化进程规模下,两级并行比单级并行峰值数据读取速率提高33.5％～269.5％,均值数据读取速率提高26.6％～232.2％;随着科学计算应用种类以及应用规模的变化,两级并行数据读取可使可视化应用整体峰值运行速度加速19.5％～225.7％,均值运行速度加速15.8％～197.6％.

摘要： 针对非结构化网格可视化中大量存在的点定位操作,提出一种新的方法,可以极大提高点定位的效率.首先在生成网格过程中,建立"相邻网格单元表";其次按照扫描线顺序将整个物理场划分为若干坐标严格有序的小矩形"场像素",并使用"扫描线段点定位法"为每个像素点进行点定位;最后,在可视化过程中,只需要判断待插值点所在的场像素即可得知其点定位信息.目前该方法已经实现,实际效果良好.

摘要： 由中国计算机学会主办、中国计算机学会高性能计算专业委员会、中国科学技术大学共同承办、北京并行科技股份有限公司、安徽大学共同协办的“2017年全国高性能计算学术年会（HPC CHINA 2017）”将于2017年10月19日至21日在合肥召开。全国高性能计算学术年会是中国一年一度高性能计算领域的盛会，为相关领域的学者提供交流合作、发布最前沿科研成果的平台，将有力地推动中国高性能计算的发展。

摘要： 在当今大数据时代，气象数据可算是名副其实的大数据，然而，大量而繁杂的数据更好地被气象预报员应用，预报结果又能更形象、更直观地令大众接受理解，都离不开气象可视化的功劳。什么是气象可视化可视化的概念源自计算机，并且与计算机捆绑在一起，更为完整的叫法是“科学计算可视化”。它作为科学研究和服务的重要辅助工具，在20世纪80年代末随着计算机技术的成熟而被提出。气象可视化则是可视化的重要应用领域之一。

摘要： 科学计算可视化指的是运用计算机图形学技术和图像处理技术,将计算产生的数据转换为图形、图像或动画,在屏幕上显示并进行交互处理的理论、方法和技术.在某些科学和工程领域中,数据的空间特性高度复杂,可视化是理解对应现象的重要手段.科学计算可视化按内容分为体可视化、流场可视化和医学数据可视化.代表性研究成果包括风洞虚拟显示,大气及流体可视化,燃烧过程动态模型的可视化和医学人体的可视化等等.流场可视化是科学计算可视化的重要研究内容.包括标量场可视化、矢量场可视化和张量场可视化.本文重点介绍矢量场可视化的方法.

摘要： 计算机图形学是一个研究如何用计算机处理、表示、生成和显示图形的学科，广泛应用于各行各业。本文主要对计算机图形学的概念、发展历程和应用范围进行了详细的介绍。

摘要： 利用科学计算可视化的思想,建立了应力强度干涉理论的可靠度可视化模型,直观展示可靠度的意义,利用可靠度可视化模型纠正了以往有关论著中认为干涉区面积等于不可靠度的错误观点,对干涉区与不可靠度的关系进行分析.

摘要： 体绘制是科学计算可视化的重要手段,本文针对大规模数据场体绘制计算量大、效率低的问题,提出一种基于哈尔小波变换的三维规则网格数据场快速体绘制方法.采用整体描述、局部细化的策略对转换后的数据进行组织、管理和调度,实现了多尺度分析和快速随机存取,并有效解决了CPU在处理大规模数据集时纹理内存的局限；采用基于CUDA(计算统一设备架构)的GPU加速技术提高体绘制算法性能,很好地实现了大规模数据集的交互式可视化.

摘要： 科学计算可视化(Visualization in Scienlific Computing,ViSC)是一种把数据信息转换成可视信息的新兴技术,是分析与理解数据的有力工具。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领域。随着计算机技术的发展,数据可视化将提供像人眼一样的直觉的、交互式的和反应灵敏的可视化环境。

摘要： 针对弦支穹顶结构下部张拉索体系对整体结构可靠性的影响情况，采用计算机仿真技术对弦支穹顶下部张拉索发生松弛以及断裂的过程进行模拟，并实现了科学计算可视化.

摘要： 地质制图是人类最古老的知识领域之一。三维地质制图的实质是人们将地质原始资料以数字形式输入计算机,然后由计算机在有关软件的指挥下自行成图。rn 本文回顾与评述了地下三维地质制图的相关发展情况,探讨了地下三维地质制图的基本问题，如地下三维地质制图制作原理的制作、制作流程、面临的问题等,指出了影响地下三维地质制图发展的有利因素与不利因素。同时指出科学计算可视化、数据库系统管理、数字影象处理等技术的成熟和传统二维地质制图长期发展提供的理论实践经验等为地下三维地质制图的发展提供了良好的基础。最后为地下三维地质制图实际系统的开发提出了几个值得注意的要点。

摘要： 科学计算可视化系统是一套可以将大规模的模拟计算数据、庞大的遥感数据处理结果等转换成可视的图形或图像形式来描述和表现的系统.随着应用领域的不断扩大,庞大的科学计算用户群、可视化信息的及时反馈及数据信息共享浏览等都成为目前科学计算可视化系统急需解决和改进的问题.因此,设计并实现一个在线的科学计算可视化系统将较大的提高原有系统的开放性和互联互操作性.针对当前存在的系统的不足,提出并描述了基于B/S模式的科学计算在线可视化系统的实现框架,简单介绍了其在线和多线程的特点及关键技术.

摘要： 随着超级计算机计算能力的不断提高,依赖于超级计算机的数值模拟等计算所生成的数据规模越来越大.常用的可视化系统已经无法有效处理大规模数据,直接导致相关研究人员无法有效分析所计算的结果.为此,本文基于天河-1A 超级计算机,利用ParaView 开源平台构建、开发了面向计算流体力学的大规模数据并行可视化环境CPVE.CPVE 不仅具有完善而实用的大规模三维定常和非定常流场数据预处理与特征提取、体绘制、几何图形(流线、等值面等)绘制、纹理绘制等可视化与交互功能,而且,根据领域专业特点以及三维场景可视化的需求,基于三维力传感器交互设备Falcon 开发了三维交互模式,提供了有效的三维交互手段.将该环境应用于不同类型、不同规模的三维流场数值模拟数据可视化,结果表明该环境具有高效性、先进性和实用性.

摘要： 随着超级计算机计算能力的不断提高,依赖于超级计算机的数值模拟等计算所生成的数据规模越来越大.常用的可视化系统已经无法有效处理大规模数据,直接导致相关研究人员无法有效分析所计算的结果.为此,本文基于天河-1A 超级计算机,利用ParaView 开源平台构建、开发了面向计算流体力学的大规模数据并行可视化环境CPVE.CPVE 不仅具有完善而实用的大规模三维定常和非定常流场数据预处理与特征提取、体绘制、几何图形(流线、等值面等)绘制、纹理绘制等可视化与交互功能,而且,根据领域专业特点以及三维场景可视化的需求,基于三维力传感器交互设备Falcon 开发了三维交互模式,提供了有效的三维交互手段.将该环境应用于不同类型、不同规模的三维流场数值模拟数据可视化,结果表明该环境具有高效性、先进性和实用性.

摘要： 随着超级计算机计算能力的不断提高,依赖于超级计算机的数值模拟等计算所生成的数据规模越来越大.常用的可视化系统已经无法有效处理大规模数据,直接导致相关研究人员无法有效分析所计算的结果.为此,本文基于天河-1A 超级计算机,利用ParaView 开源平台构建、开发了面向计算流体力学的大规模数据并行可视化环境CPVE.CPVE 不仅具有完善而实用的大规模三维定常和非定常流场数据预处理与特征提取、体绘制、几何图形(流线、等值面等)绘制、纹理绘制等可视化与交互功能,而且,根据领域专业特点以及三维场景可视化的需求,基于三维力传感器交互设备Falcon 开发了三维交互模式,提供了有效的三维交互手段.将该环境应用于不同类型、不同规模的三维流场数值模拟数据可视化,结果表明该环境具有高效性、先进性和实用性.

摘要： 随着超级计算机计算能力的不断提高,依赖于超级计算机的数值模拟等计算所生成的数据规模越来越大.常用的可视化系统已经无法有效处理大规模数据,直接导致相关研究人员无法有效分析所计算的结果.为此,本文基于天河-1A 超级计算机,利用ParaView 开源平台构建、开发了面向计算流体力学的大规模数据并行可视化环境CPVE.CPVE 不仅具有完善而实用的大规模三维定常和非定常流场数据预处理与特征提取、体绘制、几何图形(流线、等值面等)绘制、纹理绘制等可视化与交互功能,而且,根据领域专业特点以及三维场景可视化的需求,基于三维力传感器交互设备Falcon 开发了三维交互模式,提供了有效的三维交互手段.将该环境应用于不同类型、不同规模的三维流场数值模拟数据可视化,结果表明该环境具有高效性、先进性和实用性.

摘要： 本发明提供一种科学计算网格环境下的可视化系统，它主要由分别位于portal/web服务器和可视化服务器上的可视化应用管理器和框架服务器及可视化组件组成。用户可通过web浏览器访问该远程可视化系统，实现交互式远程可视化处理。该技术属于网格计算和可视化领域。其特征是无需更改现有的网格环境和可视化软件源代码，就可实现远程可视化。

摘要： 本发明提供了一种便携式电话信息可视化设备(服务器设备1)，包括：分组装置(便携式电话终端分组单元11)，基于空间、时间、速度中的信息、与便携式电话终端的个体标识号相关联的信息、以及指示便携式电话终端的状态的状态信息中的至少一项，对属于便携式电话终端的共同运营商的每个便携式电话终端(4-1至4-n)的信息执行分组；以及创建显示数据的装置(便携式电话终端显示数据创建单元12)，所述显示数据用于对已经过所述分组的组的组成部分的数目、该组的移动以及该组与不同于该组的组之间的关系进行可视化。

摘要： 本发明提供的一种计算机科学教学用可视化远程教学装置，不仅解决了实物教学过程中的空间所限导致的人数过少的问题，同时还解决了在通过计算机远程教学时无法一直保持在最佳教学角度，同时可以在远程操控观察视角来更好的进行学习，其解决的技术方案是，包括桌体，其特征在于，还包括固定连接在桌体上端的观察装置和位于桌体上控制观察角度的控制装置，观察装置包括球形透明壳体，透明壳体内内转动连接有观察架，观察架上开设有弧形导轨，导轨内滑动连接有运动块，运动块上伸出有摄像头，导轨上设有用于驱动摄像头进行运动的摄像驱动装置，观察架转动连接在透明壳体上，观察架经观察架驱动装置进行驱动，控制装置控制观察架角度和摄像头位置。

摘要： 一种非可视化信息嵌入装置，在获取的图像的预定位置嵌入非可视化信息，所述非可视化信息嵌入装置的特征在于，具有：图像解析单元，获取所述图像内所包含的物体信息和位置信息；嵌入对象图像判定单元，根据由所述图像解析单元所获得的物体信息，判断所述图像是否为嵌入对象图像；以及图像合成单元，根据由所述嵌入对象图像判定单元所获得的判定结果，将所述非可视化信息合成至所述图像。

摘要： 本发明提供了一种便携式电话信息可视化设备(服务器设备1)，包括：分组装置(便携式电话终端分组单元11)，基于空间、时间、速度中的信息、与便携式电话终端的个体标识号相关联的信息、以及指示便携式电话终端的状态的状态信息中的至少一项，对属于便携式电话终端的共同运营商的每个便携式电话终端(4-1至4-n)的信息执行分组；以及创建显示数据的装置(便携式电话终端显示数据创建单元12)，所述显示数据用于对已经过所述分组的组的组成部分的数目、该组的移动以及该组与不同于该组的组之间的关系进行可视化。

摘要： 本发明涉及一种方法，该方法可使参考飞机周围的交通可视化，包括以下步骤：A)获取周围飞机的实际位置；B)通过当前三维轮廓限定该位置周围的空域的一部分；C)使该当前三维轮廓可视化；D)追踪该周围飞机的实际位置，并且当此位置在该当前三维轮廓之外时：通过新的当前三维轮廓限定(110)该周围飞机的实际位置周围的空域的一部分；使该当前三维轮廓可视化(120)。

摘要： 本发明提供一种将依次通过多个区域的作业者的作业成果可视化的作业成果可视化装置，其具备：存储部，其存储各区域的位置信息；信息取得部，其取得作业者的位置、时刻、各区域的作业量的信息；区间细分部，其基于作业者的实际路径的信息和存储于存储部的各区域的位置信息，将实际路径细分为多个区间；显示部，其将实际路径显示于地图图像上；显示控制部，其基于由信息取得部取得的位置信息和时刻信息，控制显示部显示动态图像，该动态图像以实际路径上的作业者的位置随着播放时刻的经过而变化的方式播放显示实际路径上的作业者的位置；以及区间判定部，其判定在动态图像播放显示的作业者的位置包含于由区间细分部细分出的多个区间中的哪一个，显示控制部控制显示部，将显示由区间判定部判定出的区间中的由信息取得部取得的作业量的信息的信息图像与动态图像同时显示。

摘要： 通过多个被模拟的可见射线（R1,…,R6）来使不均匀的三维对象（OBJ）的内部体积可视化。在此，针对相应的进入到所述对象体积（OV）中的可见射线（R1,…,R6），i) 沿着所述可见射线（R1,…,R6）来确定散射位置，ii) 根据随机过程来选择散射方向并且iii) 使所述可见射线（R1,…,R6）在所述散射位置朝所选择的散射方向散射。重复步骤i)至iii)，直至所述可见射线（R1,…,R6）在所述对象体积（OV）内被吸收，或者从所述对象体积（OV）射出，其中所射出的可见射线碰到照明源（LP1,…,LP3、LS1、LS2），并且根据所述照明源（LP1,…,LP3、LS1、LS2）的亮度值和/或色值来确定所述可见射线（R1,…,R6）对相应的可视化像素的照明贡献。关于所述多个可见射线（R1,…,R6）的相应的照明贡献在统计学上求平均，以便确定所述相应的可视化像素的亮度值和/或色值。

摘要： 本发明提供的一种计算机科学教学用可视化远程教学装置，不仅解决了实物教学过程中的空间所限导致的人数过少的问题，同时还解决了在通过计算机远程教学时无法一直保持在最佳教学角度，同时可以在远程操控观察视角来更好的进行学习，其解决的技术方案是，包括桌体，其特征在于，还包括固定连接在桌体上端的观察装置和位于桌体上控制观察角度的控制装置，观察装置包括球形透明壳体，透明壳体内内转动连接有观察架，观察架上开设有弧形导轨，导轨内滑动连接有运动块，运动块上伸出有摄像头，导轨上设有用于驱动摄像头进行运动的摄像驱动装置，观察架转动连接在透明壳体上，观察架经观察架驱动装置进行驱动，控制装置控制观察架角度和摄像头位置。

摘要： 本实用新型提供一种计算机科学教学用可视化远程教学装置，涉及远程教学装置技术领域，解决了现在的远程教学装置中显示器的升降结构会占用桌体内部大量空间，盖板需要单独拆卸放置，操作不便，占用其它位置空间的问题，包括桌面；所述桌面的底部还固定连接有一个书箱；所述桌面内部转动嵌入安装有一块盖板；所述盖板的底部通过螺钉固定安装有一个显示器；所述桌面的内部还固定对称嵌入安装有两根电动推杆；两根所述电动推杆的后端均固定连接有一个限位块；所述桌面的顶部后侧还固定设置有一组挡杆。本装置无需升降结构，不会占用桌体内部空腔中的空间，同时使用显示器时无需将盖板拆卸放置，操作更加方便，也不会占用外部空间。