科學計算可視化
| 科學計算可視化 |
科學計算可視化也稱為可視化，其定義為：「可視化是一種計算方法，它將符號或數據轉換為直觀的幾何圖形，便於研究人員觀察其模擬和計算過程。可視化包括了圖像綜合，這就是說，可視化是用來解釋輸入到計算機中的圖像數據，並從複雜的多維數據中生成圖像的一種工具。
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簡介
科學可視化是將科學計算過程中及計算結果的數據轉換為圖形及圖象顯示在屏幕上的方法與技術。它綜合運用計算機圖形學、數字圖象處理、計算機視覺、計算機輔助設計及人機交互技術等幾個領域中的相關技術。既可以從複雜的多維數據中產生圖形，又可以理解送入計算機中的圖象數據。近年來，這一技術的範圍又有了擴展，它還包括工程計算數據的可視化及測量數據的可視化。科學計算可視化的實現可以大大加快數據的處理過程，使每日每時都在產生的龐大數據得到有效的利用；可以在人與數據、人與人之間實現圖象通信，而不是文字通信或數字通信；可以使科學家們了解到在計算過程中發生了什麼現象， 並可改變參數， 觀察其影響 ， 對計算過程實現引導和控制。總之，可 使科學計算的 工具和環境進一步現代化。
評價
計算機用於科學計算已有40多年的歷史。在20 世紀50年代和60年代，由於計算機的硬件、軟件技術水平的限制，科學計算只能以批處理方式進行，大量輸出數據的解釋與理解所花費的時間往往是計算時間的十幾倍甚至幾十倍，這一階段談不上科學計算的可視化。70年代以後，雖然可以將科學計算的結果以二維圖象表示，用繪圖儀繪製出來，但仍然不能得到計算結果的直觀、形象的整體概念，而且不能進行交互處理，只能被動地等待計算結果的輸出。近年來，隨着科學技術的迅猛發展待處理的數據量越來越大，來自巨型計算機，地球衛星、宇宙飛船、計算機斷層攝影(CT)掃描儀及地震勘測的數據與日俱增，原有的數據處理及顯示手段遠遠不能滿足要求。在這樣的形勢下，1987 年2月美國國家科學基金會在華盛頓召開了有關科學計算可視化的首次會議，與會者有從事計算機圖形學、圖象處理及各種不同領域科學計算的專家，會議一致認為: 將圖形和圖象技術應用於科學計算，這是一個全新的技術領域， 會議將這一技術定名為科學計算可視化。國內僅有少數單位在進行科學計算結果數據可視化技術的研究，少數擁有較強計算能力的計算中心正開始應用這一技術實現有關領域的可視化，如氣象、計算流體力學、天文、生物化學等。在美國等發達國家的超級計算中心、國家實驗室、著名大學裡，則已在超級計算機、光纖網、高檔工作站的環境中實現了計算流體力學、有限元分析、醫學圖象、天體物理等領域計算結果的實時跟蹤處理及顯示，並正在研究科學計算過程的交互控制技術。已有商品化的科學計算可視化軟件提供給用戶使用，如 AVS 等。[1]