
- •«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
- •А.В. Кычкин
- •Содержание
- •1. Теоретические основы технологии визуализации
- •2. Роль методов визуализации учебной информации в обучении
- •3. Растровая и векторная графика Классификация компьютерной графики по способу представления изображения
- •Растровая графика
- •Векторная графика
- •Фрактальная графика
- •Принципы представления изображения
- •Пиксели и координаты
- •Физические пиксели
- •Логические пиксели
- •Пиксельная глубина и устройства отображения
- •Цветовые модели
- •Цветовая модель rgb
- •Цветовая модель cmyk
- •Цветовая модель hsb
- •Цветовая модель сiе l·a·b
- •Серая шкала
- •Цветовая палитра
- •4. Модели визуализации данных Графики
- •Диаграммы сравнения
- •Деревья и структурные диаграммы
- •Диаграммы визуализации процесса
- •Диаграммы времени
- •Диаграммы связей
- •Трехмерные модели визуализации
- •График поверхности
- •Гистограммы двух переменных
- •Трехмерные диаграммы диапазонов
- •Точечные диапазоны
- •Граничные диапазоны
- •Диапазоны двойных лент
- •«Летящие ящики»
- •«Летящие блоки»
- •Трехмерные диаграммы размаха
- •Трехмерные диаграммы рассеяния
- •Пространственный график
- •Спектральная диаграмма
- •Трехмерные диаграммы отклонений
- •Графики поверхности
- •Трассировочные графики
- •Тернарные графики
- •5. Визуализация данных в пакете Excel
- •Гистограммы
- •Графики
- •Круговые диаграммы
- •Линейчатые диаграммы
- •Диаграммы с областями
- •Точечные диаграммы
- •Биржевые диаграммы
- •Поверхностные диаграммы
- •Кольцевые диаграммы
- •Пузырьковые диаграммы
- •Лепестковые диаграммы
- •Другие типы диаграмм, которые можно создать в приложении Excel
- •6. Графика и визуализация данных в пакете matlab
- •Графика и визуализация данных
- •Графики в линейном масштабе
- •Оформление графиков
- •Диаграммы и гистограммы векторных данных
- •Трехмерные графики функций
- •Построение освещенной поверхности
- •Работа с несколькими графиками
- •7. Сервисная платформа jevis Введение
- •Архитектура jeVis
- •Распределенный сбор данных, хранение, доступ
- •Глобальный энергетический менеджмент
- •Система My-Jevis
- •Перспективы
- •8. Обзор программных средств разработки приложений визуализации данных
Построение освещенной поверхности
Освещенная поверхность строится при помощи функции surfl, которая позволяет получить наглядное представление о поведении исследуемой функции. Следует учесть, что лучше сочетать вызов surfl с командой shading interp и цветовой палитрой, содержащей большое количество оттенков (gray, copper, bone, winter и т. д.), поскольку поверхность обладает свойствами рассеивания, отражения и поглощения света, исходящего от некоторого источника. Положение источника можно задавать в четвертом дополнительном аргументе surfl, причем либо вектором из двух элементов (азимут и угол возвышения источника), либо вектором из трех элементов (положение источника света в системе координат осей).
Работа с несколькими графиками
Первый вызов любой графической функции приводит к появлению на экране графического окна Figure No.1, содержащего оси с графиком. Однако, при дальнейших обращениях к графическим функциям прежний график пропадает, а новый выводится в тоже самое окно. Команда figure предназначена для создания пустого графического окна. Если требуется получить несколько графиков в разных окнах, то перед вызовом графических функций следует прибегать к figure. Графические окна при этом нумеруются так: Figure No.2, Figure No.3 и т. д.
Каждое окно имеет свои оси, при наличии нескольких пар осей (в одном окне или в разных) вывод графиков производится в текущие оси. Последняя созданная пара осей является текущей. Для того, чтобы выбрать текущие оси из нескольких имеющихся, достаточно щелкнуть по ним левой кнопкой мыши перед вызовом графической функции. Возможна и обратная ситуация, когда в процессе работы требуется добавлять графики к уже имеющимся на некоторых осях. В этой ситуации перед добавлением графика следует выполнить команду hold on. Для завершения такого режима достаточно воспользоваться hold off.
В одном графическом окне можно расположить несколько осей со своими графиками. Функция subplot предназначена для разбиения окна на части и определения текущей из них.
7. Сервисная платформа jevis Введение
Дерегулирование и либерализация значительной части европейского энергетического рынка имели ряд существенных последствий. Помимо таких ожидаемых последствий, как усиление конкуренции и, как следствие, снижение цен, есть еще одно – потребители энергии все больше и больше определяют энергию как часть их повседневного финансового баланса. Возможность выбора между различными поставщиками, которые предлагают на деле различные "продукты" привела к необходимости знать, сколько энергии потребляется, где и кем.
Клиенты, которые в настоящее время пользуются преимуществами либерализации энергетического рынка - это, как правило, малые и средние предприятия (МСП), многоабонентские клиентов (например, сети супермаркетов), и средние промышленные потребители. Крупные клиенты и крупные промышленные площадки, как металлообрабатывающая или стеклопроизводящая промышленности, как участники программы по удержанию клиентов, не были оставлены без внимания менеджерами по работе с ключевыми клиентами так или иначе, в то время как средние клиенты не могли похвастаться подобным вниманием.
Эти клиенты могут поменять энергоснабжающую компанию, но не имеют никаких оснований для такого решения. Как правило, невозможно определить, является ли тариф А более подходящим для некоторых клиентов, чем тариф Б, если вы знаете точное поведение потребления.
Появление спроса на информацию такого рода стало отправной точкой проекта JEVis (Java Envidatec Visualization).Институт компьютерных технологий (ИКТ) Венского технологического университета (Австрия) и компания Энвидатек, поставщик услуг в области энергетики в Гамбурге (Германия), создали концепцию новой и современной системы сбора данных, которая позволяет обрабатывать миллион новых записей данных в день и обеспечивает высокую доступность и масштабируемость, и называли ее системой JEVis (см. также www.my-jevis.com).
Клиенты, которые подключены к системе JEVis могут просматривать и анализировать расход энергии каждого процесса в рамках своей производственной площадки или торгового центра. Эта прозрачность данных позволяет клиентам оптимизировать свой бизнес и выбрать оптимальный тариф на электроэнергию. Некоторые клиенты впоследствии оснащают производство автоматической системой планирования нагрузки, которая помогает избежать дорогостоящих пиков потребления и может непосредственно определить сэкономленную энергию через систему JEVis.
Современные счета за электроэнергию для малого и среднего бизнеса основаны на так называемом нагрузочном графике - диаграмме потребления с 96 измерениями в день (каждые 15 минут). Согласно европейскому тарифу, считают не только потребленную энергию (подсчитанную счетчиком энергии в кВтч), а также три крупнейших пика потребления. Более того, пики потребления составляют довольно большую часть счета за энергию. Таким образом, избавляясь от пиков или уменьшая их, мы можем значительно снизить затраты на электроэнергию. Система JEVis сохраняет графики потребления энергии и предоставляет доступ к записанным данным через веб-портал.
Следующий шаг после получения подробных диаграмм потребления электроэнергии - это выявление техпроцессов или части потребителя, которые отвечают за конкретный скачок потребления или за всю нагрузку в целом. Как уже упоминалось, это можно определить, просто посмотрев на диаграмму процессов потребителя, но обычно все гораздо сложнее. Большие здания и промышленные объекты с большим количеством потребителей электроэнергии не могут быть рассмотрены с точки зрения энергопотребления. Таким образом, чтобы увеличить степень детализации информации, необходимо применять дополнительные датчики помимо существующих счетчиков энергии.
Система JEVis, например, используется для "бенчмаркинга" (сравнения) нескольких филиалов одного бизнеса с целью выявления наиболее и наименее эффективных из них. Это зависит от того, сколько информации вы "извлекли" из объекта или процесса при расчете и оптимизации алгоритмов. Источниками этой информации являются огромное количество датчиков и исполнительных механизмов, которые опрашиваются базой данных, способной хранить большие объемы данных. Главная проблема проекта JEVis – это чрезвычайно распределенная природа потребительских установок. Коммуникация дальнего действия полностью базируется на сети Интернет или другой коммуникационной инфраструктуре, основанной на IP-связи, такой как виртуальные частные сети. Вопросы надежности и безопасности являются основополагающими для системы JEVis, также как и вопрос о способе использования IP для плоского соединения равноправных узлов локальной вычислительной сети, необходимого для «глобальных» приложений автоматизации.