Візуалізація

Візуалізація — унаочнення, створення умов для візуального спостереження.

Візуальний (рос. визуальный, англ. visual, нім. visuell) — спостережуваний неозброєним оком або за допомогою оптичного приладу.

Візуальний вимірюваний прилад — прилад, в якому є шкала для вимірювання спостережуваної величини неозброєним оком.

Візуальна система — оптична система, призначена для роботи в сполученні з оком людини.

Візуалізація — це процес побудови графічного образу даних, що допомагає у процесі загального аналізу даних вбачати аномалії, структури.

Рівні розвитку засобів візуалізації

Ця методологія складається з п'яти основних рівнів: основного, керівного, прогнозного, адаптивного та автономного.

Основний рівень

На цьому рівні інфраструктура візуальних обчислень є інтегрованою системною платформою, що забезпечує візуальні додатки необхідними обчисленнями й обчислювальними ресурсами. Зазвичай роль системного інтегратора полягає у визначенні необхідних інструментів, початковій ініціалізації обчислювальних ресурсів та керування розподілом даних. Інколи йому надаються засоби керування для прийняття технічних рішень, таких як: безпека даних, застосування паралельних обчислень, авторизація тощо.

Керівний рівень

Особливістю цього рівня є наявність в інфраструктурі системи керованих сервісів, що забезпечують зв'язок між інтерфейсом користувача й системною платформою. Згадана система сервісів містить інформацію щодо наявності даних і ресурсів та призначена для обслуговування візуальних додатків відповідно до динамічних потреб користувачів. Ефективне керування додатками забезпечується підтриманням сучасних сервісних функцій (інтерактивних, розподілених, мобільних) для здійснення задач візуалізації.

Прогнозний рівень

Ознакою цього рівня є наявність інформаційного прошарку між інтерфейсом користувача й сервісним забезпеченням, метою якого є збирання, відслідковування й виправлення даних взаємодії користувача й системного виконання. Прогнозований рівень забезпечує користувачів аналітичними даними, які можуть показати якість результатів візуалізації й ефективність візуальних інструментів. Крім того, застосування інформаційного прошарку дає змогу здійснити швидшу й кращу специфікацію завдання, відображаючи можливі задачі й рекомендуючи необхідні інструменти й візуальне подання.

Адаптивний рівень

На цьому рівні спроєктована інфраструктура містить адаптивний прошарок, особливістю якого є те, що, ґрунтуючись на зібраній інформації, спроєктована система здійснює процедури самоконфігурування, самооптимізації й самовідновлення.

Автономний рівень

Ознакою цього рівня є заміна звичного інтерфейсу користувача на інтелектуальний, допускає перетворення інформації на знання й забезпечує користувача розширеною довідкою. Він може охоплювати специфікацію завдань візуалізації, планування взаємозалежних робіт, організацію неопрацьованих даних та результатів візуалізації, керування безпекою, перевірку якості обслуговування й результатів, організацію розподілу даних між користувачами.

Візуалізація у різних галузях науки

Візуалізація фізичних полів

Електромагнітне поле

Силові лінії постійного магніту, візуалізовані за допомогою залізних ошурків

Електромагнітні поля візуалізуються за допомогою різних методів: від використання залізних ошурків для візуалізації силових ліній стаціонарного магнітного поля до використання ефекту Керра для візуалізації малих за характерним розміром магнітних полів на оптично гладкій поверхні.

Візуалізація течій

У потоках рідин і газів зазвичай візуалізують поля швидкостей, тиску і температури; результат такої візуалізації іноді називають спектром потоку.

Для візуалізації течій рідин або газів застосовуються різноманітні прийоми, за допомогою яких можна спостерігати лінії течії, зони відриву прикордонного шару, вихори, стрибки згущення, а також інші характеристики потоку (турбулентність, нестаціонарність) або безпосередньо (очима), або за допомогою спеціальних оптичних приладів.

Магнітні домени в неодимовому магніті, візуалізовані за допомогою мікроскопа Керра

Для візуалізації потоків використовуються багато методів:

• введення в потік струменів диму (для газу) або забарвленої рідини через спеціальні сопла для візуалізації ліній течії;

• введення в потік частинок-трасерів (кульок, бульбашок, алюмінієвої пудри, тощо) для візуалізації областей відриву і вихорів;

• прикріплення до поверхні, що обтікається, тонких ниток для визначення параметрів потоку щодо зміни їх напрямку (наприклад, в зоні відриву потоку нитки коливаються через нестаціонарності);

• нанесення на поверхню тіла, яке обтікається, крапель або плівок спеціальної рідини (пофарбованої, з твердими домішками або флюоресцентної) дозволяє отримати уявлення про граничні лінії течії і тертя на межі тіла;

• нанесення на поверхню тіла термочутливого покриття з метою візуалізації межі

турбулентних зон;

• використання тонкої світлової площини для підсвічування частинок, внесених в рідину або газ в певному зрізі потоку (так звані «паровий екран», «лазерний ніж»). 

В архітектурі

У архітектурі візуалізацією називають графічне відображення проєктованої споруди або місцевості, що її оточує. Сучасна візуалізація реалізується за допомогою комп'ютерів, що дозволяє створювати фотореалістичні зображення архітектурних форм.

У комп'ютерній графіці

У комп'ютерній графіці візуалізацією (рендерингом) називають процес отримання зображення за комп'ютерною моделлю.

Трактографічна реконструкція нейронних волокон (Дифузійна МРТ)

В медицині

Докладніше: Медична візуалізація, Нейровізуалізація

Фотореалістичне зображення, створене за допомогою програми POV-Ray

Див. також

• Рендеринг

Джерела

• Волькенштейн М. В. Энтропия и информация. — М.: Наука, 1986. — 192 с.
• Глушков В. М. Введение в АСУ. — К.: Техніка, 1972. — 312 с.
• Кальянов Г. Н. CASE структурный системный анализ. — М.: Лори, 1996. — 242 с.
• Мамиконов А. Г. Информация и управление. — М.: Наука, 1975. — 184 с.
• Гірничий енциклопедичний словник : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004. — Т. 3. — 752 с. — ISBN 966-7804-78-X.