Научная визуализация – инструмент анализа результатов математического моделирования
Крюков В. М., Могиленских Д. В., Федоров В. В.
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. Тезисы докл. Междунар. математич. конф 1997. Вып.1. С. 26.
Визуализация способствует повышению производительности труда и дает возможность эффективного и быстрого анализа полученных результатов, а также своевременного обнаружения особенностей в ходе решения сложных двумерных и трехмерных задач.
Существующие системы ЗВ-визуализации, как правило, ориентированы на конкретные приложение, далекие от научных. Предлагается знакомство с созданными системами трехмерной и двумерной научной визуализации.
Системы научной визуализации, которые хорошо ориентированы и адаптируются для конкретных приложений математического моделирования, практически отсутствуют. В настоящее время происходит переход на расчеты по трехмерным методикам, в результате чего получается огромное количество данных и обычные методы являются не очень эффективными и требуют больших временных затрат для анализа. Поэтому становятся важными задачи разработки и создания систем научной визуализации.
Интерес представляют не только геометрические свойства моделей, но и трехмерная интерпретация различных физических величин посредством изоповерхностей, изолиний, нанесения цвета, оттенков цвета и изолиний на геометрические формы.
Научная визуализация — совокупность систематизированных инструментов, методов, операций над геометрическими и, в первую очередь, над физическими данными, а также над функциями изображения, позволяющих отразить на экране монитора поведение и развитие физических или каких-либо иных процессов с использованием машинной графики.
В докладе отражены:
1. Основные математические объекты для ЗВ-визуализации, классифицированные по своей структуре и физическому смыслу данные: - описанные, структурированными и неструктурированными трехмерными сетками;- функции двух переменных, которые заданы на регулярных, нерегулярных, структурированных, неструктурированных сетках, а также заданные линиями постоянного значения функций или произвольным дискретным множеством точек;- трехпараметрические, т.е. данные, заданные в каждой точке объема;- с областью определения, не разворачиваемой в плоскость;- трехмерные траектории каких-либо процессов, представленные в виде трехмерной изогнутой трубки;- результаты двумерных расчетов, которые могут быть представлены как трехмерные объекты при помощи создания фигур вращения вокруг осей симметрии или для которых третьим измерением может служить время;- аналитические функции.
2. Способы и инструменты научной ЗВ-визуализации.
3. Способы трехмерного и двумерного представления динамики развития физических систем.
4. Формализация некоторых понятий ЗВ-визуализации.
5. Принципы получения изображения трехмерных объектов в виде каркаса и его применение в научной визуализации.
6. Основные функции, интерфейс созданных систем научной 3В-и 2В-визуализации.
7. Перспективы развития подобных систем научной визуализации.
Представлен иллюстративный материал.
|
Русский | 
