可视化技术及应用

什么是可视化？
种类繁多的信息源产生的大量数据，远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。

由于缺乏大量数据的有效分析手段，大约有95%的计算被浪费，这严重阻碍了科学研究的进展。

为此，美国计算机成像专业委员会提出了解决方法——可视化。

可视化技术作为解释大量数据最有效的手段而率先被科学与工程计算领域采用，并发展为当前热门的研究领域——科学可视化。

可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。

可视化技术的应用大至高速飞行模拟，小至分子结构的演示，无处不在。

在互联网时代，可视化与网络技术结合使远程可视化服务成为现实，可视区域网络因此应运而生。

它的核心技术是可视化服务器硬件和软件。

科学可视化的主要过程是建模和渲染。

建模是把数据映射成物体的几何图元。

渲染是把几何图元描绘成图形或图像。

渲染是绘制真实感图形的主要技术。

严格地说，渲染就是根据基于光学原理的光照模型计算物体可见面投影到观察者眼中的光亮度大小和色彩的组成，并把它转换成适合图形显示设备的颜色值，从而确定投影画面上每一像素的颜色和光照效果，最终生成具有真实感的图形。

真实感图形是通过物体表面的颜色和明暗色调来表现的，它和物体表面的材料性质、表面向视线方向辐射的光能有关，计算复杂，计算量很大。

可视化硬件：
可视化硬件主要是图形工作站和超级可视化计算机。

图形工作站广泛采用RISC处理器和UNIX操作系统。

具有丰富的图形处理功能和灵活的窗口管理功能，可配置大容量的内存和硬盘，具有良好的人机交互界面、输入/输出和网络功能完善，主要用于科学技术方面。

可视化软件：
一般分为三个层次。

第一层是操作系统，该层的一部分程序直接和硬件打交道，控制工作站或超级计算机各种模块的工作，另一部分程序可进行任务调度，视频同步控制，以TCP/IP 方式在网络中传输图形信息及通信信息。

第二层为可视化软件开发工具，它用来帮助开发人员设计可视化应用软件。

第三层为各行各业采用的可视化应用软件。

大多数可视化工作一般都在图形工作站上进行，少数大型的、需要协同工作的可视化工作在超级图形计算机上进行。

可视化关键技术：
编辑、名字服务和资源检索技术。

异构硬件的集成技术：
对于省级视频监控系统，所用到的前端摄像头、编码器、控制器以及报警设备将会面临多种厂家、多种型号的集成问题。