OpenDX: Ғылыми деректерді көру және визуализациялау бағдарламасы
IBM OpenDX
OpenDX – IBM-ның ғылыми деректерді визуализациялау бағдарламасы. Кешенді деректерді (механикалық тісті дөңгелек, ми) графикалық түрде көрсетуге мүмкіндік береді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
OpenDX – Open Data Explorer дегенді білдіреді және IBM-нің ғылыми деректерді визуализациялау бағдарламалық құралы. Ол күрделі салаларды (мысалы, механикалық тісті дөңгелек немесе адам миы) өлшенген немесе есептелген деректермен бірге өңдей алады. Деректер скалярлы (мысалы, мидағы химиялық заттың концентрациясы), векторлық немесе тензорлық өрістер (тісті дөңгелек жұмыс істегенде орын ауыстыру немесе деформация тензорлық өрістері сияқты) түрінде болуы мүмкін. Деректерді өлшеу нүктелері бір-бірінен тең арақашықтықта немесе біртекті арақашықтықта орналасуы міндетті емес. Жоба 1991 жылы «Визуализациялық деректерді зерттеуші» ретінде басталды. OpenDX деректер мөлшерлерін түсті немесе сұр шкаламен кодталған, сондай-ақ векторлар, ағын сызықтары және ленталар түрінде бейнелейтін 3D кескіндерді жасауға мүмкіндік береді. Ол объектінің ішкі құрылымын көру үшін оны кесуге және содан кейін осы кесінді жазықтықтағы деректерді биіктік бойынша кодталған график түрінде көрсетуге мүмкіндік береді. Бұл құрал объектіні кез келген бұрыштан деректерді көру үшін айналдыруға және осы қозғалыстың анимациясын жасауға да мүмкіндік береді.
OpenDX stands for Open Data Explorer and is IBM's scientific data visualization software. It can handle complex domains (such as a mechanical gear or a human brain) along with measured or computed data. The data may be scalar (such as the concentration of a chemical agent in the brain), vector or tensor fields (like the displacement or strain tensor fields when the gear is in action) at different points of the object. The points at which data is measured don't have to be equally spaced and not need to be homogeneously spaced. The project started in 1991 as Visualization Data Explorer. OpenDX can produce 3D images with the quantities plotted as color or gray scale coded, or as vectors, streamlines and ribbons. It allows the object to be sliced to obtain a view of the internal structure, and then represent the data on this slice plane as a height coded graph. It can rotate the object to provide a view of the data from any angle and allows animations of this motion to be made.
Графикалық пайдаланушы интерфейсі
OpenDX X терезесі жүйесіндегі Motif виджет құралдар жиынтығына негізделген. Оның графикалық пайдаланушы интерфейсінде тікелей және жанама өзара әрекеттесу элементтерінің кең ауқымы бар. Тікелей өзара әрекеттесу элементтері пайдаланушыға суреттерді тікелей өңдеуге мүмкіндік береді (мысалы, бұру немесе жақындату). Жанама өзара әрекеттесу элементтері (диалдар, қосқыштар, батырмалар, жылғыштар) пайдаланушыға визуализацияның әртүрлі аспектілерін басқаруға мүмкіндік береді. Өзара әрекеттесу элементтері деректерге негізделгендіктен интеллектуалды. Олар автоматты түрде диапазонды анықтайды және өзін-өзі шектейді. Олар деректерді талдайды және деректер түріне байланысты деректердің ең кішкентай және ең үлкен мәнін анықтайды немесе деректерге негізделген опциялар тізімін құрайды. Пайдаланушы тіпті деректердің кейбір аспектілеріне (мысалы, метадеректерге) сүйене отырып, өзара әрекеттесу элементінің атауын орната алады. Деректерге негізделген ұғым тек жылғыштар, диалдар және опциялар тізімдері үшін ғана емес, сонымен қатар векторлық өзара әрекеттесу элементтеріне де қатысты. Олар деректердің өлшемділігіне сәйкес қайта конфигурацияланады. Сондай-ақ, олар әрбір вектор компонентінің максималды және минималды мәніне сүйене отырып, автоматты түрде диапазонды анықтайды.
OpenDX is based on the Motif widget toolkit on top of the X Window System. Its graphical user interface has a wide variety of interactors, both direct and indirect. Direct interactors allow the user to directly manipulate images (e. g. rotate or zoom). Indirect interactors (dials, switches, buttons, sliders) enable the user to control various aspects of her visualization. Interactors are smarter because they are data driven. Interactors are auto ranging and self limiting. They examine the data and, depending on its type, will determine the minimum and maximum of the data, or create a list for an option menu based on the data. The user can even set the label of the interactor based on some aspect of the data (e. g., metadata). The data driven concept is not simply for sliders, dials and option menus. It also applies to vector interactors. These reconfigure themselves based on the dimensionality of the data. They also auto range themselves based on the maximum and minimum of each vector component.
Скалярлық өрістің визуализациясы
Бұл мысалда біз ғимараттың ішіндегі бөлшекті материалдың (тозаңның) ағынын визуализациялауды көрсетеміз. Бұл жағдайда визуализацияланатын шама – скаляр, атап айтқанда, бөлшектердің концентрациясы. Кез келген нүктедегі бөлшектердің концентрациясы түстер арқылы көрсетіледі. Оқырман суреттің жоғарғы оң жақ бұрышындағы түстер шкаласымен (түстер қатарымен) салыстыра отырып, концентрацияны анықтай алады. Визуализацияны жақсарту үшін сурет көлеңкеленген, бұл концентрацияға пропорционалды жазықтыққа перпендикуляр бағыттағы биіктік сезімін тудырады. OpenDX-да бұл эффекті резеңке парақ эффектісі деп атайды.
In this example we show the visualization of the flow of a particulated material (dust) inside a building. In this case the quantity visualized is a scalar, namely the concentration of the particles. The concentration of particles at each point in space is represented using colors. The reader can deduce the concentration by comparing the colors with the colorbar at the right upper corner of the image. To improve the visualization the drawing is shadowed as if it had an elevation in the direction normal to the plane proportional to the concentration. In OpenDX this is called the rubber sheet effect.