СодержаниеСодержание
Содержание 2
Аннотация 3
1. Введение. 3
1.1. Глоссарий 3
1.2. Описание предметной области 3
1.3. Неформальная постановка задачи 4
1.4. Методы решения задачи 4
1.5. Обзор существующих методов решения 5
2. Требования к окружению 6
3. Функциональные требования 7
4. Прочие требования 7
5. Спецификация данных 7
5.1. Описание структуры классов 7
5.2. Демонстрационная программа 9
6. Проект 9
7. Реализация и тестирование 11
7.1. Характеристики реализации 11
7.2. Тестирование 11
7.2.1. Тестирование основной функциональности 11
7.2.2. Тестирование производительности 14
8. Заключение 16
9. Список литературы 16
Приложение 1. Параметры демонстрационной программы 17ВведениеАннотация
Во многих научных приложениях производится моделирование трехмерных скалярных полей, причем моделью является непрерывная скалярная функция. При этом требуется визуализация модели. Целью данной работы является написание программы, позволяющей визуализировать трехмерное поле. Особое внимание уделено оптимизации для полей заданных в виде суммы нормальных распределений.
1. Введение.
1.1. Глоссарий
• Глиф – трехмерный объект, представляющий одно или несколько значений полей в данной точке пространства.
• Изолиния – линия на плоскости или другой поверхности, соединяющая точки, в которых поле принимает одинаковое значение.
• Изоповерхность – геометрическое место точек, в которых поле принимает одинаковое значение.
• Ортогональный разрез – разрез, параллельный одной из координатных плоскостей.
• Разрез – метод дающий представление о значении поля в точках пересечения с заданной плоскостью или другой более сложной поверхностью.
• Трехмерное скалярное поле – функция, определенная в со значениями в .
1.2. Описание предметной области
Научная визуализация – это создание графических образов, воспроизводящих в максимально информативной форме значимые аспекты исследуемого процесса или явления. При этом большой объем результатов моделирования представляется в компактной и легко воспринимаемой форме. Преставление в виде графических образов позволяет исследователю увидеть изучаемую систему или процесс изнутри, что было бы невозможно без визуализации данных. И, иногда, именно визуализация приводит к полному пониманию явления. [3]
Особый интерес представляет визуализация трехмерных данных. Это могут быть скалярные поля, которые могут задавать, например, температуру воды в океане, или векторные поля, описывающие, например, потоки воздуха. Визуализация скалярных полей, являющаяся темой данной работы, наиболее простая и часто встречающаяся задача.
Несмотря на быстрые темпы роста мощности вычислительной техники, во многих случаях визуализация остается трудным процессом. Например, в случае большого объема данных или сложного способа задания поля.
Успех визуализации зависит не только от того, какой результат был получен, но и от того, какие средствами результат был получен. Это включает в себя мощность рабочей станции, объем использованной памяти и дискового пространства, а также использованное программное обеспечение. Естественно, при использовании суперкомпьютеров, можно добиться наилучшей визуализации данных, но зачастую исследователь не имеет возможность использовать настолько мощную вычислительную технику. Использование персональных компьютеров может накладывать значительные ограничения на интерактивность визуализации и объем обрабатываемых данных. [2]
В данной работе будет сделана попытка добиться эффективной визуализации сложных скалярных полей. Под эффективностью здесь понимается, прежде всего,Литература1. Список литературы
[1] AVS/Express Support Pages, 2006 г, http://help.avs.com/Express/
[2] CNS Scientific Visualization Group. Scientific Visualization Reference, 2005, http://tyr.cns.ualberta.ca/SciViz/index.htm
[3] Georgia Tech. Scientific Visualization Tutorial, 2003,
http://www-static.cc.gatech.edu/scivis/tutorial/tutorial.html
[4] MATLAB Documentation. 3-D Visualization, 2006,
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/visualize/visualize.html
[5] Numerical Algorithms Group - IRIS Explorer, 2006, http://www.nag.co.uk/welcome_iec.asp
[6] OpenDX, 2006, http://www.opendx.org/
[7] The Visualization Toolkit, 2006, http://public.kitware.com/VTK/
[8] Информационно-технологическая компьютерная система ГеоТом (техническое описание). - Владивосток: ООО МИФ "Экоцентр", 2006.
|
|
