Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Если статья не подходит под формат Википедии, то её можно перенести в другой вики-проект.
Обратите внимание, что временная статья не должна содержаться в категориях, предназначенных для основного пространства имён. Используйте конструкцию [[:Категория:Название категории]] вместо [[Категория:Название категории]] для указания, в какие категории эта статья должна включаться.
Оригинал: en:Scientific visualization
Научная визуализация — междисциплинарный раздел науки. Как утверждает Френдли, научная визуализация "в основном занимается визуализацией трёхмерных явлений (архитектурных, метеорологических, медицинских, биологических и т. д.), с акцентом на реалистичное изображение тел, поверхностей, источников освещения и так далее, возможно, с элементом динамики". Научная визуализация считается разделом компьютерной графики, которая, в свою очередь, является разделом информатики. Цель научной визуализации — графически проиллюстрировать научные данные, чтобы помочь учёным лучше понять явление и увидеть закономерности в данных.
Содержание
История
Один из ранних примеров трёхмерной научной визуализации — максвелловская термодинамическая поверхность, вылепленная из глины в 1874 году Максвеллом. Это послужило прообразом современных методов визуализации, использующих комьютерную графику.
Примечательные примеры двумерной визуализации — карта наполеоновского похода на Москву, изготовленная Чарльзом Джозефом Минардом в 1869 году;
«петушиные гребни», которые Флоренс Найтингейл использовала в 1857 году в ходе кампании за улучшение санитарных условий в британской армии;
точечные диаграммы, с помощью которых Джон Сноу в 1855 году визуализировал вспышку холеры на Брод-стрит.
Методы двумерной визуализации
Комьютерная научная визуализация набирала популярность с развитием комьютерной графики. Основными приложениями были скалярные и векторные поля, полученные в ходе компьютерной симуляции, а также результаты измерений. Основные методы для визуализации двумерных скалярных полей — цветовые карты и линии уровня. Двумерные векторые поля визуализируют с помощью глифов (графических иконок, например, стрелок) и линий тока или линейной интегральной свёртки.
Методы трёхмерной визуализации
Основные методы визуализации трёхмерных скалярных полей — объёмный рендеринг и изоповерхности. Для векторных полей используются глифы, линии тока, трассировка частиц, линии интегральной свёртки и топологические методы.
Приложения научной визуализации
В естественных науках
-
-
-
Взрывы сверхновых
-
Рендеринг молекул
Формирование звёзд. Приведённое изображение является объёмной диаграммой логарифма плотности газопылевого облака, построенной в программе Enzo. Области высокой плотности выделены белым цветом, в то время как области с низкой плотностью более синие и прозрачные.
Гравитационные волны. Исследователи объединили мощности нескольких суперкомьютеров с помощью Globus Toolkit для симуляции гравитационных эффектов от столкновения чёрных дыр.
Взрывы сверхновых. Визуализация результатов вычислений программы для моделирования эволюции звёзд Djehuty, моделировавший взрыв сверхновой SN 1987A.
Рендеринг молекул. Изображение молекулы получено при помощи VisIt. Данные были взяты из Protein Data Bank и сконвертированы в файл VTK перед рендерингом.
В географии и экологии
Визуализация рельефа. VisIt может читать несколько форматов файлов, распространённых в области геоинформационных систем, позволяя визуализировать данные о рельефе. На приведённом рисунке изображена карта высот горной местности неподалёку от Дансмьюира, штат Калифорния.
Для облегчения восприятия перепада высот на рисунок добавлены линии уровня.
Климатическая визуализация.
- The data used to make this image were provided by Tom Abel Ph.D. and Matthew Turk of the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology.
- BLACK-HOLE COLLISIONS The Globus software creators Ian Foster, Carl Kesselman and Steve Tuecke. Publication Summer 2002.
- Image courtesy of Forrest Hoffman and Jamison Daniel of Oak Ridge National Laboratory
|
|
