PKU Visualization Blog

想象这样一个场景：你正做一个最新体可视化工作的演讲，播放到演示页面时，slides上直接出现体渲染的结果。你操纵鼠标对结果平移、缩放、编辑传递函数……实时交互的渲染结果与幻灯片衔接得非常完美，演讲很成功。另一个场景中，生物学家在显微镜旁对正观测的数据进行实时标注。虽然切片观测数据有GB量级之大，科学家依然能够用再普通不过的Photoshop观察某一部分数据，在适当处标注，之后保存导出合成的标注结果。      在以前，要做到场景中的事需要好几步操作（第一个场景：暂停ppt播放、切换到演示软件、回到ppt继续播放），或者数据的存储转换（第二个场景：浏览超大图片、找到标记处、用Photoshop软件打开对应的部分图像、标记并保存、导出标记数据），这会消耗用户大量时间去做与分析数据本身并不相关的繁琐工作。如果能让现有的可视化软件与其他软件集成起来协同工作，各自发挥特长，以上描写的场景就能成为现实。

美国犹他大学科学计算与图像研究所（SCI Institute, University of Utah）与美国加州劳伦斯利物莫国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）的研究者们提出并实现了这种允许集成多应用的可视化环境系统ManyVis。他们的系统原型可以简单快速地对已有可视化等软件整合，通过进程间通信、窗口内容修改等协同合作，组织成一个功能更加强大的超软件，满足用户对于不同软件功能整合的需求。在文章中，他们不仅展示了系统的概念和实现过程，也例举了多个可能的集成应用。允许已有的软件互相协同和集成，用户就能快速地利用自己熟悉的软件，或者摄取某些应用的的长处，甚至用简单软件库开发更多强大功能的系统。

这篇被收录在2013年IEEE SciVis会议中的文章提出和实现了一种集成应用的系统概念原型ManyVis，旨在通过整合不同软件之所长，构造功能更为丰富，使用更为简便的可视化系统。文中，研究者讨论了系统的设计原理，并描述他们在微软操作系统Windows7上利用Win32 API的一组实现。以下是ManyVis的系统流程图。这个可视化系统环境的的核心逻辑ManyVis Core，由5部分组成：

上图的右半部分，是作者为了更清楚地说明系统原理，在文中定义了一些术语，其中包括：

运用上述构成的ManyVis系统，可以灵活组合出新奇强大的可视化工具，除了本文开头所描述的两个神奇的应用（集成的幻灯演示应用、集成的显微镜数据标注应用）之外，还可以自制三维立体可视化应用、交互式仿胶片模拟数据可视化、集成的等值面可视化工具、集成数值处理软件的体渲染可视化工具。

尽管目前只有在Windows操作系统下实现的系统初步原型，但是ManyVis的设计并不受限于操作系统或特定的软件。随着可视化领域的发展，越来越多的软件和工具库被人广为使用，可视化的各种算法实现往往需要得到快速的实现和验证，同时简单快速的展示能为研究的推广带来很高的效益。ManyVis独特之处在于，跳开了研发特定可视化工具的思维模式，而是用一种更为优美和兼容的方式试图融合不同应用，集众家之所长来完成丰富的功能。同时，这个设计理念允许更多的优秀应用的功能引入到可视化中，也推广了可视化在其他领域的应用。如是，成就了本工作的想象力和无限可能性。