В этой главе мы сосредоточили внимание на задачах визуализации больших массивов данных, получаемых при исследованиях в самых разных областях науки и техники. Наглядное представление таких данных требует применения всего арсенала средств компьютерной графики, рассмотренных в предыдущих главах этой книги.
Пользуясь средствами таких API, как OpenGL, не так уж сложно сформировать изображения поверхностей и линий уровня при визуализации функций двух переменных.
Данные, характеризующие скалярное поле в определенном объеме, можно наглядно представить и с помощью изоповерхностей или тонированием объема. В первом случае на экран выводятся трехмерные поверхности, объединяющие точки объема с равными значениями характеристической скалярной величины. Такие трехмерные поверхности отображаются с помощью полигональной сети, которая эффективно отображается существующими аппаратными и программными средствами стандартных систем компьютерной графики. При тонировании объема скалярного поля характеристики цвета и прозрачности отдельных вокселей ставятся в соответствие величине напряженности скалярного поля, но такой метод затрудняет организацию интерактивного режима просмотра, поскольку сопряжен с большим числом вычислений.
Методы визуализации векторных полей играют большую роль при отображении потоков жидкостей и газов. В общих чертах были описаны разнообразные методы представления векторов отрезками переменной длины, простейшими геометрическими телами - бусинками, линиями потока и треками частиц.
Наибольшие сложности вызывает визуализация тензорных полей, причем эти сложности являются следствием ограниченных возможностей объемной графики для представления многокомпонентных тензоров состояния.
12.9. Рекомендуемая литература Метод маркированных квадратов и кубиков был разработан и внедрен в практику наглядного представления результатов научных исследований Лоренсоном (Lorenson) и Клайном (Kline) в работе [Lor87]. В дальнейшем метод неоднократно модифицировался различными исследователями. Проблемы неоднозначности интерпретации результатов маркировки обсуждаются в работе [Van94]. О первых работах, посвященных визуализации данных о распределении скалярных полей в трехмерном объеме, сообщалось в конце 70-х годов в статьях Германа (Herman) [Нег79] и Фуча (Fuchs) [Fuc77]. Метод трассировки лучей при визуализации скалярных полей впервые описан Левоем (Levoy) в работе [Lev88]. Другие методы рас-