作者存档: Xiaoru Yuan - 第2页

Hans Rosling教授与Gapminder

Hans Rosling是大名鼎鼎的的瑞典卡罗林斯卡医学院(Karolinska Institute)的教授。诺贝尔生理学与医学奖评委会就设在卡罗林斯卡医学院。但是Rosling教授出名的主要原音更多是由于他在TED上使用信息可视化展示世界各国二战后经济和健康的发展变化。

除了上面的视频,更多Hans的演讲可以在TED 网站上找到。

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拿破仑与信息可视化

拿破仑皇帝本身和信息可视化可能没有什么太大的联系,或许他也没有听到过“信息可视化”这个词。但是由于他发动的1812年侵俄战争被法国人Charles Joseph Minard用flow chart的形式绘制出来而成为了信息可视化的一个经典案例。

拿破仑在进攻俄国前集结42万2千人的庞大军队。但仅有10万人抵达莫斯科。事后的败退,由于恶劣的天气,人员损失殆尽,其中几乎一半人在渡过别烈津河的时候死亡。最后只有数万人活着回到华沙。

别列津纳河战役 图来自中文维基

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大规模数据可视化 (Large-scale Data Visualization)

超级计算的飞速发展极大地推动了计算科学的进步,使得科学家们在进行物理仿真处理时可以得到前所未有的细节,此外,高端的计算机断层扫描(CT)系统、大规模的高能物理实验都可以产生庞大的数据。对TB乃至PB量级数据的分析和可视化已经成为现实的挑战。 继续阅读 »

等值面抽取技术(Iso-surfaces Extraction Technique)

等值面的抽取技术(Iso-surfaces Extraction Technique)及其绘制是三维空间数据场(体数据)可视化的重要组成部分。所谓等值面是指空间中的一个曲面,在该曲面上函数F(x, y, z)的值等于某一给定值V,即由S = {(x, y, z):F(x, y, z) = V}组成的一个曲面。等值面可视化利用现有的、由硬件实现的画面绘制功能构作清晰的三维空间数据场中的表面图像,其图形生成及变换速度较快,因而被广泛地应用于科学及工程计算结果数据的显示中[6]。 继续阅读 »

直接体绘制技术(Direct Volume Rendering)

体绘制技术(Volume Rendering Technique)是由离散的三维数据场直接产生对应二维图像的一种绘制技术。和等值面方法不同,在这一过程中并不需要产生中间几何图元。体绘制技术的优点是能从所产生的图像中观察到三维数据场的整体和全貌(如图1),而不只是显示出人们感兴趣的等值面(参见等值面抽取技术);同时,体绘制也易于进行并行处理。

直接体绘制效果

图1 直接体绘制效果,由左至右分别为CT数据,流场模拟数据(涡量),飓风模拟数据(多变量标量场) 继续阅读 »

标量场可视化 (Scalar Field Visualization)

标量场可视化是指通过图形的方式揭示标量场(Scalar Field)对象空间分布的内在关系。由于很多科学测量或者模拟数据都是以标量场的形式出现,对标量场的可视化是科学可视化研究的核心课题之一。

标量场的空间中每一点的属性都可以由一个单一数值(标量)来表示,表达为。标量场也可以随时间变化,即时变标量场。常见的标量场包括温度场,压力场,势场等。标量场既可以是二维表面,也可以是三维数据场。根据空间采样点的排布以及相互间的连接关系不同,标量场可以是高度结构化的线性网格或者非结构网格。在科学计算或者工程实践中,还有可能是由多个不同网格合并而成的一个三维标量场。图1所示是几类典型的二维网格。三维标量场也常被称为体数据。体数据中的单元称为体素(Voxel),对应于二维图像的像素。每个体素对应于在三维空间中的网格格点上采样的数值。

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地震可视化-Seismic Visualization – II

我们再来说说刚发生在日本本州的地震。下面是用我们的可视化系统产生的结果(由我们组的肖何同学制作生成)。每一个点代表一次地震,红色点的震级比较高,黄色次之,绿色最小。我们把三维空间的垂直方向用来表示时间,越靠近地面就表示越早的事件。可以看到在最高的9.0级(最新的修正结果)地震发生前,有一系列的小震发生,并且区域集中,之后就开始大规模的爆发,在最大的地震发生的同时,在整个地震带全面发生大大小小的余震,在数天内非常密集。

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地震可视化-Seismic Visualization – I

这里我们谈谈如何对地震数据进行可视化。

地震是因为地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。相对与天空宇宙,人类对地球内容的认识还肤浅得多。因此目前人类的知识还不足以完全掌握地震这个自然规律。但另一方面,在科学观察、计算方面的进步,人们对地震这一现象有了更多的认识。这里我们从可视化的角度来看看。

下图是Scripps Institution of Oceanography Visualization Center对2005年3月28日苏门答腊地震的可视化。每个小球代表一次地震。这里可视化的是地震目录数据,也就是利用仪器记录的各次地震时间,包括地震的经纬度,深度,强度等。

Source: http://siovizcenter.ucsd.edu/news_events/events/tsunami/tsunami.php 继续阅读 »

海啸可视化-Tsunami Visualization (续)

之前,我们对2004年在印度洋海域发生的地震与海啸做了可视化,采用了类似InSAR图像的干涉条纹的表现形式。

Visualizing Tsunami on Google Earth 继续阅读 »

海啸可视化-Tsunami Visualization

2011年3月11日13时46分,在日本本州东海岸附近海域(北纬38.1度,东经142.6度),位于宫城县以东太平洋海域发生8.8级地震,引发了巨大的海啸,造成了数以千计的伤亡。这里我们展示的是由美国NOAA海啸研究中心发布的日本海啸影响模拟计算的可视化结果,展示了此次日本地震引发的海啸传播到环太平洋海岸可产生的最大浪高的分布。产生海啸的浪高用不同颜色(Colormap)表示,超过2.4米的都用黑色表示了。图中可以看到日本地震中心附近产生了巨大的海啸。由于海啸传播到各地需要一定的时间,图中还叠加了由灰色线条表示的不同时间海啸波及的范围。

2010年3月11日 日本海啸影响 继续阅读 »