VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В данной работе будут исследованы различные методы графической визуализации, которые могут представлять одну и ту же информацию различными способами.

Актуальность данного исследования заключается в недостаточной осведомленности начинающих разработчиком программных систем в способах графической визуализации процесса моделирования. Рабочий процесс разработчика программных систем (ПС) неразрывно связан с компьютером, на котором формировать и обрабатывать информацию можно различными методами. Но более наглядным как для коллег-разработчиков, так и для заказчика (что наиболее важно), является графический способ отображения информации. К графическим представлениям относят любые графики и рисунки, то есть всё то, что позволяет графически визуализировать процессы, происходящие в системах, и упростить их анализ для человека. Методы графической визуализации являются удобным средством исследования структур и процессов в системах, в которых необходимо участие человека и технических устройств.

Графическая информационная модель - вид информационной модели изображающий объект и его свойства в виде рисунка. Можно выделить следующие виды таких моделей:

• индикатор - предоставляет информацию оператору; по модальности подаваемых сигналов индикатор может быть зрительный, слуховой;

• карта (атлас) - графический рисунок, отображающий определённую местность;

• диаграмма - позволяет отобразить количественные соотношения в определённых областях;

• чертеж - рисунок, содержащий свойства, размер и составляющие элементы некоторого изделия;

• схема - наглядное изображение состава и структуры системы;

• график - изображение функциональной зависимости при помощи линии на плоскости;

• рисунок - графическое изображение, выполняющее не только символьную роль;

• структура - это определённая конфигурация составных частей.

В общем случае методы графической визуализации делятся на две группы:

- 1D, 2D и 3D измерения;

- 4D измерение.

Представление данных в 1D, 2D и 3D измерениях

К этой группе методов относятся хорошо известные способы отображения информации, которые доступны для восприятия человеческим воображением.

1D измерение:

• гистограмма - способ графического представления табличных данных;

• секторная диаграмма - визуализирует набор данных в виде круга с секторами;

• полосовая диаграмма - диаграмма, которая изображается по горизонтали: основа полос располагается на оси ординат, а на оси абсцисс - экономические показатели в определенном масштабе;

• квадратная - чтобы построить диаграмму устанавливают размер стороны квадрата путем извлечения корня квадратного из значения показателя;

• лепестковая - это тип круговой диаграммы, которая используется как средство сравнения данных.

2D измерение:

• ломанная кривая, позволяет объяснить некоторые перепады в той или иной системе;

• точечная диаграмма - графическое представление данных, позволяющее быстро оценить соотношение нескольких величин;

• векторная диаграмма - графическое изображение значений периодически изменяющихся величин и соотношений между ними при помощи направленных отрезков;

• топографическая карта - уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости.

3D измерение:

• карта объёма - представляет собой поверхность, построенную с учетом рельефа местности, на которую может быть наложено изображение векторной, растровой или матричной карты, и расположенные на ней трехмерные объекты;

• векторная диаграмма - дает информацию о том, где расположен тот

или иной объект;

• поверхность – это построение моделей изолинейных изображений по регулярным и нерегулярным сеткам и создание модели трехмерной визуализации в виде поверхности.

Представление данных в 4D

Информация в 4-х измерениях для восприятия человека недоступна. Поэтому были разработаны методы графической визуализации такой информации, для упрощения понимания их человеком:

• "Лица Чернова". Особенностью этого способа заключается в представлении в виде человеческого лица. Каждая часть лица: глаза, нос, рот - представляются значением определённой переменной, переменные должны быть различны. Этот способ графического представления данных как уникальный многомерный метод разведочного анализа, позволяющий выявить такие скрытые картины взаимосвязей между переменными, которые не могут быть обнаружены другими методами. Вероятно, такое заявление можно считать преувеличением. Кроме того, следует заметить, что этот способ исследования весьма не прост в применении и требует большого опыта в том, что касается сопоставления переменных чертам лица.

• Параллельные координаты. Переменные кодируются по горизонтали и вертикали. Пример набора данных, представленного в декартовых и параллельных координатах.

Визуализация воспринимается как средство обеспечения качественных изображений и анимации. Она помогает усовершенствовать формулировки гипотез, облегчает принятие решений.

Одна из проблем современной науки и техники — разработка и применение новейших методов, исследования характеристик сложных информационных систем различных уровней. Компьютерные технологии предоставляют огромные возможности человеку любого уровня подготовленности в создании и представлении графической информации. С ростом сложности аппаратного обеспечения появляются большое число многозадачных графических редакторов. Созданную в таком редакторе обобщенную информационную модель ПС можно использовать как элемент коммуникации между разработчиком и заказчиком, так как она обладает размерами, цветом и формой, ее можно перемещать, разворачивать, отражать, изменять пропорции и размеры.

В настоящее время наблюдаются стремительные изменения в сфере компьютерных технологий: развиваются WEB-технологии, 3D-графика, появляются программы по созданию анимации, модернизируются многочисленные графические редакторы, что позволяет совершенствовать весь процесс создания графической информации.

Как показывает исследование, графическая визуализация является удобным методом исследования систем и процессов. У каждого метода есть свои плюсы и минусы, поэтому к вопросу о целесообразности применения того или иного метода нужно подходить ответственно с учетом особенностей каждого конкретного случая. Визуальная информация лучше усваивается, лучше запоминается и удобна в дальнейшем использовании. Такое представление информации способствует увеличению темпа мышления и упрощению коммуникаций между людьми.

Библиографический список

1. Абрамова, О.Ф. CASE-технологии: изучать или исключить? / Абрамова О.Ф. // Alma mater (Вестник высшей школы). - 2012. - № 9. - C. 109-110.

2. Красильникова, А.Н. Информационные технологии в градостроении / Красильникова А.Н., Александрова В.О., Абрамова О.Ф. // Успехи современного естествознания. - 2012. - № 6. - C. 32.

3. Эйнджел Э. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL. –М.: Издательский дом “Вильямс”, 2001. –592 с.

4. http://aco.ifmo.ru/el_books/computer_visualization/lectures/1.html

Код для цитирования: Скопировать