月度存档: 十月 2013

Small Multiple显示中多类别的结构化比较模型(A Model for Structure-Based Comparison of Many Categories in Small-Multiple Displays)

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不同类别间的相互比较是可视化中的一个基本任务。以船舶轨迹数据为例,人们需要比较船舶在一周不同天和一天不同时刻的线路。对于这类任务,一种通常的可视化策略是Small Multiple显示,而Pivot Table就是相应的一种可视化形式。那么,用Pivot Table到底可以完成哪些比较人物呢?如何设计Pivot Table以支持这些比较任务呢?

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时变流场的并行粒子平移和FTLE计算 (Parallel Particle Advection and FTLE Computation for Time-Varying Flow Fields)

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流场是一种很重要的科学模拟的产物,对流场进行可视化的一种很常见的方法是粒子平移(particle advection),追踪粒子在流场中的运行路线。我们可以利用粒子踪迹计算得到一种非常强大的分析工具:Finite-Time Lyapunov Exponent field (FTLE域)。在时变流场中,给定一个空间位置和时间点,它的FTLE值表示以接近于该位置为种子(seed)位置的粒子在有限时间步后的偏离情况,该偏离情况可以使用雅克比流图(Jacobian of the flow map)来度量。从相同的时变数据集中可以计算出多个FTLE值,用来分析流场特征随时间如何演变。多个FTLE值的计算需要在时间和空间上密集分布的迹线(pathline),这也导致产生了性能的瓶颈问题。因此,Boonthanome等人在2012年SC上的文章[1]中,提出了一种并行的时变粒子追踪技术,特别是针对于在大规模矢量场中计算多个FTLE值(需要在时间和空间上分布的很大数量的粒子)的需求。

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利用强度梯度直方图多级分割的层次化的体数据探索方式(Hierarchical Exploration of Volumes Using Multilevel Segmentation of the Intensity-Gradient Histograms)

科学可视化中体可视化是一个重要的研究方向,传递函数设计作为探索体数据的重要手段,则是体可视化的重点研究话题。传递函数通过将体数据中采样值映射成为颜色和透明度等视觉属性来描绘出图像。比如在医学CT扫描数据中,将肌肉对应的采样值所在的分布范围映射成黄色,骨头所分布的取值范围映射成白色,血液对应红色等等,辅以一定的透明度,我们便可以看到扫描数据的结果。传递函数设计中的映射可以从原始数据如强度出发,也可从数据的衍生属性如梯度出发,通常用户被提供一个描绘变量分布的直方图作为提示界面,在其上划取一段范围并指定它的映射特性,以此完成整个设计流程。

尽管在某些特定的领域如前文提到的医学应用,传递函数的设置存在一些经验性的参数约定,但对于普遍的传递函数设计本身来讲,这并不是一个容易的过程:用户需要在每次尝试过后查看效果,再做相应调整,而且有时,一个极其细微的调整也会对结果带来巨大的变化。所以,传递函数的设计是一个非常耗时且复杂的操作。为了让用户能够更好地探索和分析体数据,来自美国马里兰大学的学者们提出了一种层级化的体数据浏览方式。他们的解决方案针对强度-灰度二维传递函数,实现了一种多层级的半自动体数据划分,从而作为传递函数设计的新颖实现方式和交互手段。

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