1 / 63

Vizualizavimo Sistemos

ParaView. Vizualizavimo Sistemos. Paruošė: IG-08 grupės studentas Andrius Mikalajūnas. Galutin ės naudotojo programos. Vis5D (Cave5D) – aplinkos duomenų vizualizavimas: Seniai sukurta vizualizavimo sistema, Meteorologija, klimato modeliavimas, okeanų modeliavimas,

lynnea
Télécharger la présentation

Vizualizavimo Sistemos

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ParaView Vizualizavimo Sistemos Paruošė: IG-08 grupės studentas Andrius Mikalajūnas

  2. Galutinės naudotojo programos Vis5D (Cave5D) – aplinkos duomenų vizualizavimas: • Seniai sukurta vizualizavimo sistema, • Meteorologija, klimato modeliavimas, okeanų modeliavimas, • Lentelių dizainas puikiai tinka daugybei skaliarinių kintamųjų, • Duomenys gali būti persiunčiami webu. Ensight– kliento-serverio vizualizavimo sistema: • Naudojama inžineriniams skaičiavimams vizualizuoti, • Sąsajos su populiariais CFD ir FEA paketais, • Lygiagretūs skaičiavimai ir lygiagretus atvaizdavimas, • Kolektyvinis vizualizavimas įtraukiančiose aplinkose. Amira – objektiškai orientuota vizualizavimo sistema: • Laikoma interaktyvumo lydere, • Pagrįsta Open Inventor, • Nenaudoja duomenų srauto modelio, • Vizualizavimo seka sudaroma kaip ir MVE.

  3. Galutinės naudotojo programos Visapult– aplinka dideliems duomenų kiekiams vizualizuoti: • Kliento-serverio sistema labai efektyviam tūrio atvaizdavimui, • Lygiagretaus atvaizdavimo aparatinė įranga, • Didžiulių duomenų kiekių persiuntimas (Tb), • Cactus pagalba duomenys paskirstomi tarp mazgų. Covise – produktas sukurtas bendram vizualizavimui: • Priskiriama MVE kategorijai, • Veikia tiek bendros, tiek ir paskirstytos atminties kompiuteriuose. VTK Designer – įrankis VTK vizualizavimo tinklams kurti; • Padeda ne tik greitai sukurti tinklą, bet ir jį nagrinėti (kodą). ParaView–atvirojo kodo vizualizavimo paketas: • Skirtas dideliems duomenų kiekiams vizualizuoti.

  4. ParaView Efektyviai vizualizuoja didelius duomenų kiekius: • Lygiagretus duomenų modelis vizualizavimui: • MPI biblioteka paskirstytos atminties kompiuterių klasteriuose, • Multithreads bendros atminties superkompiuteriuose. • Lygiagretus atvaizdavimas OpenGL: • Pagrįstas IceT biblioteka ir sort-last algoritmu, • Naudojamas “tiled” sieniniuose displėjuose (sudarytuose iš daugelio), • Interaktyvumo palaikymas dviejų lygių LOD (Level Of Detais): • Pikselių replikacija atvaizdyje, • Geometrinių detalių supaprastinimas (decimation). Programinė įranga: • Pagrįstas VTK įrankių rinkiniu, • Kaip ir VTK programuojamas C++ programavimo kalba, • Palaiko Python komandinę eilutę (puikiai tinka automatizavimui), • Naudotojo sąsaja parašyta Qt, • Vizualizavimo tinklas ir būsena aprašoma XML kalba, • Tinkamas daugybei platformų ir OS.

  5. ParaView: Architektūra

  6. ParaView: Architektūra Paskirstytą ParaView architektūrą sudaro trys komponentai: • Klientas atsakingas už galutinio atvaizdžio rodymą, vizualizavimo tinklo sudarymą ir sąveiką su naudotoju per GUI (arba Python shell). • Duomenų serveris nuskaito ir filtruoja duomenis. Reikalui esant, tai daro lygiagrečiai. • Atvaizdavimo serveris atvaizduoja geometriją, gamina galutinį atvaizdį. Reikalui esant, tai daro lygiagrečiai.

  7. ParaView: Architektūra Komponentai grupuojami keliais būdais: • Visi komponentai veikia viename PC (tinka mažiems uždaviniams). • Klientas veikia naudotojo PC, o abu serveriai dirba kompiuterių klasteryje arba bendros atminties superkompiuteryje. • Klientas veikia PC, duomenų serveris kompiuterių klasteryje, o atvaizdavimo serveris specializuotame klasteryje su našiais GPU.

  8. ParaView: Architektūra Komunikacijos tarp ParaView komponentų: • Klientas bendrauja su serveriais (MPI 0 mazgu) pakankamai lėto “socketo” pagalba. • Serverio mazgai tarpusavyje bendrauja greitais MPI pranešimais. • Duomenų serverio ir atvaizdavimo serverio mazgai sujungti atskirais “socketais”, kas nėra efektyvu ir naudojama labai retai.

  9. ParaView: Naudotojo sąsaja (GUI) • Naudotojo GUI sukurta Qt:

  10. ParaView:GUI Meniu pateikiamos beveik visos ParaView atliekamos operacijos: • Darbas su duomenų failais (File), žymėjimas ir redagavimas (Edit), • Kameros valdymas ir inspektorių įjungimas (View), • Šaltiniai (Sources), filtrai (Filters), animacija (Animation) ir įrankiai (Tools) Toolbars butonai leidžia greitai atlikti populiariausias operacijas: • Prisijungimą prie serverio, duomenų nuskaitymą, Undo/Redo operacijas, • Žymėjimą, animacijos valdymą, laiko žingsnio valdymą, • Apibrėžti duomenų vizualizavimą spalvomis ir objekto reprezentaciją, • Panaudoti populiariausius filtrus, valdyti kamerą. Pipeline Browser sudaro ir vaizduoja vizualizavimo algoritmą: • Pasižymi labai kompaktiška reprezentacija, • Detalią informaciją galima apibrėžti ir pažiūrėti objekto inspektoriuje. Object Inspector talpina informaciją apie objektą. • Suvedami skaitytojų (readers), šaltinių ar filtrų parametrai, • Apibrėžiami objekto vaizdavimo parametrai, pateikiama statistika. View vaizduoja nagrinėjamos duomenų aibės (objekto) vizualizaciją. • Vaizdų gali būti labai įvairių tipų (nauja paketas OverView).

  11. ParaView:Vizualizavimo reprezentacija Reprezentacijos “toolbar” įjungia: • Spalvų skalę, • Spalvų redaktorių, • Skaliaro reikšmių intervalo nustatymą, Dviejuose laukuose pasirenkamas: • Nagrinėjamas kintamasis, • Jei pasirinktas vektorius galima nustatyti jo komponentę, Galimos vizualizavimo reprezentacijos: • Kontūras  stačiakampė uždavinio apibrėžimo sritis (Outline), • Mazgai (Points) arba tinklas (Wireframe), • Paviršius (Surface) arba paviršius su tinklu (Surface with edges) • Tūrio atvaizdavimas (Volume).

  12. ParaView:Vizualizavimo reprezentacija • Galimos vizualizavimo reprezentacijos ir spalvinimas:

  13. ParaView: Algoritminė seka Pipeline Browser sudaro ir rodo algoritminę seką: • Meniu pasirinkti filtrai pasirodo kompaktiškame lange, • Pažymėdami aktyvuojame objektus, • Akis žymi matomumą, kurį galime išjungti/įjungti, • Linijos rodo sekos jungtis: • Atskirą šaką galima suskleisti, • Dešiniu klavišu atsidaro meniu, • Galima keisti objekto įvestį(jungtis).

  14. ParaView: Objektų inspektorius Properties nustato pagrindines objekto (matomoPipeline Browser) savybes: • Trys valdymo butonai: Apply, Reset, Delete • Nustatomos savybės priklauso nuo objekto. • Kontūrų filtro pavyzdys: • Kokio kintamojo izopaviršius generuoti? • Ar skaičiuoti normales ir t.t.? • Izopaviršių reikšmių nustatymas.

  15. ParaView: Objektų inspektorius Display reguliuoja: • Matomumą, • Spalvą: • Pagal ką spalvinti? • Tekstūrą. • Stilių: • Reprezentaciją, • Spalvinimo metodą, • Medžiagą, • Permatomumą, • Tūrio atvaizdavimo metodą. • Anotacijas (objekto ašis), • Kraštų stilių, • Apšvietimą, • Transformacijas.

  16. ParaView: Objektų inspektorius Informationnaudinga informacija: • Savybės (pavadinimas ar failo vardas), • Statistika: • Mazgų ir celių skaičius. • Užimamos atminties dydis. • Duomenų masyvai: • Pavadinimai, • Duomenų tipai, • Reikšmių intervalai. • Ribos pagal X, Y, Z koordinates. • Laiko informacija.

  17. ParaView:Vaizdo langas Palaikomiskirtingotipovaizdai: • 3D View vaizduoja tradicinį 3Dobjekto vaizdą, • 2D View vaizduoja tradicinį 2D objekto vaizdą, • Bar Chart View stulpeliais vaizduoja histogramas, • XY Plot View vaizduoja funkcijų pasiskirstymą (2D brėžinius), • 3D View(Lyginamasis) lyginamieji 3Dvaizdai, • XY Plot View(Lyginamasis) lyginamieji XYbrėžiniai, • Bar Chart View(Lyginamasis) lyginamieji histogramų brėžiniai, • SpreadSheetView duomenis vaizduoja elektroninių lentelių forma.

  18. ParaView:Vaizdo langas Daugialypis vaizdo langas • Vienumetupalaikoskirtingotipovaizdus.

  19. ParaView:Vaizdo langas XY Plot Viewvaizduoja 2D brėžinius: • Filters->Data analysis->Plot over line, • Liniją galima apibrėžti “LineWidget”.

  20. ParaView:Vaizdo langas Bar Chart Viewvaizduoja histogramas stulpeliais: • Filters->Data analysis->Histogram, • Temperatūra ir pilnas slėgis.

  21. ParaView:Vaizdo langas • Elektroninės lentelės vaizdas (Spreadsheet View):

  22. ParaView :Lyginamasis Vaizdas • Lyginamasis vaizdas (Comparative View) ir jo inspektorius:

  23. ParaView:Vaizdo langas Vaizdas lange valdomas konfiguracijos “butonais” lango viršuje: • Dešinės pusės klavišais atliekamas trivialus valdymas: • Įjungiami daugialypiai langai (horizontaliai, vertikaliai), • Langas uždaromas arba maksimizuojamas. • Kairės pusės klavišais įjungiami sudėtingesni valdymo mechanizmai: • Kameros Undo/Redo, • Pilnas kameros valdymas (Adjust Camera), • Vaizdo savybės (Render View Options), • Žymėmis išsaugomi svarbūs vaizdai (Lookmarks).

  24. ParaView :Vaizdo langas Render View Options pasirenkami atvaizdavimo parametrai: • Bendri: • Pasirenkama projekcija ir nustatoma fono spalva. • Apšvietimas nustatomas “Light Kit”arbaviršutine šviesa “headlight”. • Anotacijos • Sukimosi centro ašys, • Orientacijos ašys (kairiame apatiniame kampe).

  25. ParaView :Kameros valdymas Kamera valdoma interaktyviai, “toolbar” ir specialiu langu: • “Toolbar” nustato: • Sukimosi centro opcijas, • Standartines ašių projekcijas. • Adjust Camera lange nustatoma: • Tikslus sukimosi centras, • Tiksli kameros padėtis, • Tiksli kameros orientacija.

  26. ParaView:Populiariausi Filtrai • Calculatorapskaičiuoja naudotojo apibrėžtą išraišką mazge ar celėje. • Contours generuoja izo-paviršius. • Clip kerta geometriją su pusplokštume ir pašalina dalį objekto. • Slice atlieka pjūvį ir rodo vaizdą plokštumoje. • Threshold ištraukia celes, atitinkančias nuodytą skaliarinio lauko reikšmių intervalą. • Extract Subset ištraukia tinklo dalį. • Glyph generuoja simbolius vektoriniam ar skaliariniam laukui. • Stream Tracer generuoja srauto linijas. • Warp (vector) kiekvieną tinklo mazgą pastumia pagal nurodytą vektorinį lauką • Group Datasets grupuoja kelių objektų išvestį į daugiablokį duomenų rinkinį. • Extract Group išskiria vieną išvestį iš daugiablokio duomenų rinkinio.

  27. ParaView:Filtrai • Atributų kalkuliatorius gali apskaičiuoti naujus skaliarinius atributus.

  28. ParaView:Filtrai • Contours generuoja izo-paviršius.

  29. ParaView:Filtrai • Slice(Cut)atlieka pjūvį ir vizualizuoja lauką plokštumoje.

  30. ParaView:Filtrai • Clip kerta geometriją su pusplokštume ir pašalina dalį objekto.

  31. ParaView:Filtrai • Threshold ištraukia celes, atitinkančias nuodytą skaliarinio lauko reikšmių intervalą.

  32. ParaView:Filtrai • Glyph generuoja simbolius vektoriniams laukams.

  33. ParaView:Filtrai • Warp iškelia geometriją pagal vektorinį lauką.

  34. ParaView:Filtrai • Stream Tracer generuoja srauto linijas.

  35. ParaView:Filtrai • Extract Subset ištraukia tinklo gabalus.

  36. ParaView:Laikas • LaikovaldymasGUI: • Toolbar rodomaslaikožingsnisir reikšmė: • VCR toolbar animacijai rodyti • Laiko duomenys rodomi Object Inspector: • Information tab, • Neperšoka, pažymėjus laiko žingsnį. • Animation Inspector: • Pilnai valdo ir kuria animaciją. • Animation View: • Kontroliuojalaiką animacijose. • Abort butonas animacijai nutraukti.

  37. ParaView:Laikas Laiko toolbar: • Rodomas laiko žingsnis, kurį naudotojas gali keisti (kai aktyvus), • Rodoma laiko reikšmė, kurią naudotojas gali keisti (kai aktyvi). VCR toolbar animacijai rodyti: • Standartinės “filmukų” rodymo funkcijos, • Animaciją galima rodyti ciklu. Animacijose naudotojai dažnai turi problemų su reikšmių intervalo nustatymu! • Kiekvienamlaikožingsniui intervalasyra vis kitoks, • Galima nustatyti pastovų kintamojo reikšmių intervalą.

  38. ParaView:Laikas Animacijas patogiausia valdyti Animation View. Trys laiko valdymo režimai: • Snap To TimeSteps prisiriša tik prie egzistuojančių laiko žingsnių (vienas laiko žingsnis yra vienas kadras), • Sequence padalina laiko intervalą į n lygių dalių, kai pradinė ir galinė laiko reikšmės duotos (tinka, kai laiko žingsnių ilgis skiriasi), • Real Time leidžia naudotojui nustatyti tikslų animacijos rodymo laiką. Temporal Interpolator filtras leidžia sukurti trūkstamus kadrus: • Standartinės interpoliacijos pagalba.

  39. ParaView:Animacijos Inspektorius Animaciją kurti patogu animacijos inspektoriumi: • Galima nustatyti laiko valdymo režimą, • Visus režimo parametrus. • Nustatyti animuojamą lauką ir objektą, • Key Frame Editor redaguoja kadrus, • Galima sukurti trūkstamą kadrus, • Pasirinkti interpoliavimo metodą, • Efektyvumas valdomas “Cash limit”.

  40. ParaView:Žymėjimas Sukurti naują žymėjimą • Žymėjimo inspektorius: Aktyvaus žymėjimo savybės Žymėjimo tipas Pažymėtų celių numeriai Žymėjimo displėjaus savybės/žymės

  41. ParaView:Žymėjimas • Žymėjimo panaudojimas reikšmėms nagrinėti (Spreadsheet View): What is shown in the view Show only selected items Attribute shown Select block to inspect

  42. ParaView:Žymėjimas • Aktyvus žymėjimas rodomas visuose languose ir vaizduose.

  43. ParaView:Žymėjimas • Žymėjimo panaudojimas kintamojo kitimui laike tirti. • Naudojmas XY Plot View:

  44. ParaView:Lygiagretumas • Serverio-kliento architektūra nuotoliniam lygiagrečiam vizualizavimui.

  45. Read Read Read Read Isosurface Isosurface Isosurface Isosurface Reflect Reflect Reflect Reflect Render Render Render Render ParaView:Lygiagretumas • Lygiagrečių duomenų (Parallel Data) modelis.

  46. ParaView:Lygiagretumas Visi procesai vykdo vienodą algoritmą, bet duomenys skiriasi : • Geriausia, kai procesai gali dirbti visiškai nepriklausomai, • Tada komunikuojama tik atliekant atvaizdavimą. Filtrai gali keistis duomenimis MPI bibliotekos pagalba: • Vaiduoklių celės (Ghost cells) padeda išvengti keitimosi duomenimis, • Dauguma vizualizavimo modulių duomenimis nesikeičia. Readeriai atsako už duomenų padalinimą tarp procesų (partitioning)! • Dažniausiai duomenų padalinimas atliekamas automatiškai, • Struktūriniai duomenis padalinami vienodo dydžio IJK blokais, • Nestruktūriniai duomenys padalinami vienodo dydžio gabalais skaitymo eilės tvarka (problemos su erdvėje išmėtytais duomenimis), • Paprastai nuoseklius failus skaito ir padalina 0-is MPI procesas, • Iš anksto išskaidyti duomenys pakraunami nekeičiant tvarkos, • Dažnai labai svarbu turėti reikiamo lygio vaiduoklių celes. Filtras D3 perdalina duomenis ir sugeneruoja vaiduoklių celes!

  47. ParaView:Lygiagretumas • Duomenys padalinti trims procesams.

  48. ParaView:Lygiagretumas • Dalis filtrų skirtinguose procesuose veikia visiškai nepriklausomai. • Geras pavyzdys yra karpymas (clipping).

  49. ParaView:Lygiagretumas • Karpymo rezultatai visada yra geri. • Jie nepriklauso net nuo padalinimo (gali būti erdvėje nesusijęs).

  50. ParaView:Lygiagretumas • Deja, tai galioja ne visiems filtrams. • Pavyzdys: kraštų ištraukimas.

More Related