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第1篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；排序；可視化

中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2013）29-0253-03

引言

在科學(xué)高速發(fā)展的21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。在時(shí)代的需求下，人們對(duì)知識(shí)的需求也越來越高。為了人們便于理解和掌握更多復(fù)雜的知識(shí)，所以可視化技術(shù)成為了人們學(xué)習(xí)復(fù)雜知識(shí)的工具。那么，什么是可視化呢？可視化（Visualization）是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，成為研究數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)。目前正在飛速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是以圖形圖像的可視化技術(shù)為依托的?？梢暬褦?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，給予人們深刻與意想不到的洞察力，在很多領(lǐng)域使科學(xué)家的研究方式發(fā)生了根本變化?？梢暬夹g(shù)的應(yīng)用大至高速飛行模擬，小至分子結(jié)構(gòu)的演示，無處不在。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，可視化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合使遠(yuǎn)程可視化服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)，可視區(qū)域網(wǎng)絡(luò)因此應(yīng)運(yùn)而生。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)元素依據(jù)某種邏輯聯(lián)系組織起來的。對(duì)數(shù)據(jù)元素間邏輯關(guān)系的描述稱為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)必須在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，是其在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示；此外討論一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須同時(shí)討論在該類數(shù)據(jù)上執(zhí)行的運(yùn)算才有意義。在許多類型的程序的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇是一個(gè)基本的設(shè)計(jì)考慮因素。許多大型系統(tǒng)的構(gòu)造經(jīng)驗(yàn)表明，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的困難程度和系統(tǒng)構(gòu)造的質(zhì)量都嚴(yán)重的依賴于是否選擇了最優(yōu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。許多時(shí)候，確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，算法就容易得到了。有些時(shí)候事情也會(huì)反過來，我們根據(jù)特定算法來選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與之適應(yīng)。不論哪種情況，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是非常重要的。排序算法是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)科經(jīng)典的內(nèi)容，其中內(nèi)部排序現(xiàn)有的算法有很多種，其中包含冒泡排序，直接插入排序，簡(jiǎn)單選擇排序，希爾排序，快速排序，堆排序等，各有其特點(diǎn)。

一、設(shè)計(jì)目的

本次我們的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目就是研究關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可視化。簡(jiǎn)單來說，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可視化就是利用計(jì)算機(jī)的編程語言將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容以動(dòng)態(tài)的方式表現(xiàn)出來。這就為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)帶來很多的方便，更容易讓人們理解。

通過本次實(shí)踐項(xiàng)目的研究，可以提高學(xué)生的思維能力，促進(jìn)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和專業(yè)素質(zhì)的提高；可以學(xué)習(xí)并掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法計(jì)，使學(xué)生能夠有獨(dú)立的分析能力和設(shè)計(jì)能力，初步掌握軟件開發(fā)過程的問題分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序編碼、測(cè)試等基本方法和技能，提高綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和方法獨(dú)立分析和解決問題的能力。下面我們重點(diǎn)來講解一下關(guān)于本次研究項(xiàng)目的具體構(gòu)思和實(shí)現(xiàn)方式。

二、具體實(shí)現(xiàn)

按要求選擇不同的操作。選擇后根據(jù)不同的選擇進(jìn)行不同的操作，最終達(dá)到對(duì)各種排序的可視化。系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1所示。

（一）分析各種排序算法的特點(diǎn)

1.冒泡排序

這是一種較簡(jiǎn)單的排序方法，它重復(fù)地走訪要排序的數(shù)列，如果他們的順序錯(cuò)誤就把他們交換過來。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換，也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。

2.插入排序

每次從無序表中取出第一個(gè)元素，把它插入到有序表的合適位置，使有序表仍然有序。第一趟比較前兩個(gè)數(shù)，然后把第二個(gè)數(shù)按大小插入到有序表中； 第二趟把第三個(gè)數(shù)據(jù)與前兩個(gè)數(shù)從后向前掃描，把第三個(gè)數(shù)按大小插入到有序表中；依次進(jìn)行下去，進(jìn)行了（n-1）趟掃描以后就完成了整個(gè)排序過程。

3.選擇排序

它的基本思想是：對(duì)待排記錄（R1，R2，...，Rn）進(jìn)行n次選擇操作。其中第i次操作是選擇第i個(gè)小（或大）的記錄放在第i個(gè)（或n-i+1個(gè)）位置上，從而得到一個(gè)新的記錄數(shù)曾1的有序表。

4.快速排序

首先檢查數(shù)據(jù)列表中的數(shù)據(jù)數(shù)，如果小于兩個(gè)，則直接退出程序。如果有超過兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)，就選擇一個(gè)分割點(diǎn)將數(shù)據(jù)分成兩個(gè)部分，小于分割點(diǎn)的數(shù)據(jù)放在一組，其余的放在另一組，然后分別對(duì)兩組數(shù)據(jù)排序。

5.希爾排序

先取一個(gè)正整數(shù)d1

（二）可視化的實(shí)現(xiàn)

在界面的排序方法處選擇需要的排序方法，然后在數(shù)值輸入?yún)^(qū)輸入排序的數(shù)字，跟據(jù)輸入數(shù)字的大小在界面上會(huì)出現(xiàn)用來表示不同數(shù)字的不同高度的豎條，點(diǎn)擊排序按鈕豎條就會(huì)根據(jù)排序算法來跳動(dòng)，整個(gè)跳動(dòng)過程會(huì)在界面中顯示，最后隨著排序的完成豎條會(huì)停止跳動(dòng)，最終顯示排序結(jié)果。例如插入排序（升序）的可視化；在數(shù)值輸入?yún)^(qū)里輸入以下數(shù)值58、37、79、52、64、26、75、52、60、34，界面上會(huì)出現(xiàn)高度不一的豎條，然后點(diǎn)擊插入排序按鈕，58為第一關(guān)鍵字，因?yàn)榍懊鏇]有數(shù)值，所以不比較；37為第二關(guān)鍵字與前面的58進(jìn)行比較小于58，所以58的豎條向后移動(dòng)到紅色豎條的位置；第三關(guān)鍵字是79與前面的37、58進(jìn)行比較，79大于58，所以豎條不移動(dòng)。按照此過程進(jìn)行逐一比較，排序完成后豎條會(huì)按照26、34、37、52、52、58、60、64、75、79，的順序排列在界面上。如果想要完成其他的排序方法，點(diǎn)擊重置按鈕就然后按照上面的過程就可以。如圖2—5所示：

三、結(jié)論

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)排序算法的可視化將書本上的抽象知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮槿菀桌斫獾膭?dòng)態(tài)形式，不僅可以為學(xué)生減少學(xué)習(xí)的難度，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更容易讓學(xué)生掌握各種排序方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張乃孝.算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言描述-第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 達(dá)爾文（Darwin，F(xiàn).I）.Java經(jīng)典實(shí)例[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

Design of the data structure algorithm visualization

YANG Xiao-bo，ZHANG Lin，ZHANG Long-hui，PANG Shuang-shuang

（Information Engineering College ，Tibet Nationalities University，Xianyang 712082，China）

第2篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：虛擬化；實(shí)踐教學(xué)；可持續(xù)學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）12-0175-03

一、引言

教學(xué)模式是在一定的教學(xué)思想或教學(xué)理論的指導(dǎo)下構(gòu)建的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)框架和活動(dòng)程序[1]。信息技術(shù)的迅猛發(fā)展為教學(xué)模式的革新提供了良好的契機(jī)。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過教師傳授就能得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境及環(huán)境下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資源，通過意義建構(gòu)的方式而獲得的。這里既強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，又不忽視教師的指導(dǎo)作用，教師是學(xué)習(xí)的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識(shí)的灌輸者，它強(qiáng)調(diào)“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是教學(xué)環(huán)境的四大要素[2]。學(xué)習(xí)主體之間、師生之間的交互對(duì)于知識(shí)意義的建構(gòu)起著關(guān)鍵性的作用。這一理念中包含的環(huán)境條件對(duì)計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)踐教學(xué)而言尤為關(guān)鍵，實(shí)踐教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，僅僅依靠在固定的實(shí)驗(yàn)室或機(jī)房中進(jìn)行有限時(shí)間的訓(xùn)練，無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的教學(xué)目的，需要突破教學(xué)環(huán)境的時(shí)空限制，在開放、統(tǒng)一軟硬件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的可交互協(xié)作學(xué)習(xí)，延伸教學(xué)至課堂之外。云計(jì)算的基礎(chǔ)――虛擬化技術(shù)為突破實(shí)踐教學(xué)的各種限制提供了技術(shù)可行性和保障，促進(jìn)師生之間的交流，促進(jìn)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)。

二、虛擬化技術(shù)

虛擬化（Virtualization）本質(zhì)上是一種物理資源封裝手段，是構(gòu)建云計(jì)算的基礎(chǔ)技術(shù)之一。通過虛擬化技術(shù)可以最大限度地屏蔽軟硬件資源的差異性，根據(jù)需要靈活分配這些資源，減少總體成本[3]。虛擬化將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲(chǔ)等，予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，打破實(shí)體結(jié)構(gòu)間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應(yīng)用這些資源。虛擬化技術(shù)有很多種類型，通常包括硬件虛擬化、應(yīng)用虛擬化、桌面虛擬化和服務(wù)器虛擬化。利用軟件創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)來模擬底層硬件的服務(wù)和功能，能在一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在服務(wù)器上時(shí)被稱為服務(wù)器虛擬技術(shù)；而桌面虛擬化是指將計(jì)算機(jī)的桌面進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性[4]。用戶只需要連入互聯(lián)網(wǎng)，借助輕量級(jí)客戶端，例如手機(jī)、PAD、瘦客戶端或PC，就可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間訪問在網(wǎng)絡(luò)上的屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng)或服務(wù)器，完成各種計(jì)算任務(wù)，包括程序開發(fā)、科學(xué)計(jì)算、軟件使用乃至應(yīng)用的托管。提供這些計(jì)算能力的資源對(duì)用戶是不可見的。

三、虛擬環(huán)境下創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式

1.虛擬桌面突破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境需按照教師或課程的要求事先統(tǒng)一配置，因公用性導(dǎo)致大量不同的軟件安裝在同一臺(tái)PC機(jī)中，運(yùn)行速度得不到保證。同時(shí)，為防止病毒感染或?qū)W生的誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)破壞，公共機(jī)房環(huán)境中的設(shè)備一般設(shè)置了自動(dòng)還原功能，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的配置無法保留，對(duì)于軟件測(cè)試（由于需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行）的課程，實(shí)驗(yàn)過程的中斷更令人無法接受。即使可以在同一設(shè)備上開展后續(xù)工作，也要自行保存階段性成果，并依賴相關(guān)軟件工具進(jìn)行恢復(fù)，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又無延續(xù)性。學(xué)生在非教學(xué)環(huán)境中如寢室、家中繼續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，還需自行搭建環(huán)境。將操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和用戶數(shù)據(jù)封裝到相互隔離的層次，以改善桌面管理，并為用戶提供各自桌面的個(gè)性化視圖，這樣的視圖稱之為虛擬桌面。桌面虛擬化技術(shù)集成了遠(yuǎn)程桌面和服務(wù)器虛擬化等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，主要是通過桌面虛擬化將數(shù)據(jù)的運(yùn)行存儲(chǔ)與桌面呈現(xiàn)進(jìn)行分離，所有的用戶桌面系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心進(jìn)行托管并統(tǒng)一管理，用戶通過遠(yuǎn)程訪問協(xié)議來訪問自己的操作系統(tǒng)。利用桌面虛擬化技術(shù)可以突破時(shí)空限制，解決實(shí)驗(yàn)延續(xù)性的一種較好的方案。每個(gè)學(xué)生自入學(xué)之日起，便為其設(shè)置獨(dú)屬的桌面機(jī)。學(xué)生可以通過賬號(hào)登錄“自己的桌面機(jī)”，學(xué)生在機(jī)房、寢室甚至家中都能實(shí)現(xiàn)此操作，繼續(xù)完成本人的實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、測(cè)試等。

第3篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：模塊化課程體系崗位群 計(jì)算機(jī)科學(xué) 體系建設(shè)

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）05（a）-0126-02

近年來，作為應(yīng)用型本科院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)，面臨IT人才急劇擴(kuò)張的市場(chǎng)需求，急需對(duì)傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新。在這種背景下，我院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)對(duì)學(xué)生試行了“3+1”人才培養(yǎng)模式，通過創(chuàng)新課程教學(xué)體系應(yīng)該是首位性的工作，為此對(duì)此專業(yè)進(jìn)行模塊化課程體系建設(shè)。

1 模塊化課程體系是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新課程教學(xué)體系的最佳途徑

應(yīng)用型本科院校從字面上講可以說是具有兩層含義，其一，它是一所本本科院校，其二，它的人才培養(yǎng)目標(biāo)在于培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型人才。由于其自身的性質(zhì)具有一定的雙重性，因此，它既不同于一般的本科院校，也不同于一般的中職以及高職院校，在對(duì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)上也就自然而然的不同了。一般本科院校培養(yǎng)的人才過于注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而忽視了實(shí)踐能力的訓(xùn)練，一般高職院校培養(yǎng)的人才雖然掌握了一定的技能，但卻不具備很高的綜合素質(zhì)，但應(yīng)用型本科院校卻截然不同。它培養(yǎng)出的人才既要具備一定的知識(shí)水平，綜合素質(zhì)，又要具備很強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力，因此，應(yīng)用型本科院校所培養(yǎng)出的人才對(duì)于面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)等一線或崗位群，并不斷滿足其需要還是在很大程度上具有優(yōu)勢(shì)的。

在傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案中，課程體系是按照計(jì)算機(jī)一級(jí)學(xué)科整體建設(shè)的需求來設(shè)置學(xué)科理論課程及實(shí)踐課程，而不是按照本科層次應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)來設(shè)置課程體系，學(xué)生所學(xué)的知識(shí)與技能與企業(yè)的崗位技能要求不匹配，出現(xiàn)了“學(xué)非所用”的結(jié)構(gòu)失衡。因此，在制定課程體系與課程內(nèi)容時(shí)，應(yīng)淡化原有按一級(jí)學(xué)科設(shè)置的理論體系，強(qiáng)化按應(yīng)用能力設(shè)置的知識(shí)體系。即由注重學(xué)科理論的系統(tǒng)性向注重工程實(shí)踐的綜合性轉(zhuǎn)變。而模塊化課程體系不以學(xué)科建設(shè)為中心組織教學(xué)內(nèi)容，而是強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容在能力形成中的作用，恰恰體現(xiàn)了這種轉(zhuǎn)變，也是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新課程教學(xué)體系建設(shè)的最佳途徑。

2 計(jì)算機(jī)專業(yè)模塊化課程體系的構(gòu)建

模塊化教學(xué)法自創(chuàng)立之初，迄今為止已有數(shù)十年，其主要特點(diǎn)在于以現(xiàn)場(chǎng)化教學(xué)為主，并輔之與之相關(guān)的職業(yè)技能培訓(xùn)。具體地說該方法與以往教學(xué)模式的不同在于以就業(yè)為導(dǎo)向，并根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)需要為之設(shè)置與之相關(guān)的專業(yè)技能模塊和職業(yè)崗位（群）模塊，除此之外，還需考慮技術(shù)變化和市場(chǎng)對(duì)各高級(jí)應(yīng)用型專門人才的實(shí)際需求情況來對(duì)課程體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建以及調(diào)整。

由于“3+1”人才培養(yǎng)目標(biāo)直接面向職業(yè)崗位（群），這使得其在進(jìn)行模塊化課程體系開發(fā)方法選擇上，需要用到逆向思維法。所謂逆向思維法就是通過對(duì)學(xué)生將來所要從事崗位的職業(yè)素質(zhì)以及能力進(jìn)行分析，并得出一個(gè)有效的結(jié)果，進(jìn)而根據(jù)這個(gè)結(jié)果對(duì)教師所要教授課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，組成相應(yīng)的教學(xué)單元。在課程設(shè)計(jì)上要求具備一定的針對(duì)性和實(shí)用性，并突破不同學(xué)科間的壁壘以及對(duì)以往的教學(xué)模式進(jìn)行變革，因此，這種教學(xué)方法對(duì)于構(gòu)建由課程一級(jí)（專業(yè)基礎(chǔ)）模塊、課程二級(jí)（專業(yè)方向課程）模塊和課程三級(jí)（職業(yè)崗位群課程）模塊組成的模塊化課程體系，具有極大幫助。

2.1 專業(yè)基礎(chǔ)模塊

專業(yè)基礎(chǔ)模塊課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的公共核心知識(shí)體系，其開設(shè)的目的在于對(duì)不同專業(yè)方向?qū)W生的計(jì)算機(jī)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，旨在培養(yǎng)學(xué)生將來從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方面崗位所應(yīng)具備的一些最為基礎(chǔ)的素質(zhì)與能力，也為滿足學(xué)生未來所從事職業(yè)需要以及為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定一定的知識(shí)基礎(chǔ)。除此之外，該模塊課程學(xué)習(xí)也在一定程度上使得學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力和職業(yè)遷移能力得以提高。專業(yè)基礎(chǔ)模塊課程主要包含：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理和數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)等課程，使學(xué)生掌握從事計(jì)算機(jī)各行業(yè)工作所具備的最基本的硬件，并且通過和課程體系相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K使學(xué)生具備該專業(yè)最基本的技能。

2.2 專業(yè)方向模塊

專業(yè)方向模塊課程是在專業(yè)基礎(chǔ)模塊課程基礎(chǔ)上，按照專業(yè)方向的教育增加各個(gè)專業(yè)方向教育所需要的比較全面的專業(yè)知識(shí)，以構(gòu)成較完整的專業(yè)方向知識(shí)體系。專業(yè)方向模塊包括網(wǎng)絡(luò)方向、軟件方向和嵌入式方向等子模塊。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自身具有極強(qiáng)的實(shí)踐性，因此，對(duì)于這一專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)來說，并不能僅僅停留在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)理論知識(shí)的教授上，還要對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力進(jìn)行培養(yǎng)，從而使得學(xué)生能夠掌握一些不可或缺的、實(shí)用的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)技能，對(duì)本科層次的應(yīng)用型人才培養(yǎng)、教育而言也是如此。把這一點(diǎn)體現(xiàn)在該專業(yè)課程設(shè)置上就是說，該專業(yè)課程要在一定程度上體現(xiàn)學(xué)生所要掌握的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)以及一些必備的技能，并通過與該模塊相對(duì)應(yīng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)模塊來促使學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)能夠很好的與實(shí)踐相結(jié)合，力求為該專業(yè)方向?qū)W生的培養(yǎng)打下雄厚的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

2.3 職業(yè)崗位群模塊

職業(yè)崗位群模塊設(shè)置的目的在于對(duì)學(xué)生將來所要從事的具體某方面工作所應(yīng)具備的職業(yè)素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)，從而使得學(xué)生在走出校門后就能夠很好的適應(yīng)并滿足崗位的實(shí)際需要。如果說專業(yè)基礎(chǔ)模塊注重的是從業(yè)未來及一些不確定因素，強(qiáng)調(diào)的是專業(yè)寬口徑，職業(yè)崗位群模塊則注重就業(yè)崗位的實(shí)際需要，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的實(shí)踐能力。掌握一門乃至多門專業(yè)技能對(duì)于提高學(xué)生的就業(yè)能力可以說是發(fā)揮著不可或缺的重要作用。

3 計(jì)算機(jī)專業(yè)模塊化教學(xué)的實(shí)施和對(duì)教學(xué)改革的促進(jìn)

3.1 按模塊組織教學(xué)內(nèi)容

所謂按模塊對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織，首先，要對(duì)不同模塊的總體人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行確立，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)以往以知識(shí)講授為中心的學(xué)科式課程內(nèi)容體系進(jìn)行變革，打破不同章節(jié)之間的限制，將理論知識(shí)與實(shí)際操作知識(shí)緊密結(jié)合起來，以技術(shù)和能力培養(yǎng)為目標(biāo)努力構(gòu)建不同的學(xué)習(xí)專題作為子模塊；其次，每個(gè)子模塊又下設(shè)不同的學(xué)習(xí)單元（根據(jù)模塊知能體系的各個(gè)具體目標(biāo)與內(nèi)容而劃分的小專題）以及課題，從而使得模塊課程的教學(xué)能夠形成一個(gè)嶄新的“積木組合式”的教學(xué)模式。

3.2 模塊化教學(xué)有利于提高教師的理論水平和實(shí)踐能力

模塊教學(xué)作為教學(xué)方法中一種，將其運(yùn)用在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的中，就是要對(duì)以往傳統(tǒng)的教學(xué)體系進(jìn)行變革，讓廣大師生能夠不斷的學(xué)習(xí)以及掌握新的知識(shí)和技能，從而使得教師自身的實(shí)踐能力以及理論水平在一定程度上得以提高。具體的說就是，在教學(xué)的過程中教師一定要根據(jù)模塊教學(xué)的特點(diǎn)，將模塊的教學(xué)方向靈活的運(yùn)用。將模塊教學(xué)的核心點(diǎn)定在提高學(xué)生的能力以及素養(yǎng)上，將學(xué)生的主體地位發(fā)揮出最大的作用，積極的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在模塊教學(xué)的過程中還應(yīng)該采用其他的教學(xué)方法。例如，案例教學(xué)法、討論式等教學(xué)方法。在專業(yè)課程的教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)“教師邊講解邊演示，學(xué)生以一邊操作以邊理解”將動(dòng)手和動(dòng)腦有機(jī)的相結(jié)合在一起，進(jìn)而來形成一個(gè)“雙邊教學(xué)法”，由于在實(shí)際的教學(xué)過程中有了師生之間的互動(dòng)，這使得以往教師講，學(xué)生聽的一言堂教學(xué)模式被徹底打破。

3.3 模塊化教學(xué)有利于促進(jìn)教材建設(shè)

由于模塊教學(xué)法對(duì)教材要求較高，這使得在市場(chǎng)上很難找到與之相關(guān)的教材，即使找到也未必能夠用的上，從這點(diǎn)上來看，模塊化教學(xué)法對(duì)于現(xiàn)有教材內(nèi)容的革新、現(xiàn)行教材體系進(jìn)行突破、增添教材的專業(yè)性、實(shí)用性以及正確解決學(xué)科體系的系統(tǒng)性與生產(chǎn)實(shí)踐所需知識(shí)綜合性的矛盾具有極大幫助。

3.4 模塊化教學(xué)有利于提高學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)踐能力

使用模塊法進(jìn)行教學(xué)，使得以往生搬教材的教學(xué)方式得以變革，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂中來具有極大幫助。并且由于模塊教學(xué)法注重理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，這使得學(xué)生的理論素養(yǎng)和動(dòng)手實(shí)踐能力在無形中得以點(diǎn)滴提高起來，這對(duì)于學(xué)生未來從業(yè)是有利的。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，應(yīng)用型本科教育模塊化教學(xué)是教育改革的必然趨勢(shì)，隨著應(yīng)用型本科教育的發(fā)展和教學(xué)改革的深入，計(jì)算機(jī)專業(yè)的模塊化課程體系也將會(huì)不斷地完善和提高，走出一條高技能人才培養(yǎng)模式改革之路，并得到合作企業(yè)和社會(huì)的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

高職高專計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程體系改革一、“3+3”課程體系概述

目前，我院發(fā)展正處于一個(gè)從增加數(shù)量到提高教學(xué)質(zhì)量的轉(zhuǎn)變期。學(xué)院黨委明確辦學(xué)思路：以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以育人為中心，以能力為本位，以工學(xué)結(jié)合為切入點(diǎn)，構(gòu)建了“以校園文化為底色，以‘3+3’課程模塊為主體，以大學(xué)生素質(zhì)拓展體系為延伸，培養(yǎng)既有科學(xué)人文素養(yǎng)，又有職業(yè)崗位技能，具有健全人格和良好職業(yè)道德的高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)模式”?！?+3”模塊化課程體系的設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)課程體系設(shè)置的重大改革，走出了一條工學(xué)結(jié)合、校企合作、頂崗實(shí)習(xí)的新路子。

2010年，在“3+3”模塊化課程體系（如下圖1，圖2）的設(shè)計(jì)前提下，學(xué)院對(duì)專業(yè)課程體系提出了按專業(yè)群建設(shè)課程體系的架構(gòu)，其中公共基礎(chǔ)課程模塊全院通用，相近專業(yè)共用職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)能力模塊，提煉各專業(yè)職業(yè)崗位核心能力模塊。

二、我院現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)類專業(yè)研究背景

在“3+3”模塊化課程體系的框架下，取得了階段性成果，如避免了以往課程開設(shè)的隨意性，不再按照學(xué)科設(shè)置專業(yè)課程體系，而是按職業(yè)崗位群的職業(yè)崗位、職業(yè)核心能力與素質(zhì)拓展要求進(jìn)行設(shè)置。但在改革過程中也出現(xiàn)了一些新情況和新問題。新情況：實(shí)踐教學(xué)條件得到了很大的改善，大二年級(jí)在人手一機(jī)環(huán)境下進(jìn)行教學(xué)，職業(yè)核心課程實(shí)行分段式教學(xué)等；新問題有：在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，哪些課程適合在人手一機(jī)條件下教學(xué)，哪些課程適合分段式教學(xué)，學(xué)時(shí)數(shù)應(yīng)為多少，另外，有些課程中知識(shí)滯后，有些課程與當(dāng)前IT行業(yè)不適應(yīng)等；還有專業(yè)課程體系中，不同課程知識(shí)點(diǎn)重復(fù)講解問題等。因此，修訂、完善計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)中課程體系整體優(yōu)化工作，對(duì)提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量已是迫在眉睫的事情。

三、課程體系整體優(yōu)化建設(shè)的思路和內(nèi)容

1.重視知識(shí)結(jié)構(gòu)的研究

根據(jù)高職高專計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中人才培養(yǎng)規(guī)格的定位要求，應(yīng)理清培養(yǎng)這樣人才所應(yīng)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，較好地設(shè)計(jì)出科學(xué)的課程體系，避免隨機(jī)設(shè)課。

首先，在進(jìn)行充分的市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，得出高職高專計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)的規(guī)格要求，弄清楚它應(yīng)該包含哪幾部分：公共基礎(chǔ)是什么？職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)是什么？職業(yè)崗位核心是什么？它們各自包含哪些知識(shí)點(diǎn)？這些知識(shí)點(diǎn)可以構(gòu)成什么樣的模塊，它們之間的關(guān)系是什么樣的？哪些是基礎(chǔ)的？哪些是拓寬的？哪些是必修的？哪些是可選擇的？然后，根據(jù)我院的具體情況，找出強(qiáng)化我院特色應(yīng)該加強(qiáng)的內(nèi)容。如加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)站開發(fā)等方面課程的開設(shè)。

其次，要根據(jù)不同階段和教學(xué)條件的不同，培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)分解到各階段實(shí)施。

最后，考慮如何將這些知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)成有機(jī)聯(lián)系的課程體系，使這樣配置的課程體系更優(yōu)，并能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按照一個(gè)恰當(dāng)?shù)捻樞蛲瓿蛇@些課程的教學(xué)。

2.強(qiáng)調(diào)整體優(yōu)化的思想

課程體系的整體優(yōu)化是至關(guān)重要的。因?yàn)?，有時(shí)我們從一個(gè)角度看，某些知識(shí)點(diǎn)是非常有用的，從另一個(gè)人的成功經(jīng)驗(yàn)來看可能會(huì)得到相反的結(jié)論。在設(shè)置課程時(shí)，很容易看到這樣一種現(xiàn)象，有的教師很可能會(huì)自然而然地根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)而極力地強(qiáng)調(diào)某一門課程的重要性。但是從總體上看，它可能是僅僅適應(yīng)于某一方向，而對(duì)整個(gè)專業(yè)崗位能力來講顯得就過窄了。

實(shí)際上，關(guān)于整體優(yōu)化，還有許多的問題需要考慮。在建立課程體系時(shí)，需要結(jié)合我院、本專業(yè)自身具有的特色給與足夠的重視，這樣制定計(jì)劃培養(yǎng)出來的學(xué)生就會(huì)更好地代表自己水平和特色。

另一個(gè)問題是，在研究課程設(shè)置時(shí)，一定要堅(jiān)持依據(jù)職業(yè)崗位群和崗位核心能力的培養(yǎng)需要設(shè)課，絕不能是教師能講什么課就開什么課，為了培養(yǎng)高技能型的學(xué)生，要努力地創(chuàng)造條件，設(shè)置那些必須開出的課來，以突出自己專業(yè)特色。

強(qiáng)調(diào)整體優(yōu)化，還應(yīng)該注意根據(jù)專業(yè)的需要，適當(dāng)拓寬知識(shí)面和堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展總的教育指導(dǎo)思想，適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)基礎(chǔ)理論課程。

3.安排各門課程課時(shí)的比重，建立科學(xué)的課程體系

確定各門課課時(shí)的比重，可以在宏觀上對(duì)課程體系起到控制作用，以保證各門課程有一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤?/p>

縱觀國(guó)內(nèi)各個(gè)示范高職高專人才培養(yǎng)方案，雖然在稱謂、分類上存在一些差距，但是大體上都可以分為必修和選修課兩大部分。必修課多數(shù)是公共基礎(chǔ)課、職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課和職業(yè)崗位核心課，它們的內(nèi)容比較豐富、穩(wěn)定、重要，它們往往有著較高的授課學(xué)時(shí)，并且多數(shù)被確定為考試課。

選修課更多是追求前沿新技術(shù)或就業(yè)能力提高。其內(nèi)容比較新和使用，并不一定追求內(nèi)容體系的完善，其目的主要在于開闊學(xué)生的視野和就業(yè)能力的培養(yǎng)。選修課一般被定為考查課，每門選修課的學(xué)時(shí)也不宜過多。

四、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)進(jìn)程計(jì)劃表

以2010年人才培養(yǎng)方案中的課程體系為例，在上述理論指導(dǎo)下，修訂、完善并執(zhí)行計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的課程體系，該課程體系如下表：

說明：表中形如20/3表示分階段教學(xué)，前面數(shù)字表示周學(xué)時(shí)，后面數(shù)字表示連續(xù)上課總周數(shù)；標(biāo)注“＃”的數(shù)字表示本學(xué)期該課程的總學(xué)時(shí)。

五、解決的問題和取得的成績(jī)

通過兩年的努力，建立計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)較科學(xué)的人才培養(yǎng)方案，專業(yè)課程體系達(dá)到整體優(yōu)化，確定高等職業(yè)院校的人才培養(yǎng)規(guī)格，形成適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)布局和產(chǎn)業(yè)升級(jí)需要，結(jié)構(gòu)比例合理、層次梯級(jí)明晰的人才培養(yǎng)格局，并在2010級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)兩個(gè)班實(shí)施，收到老師和學(xué)生的一致評(píng)價(jià)。包括以下幾個(gè)方面：

1.確立了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的課程體系；“3+3”模塊化課程具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）靈活性、機(jī)動(dòng)性大，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)；（2）有利于各類各層次職教之間同其他教育的溝通、銜接，避免重復(fù)學(xué)習(xí)

2.制定了整體優(yōu)化后的課程體系中“職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程”模塊和“職業(yè)崗位核心課程”模塊理論、實(shí)踐教學(xué)大綱和課程考核指南，一方面，為教師和學(xué)生們解決“教什么”“如何教”“教出水平”“學(xué)什么”“如何學(xué)”“學(xué)有所得”“考什么”“如何考”和“考出真知”等教學(xué)問題；另一方面，避免了一些知識(shí)點(diǎn)在以往教學(xué)中不同課程的重復(fù)講解等問題。

3.整合優(yōu)化課程體系中的知識(shí)點(diǎn)

將相似或相近的課程內(nèi)容優(yōu)化、組合成一門課程，既節(jié)省學(xué)時(shí)，又提高教學(xué)效果，有利于職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)。

4.對(duì)課程體系整體優(yōu)化研究與實(shí)踐，體現(xiàn)了《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出的“適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整要求、體現(xiàn)終身教育理念、中等和高等職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展”的要求。

六、結(jié)束語

本次專業(yè)課程體系的整體優(yōu)化的研究與實(shí)踐歷時(shí)已2年，在實(shí)踐教學(xué)中實(shí)施該課程體系，教學(xué)質(zhì)量有了顯著的提高。當(dāng)然，專業(yè)課程體系設(shè)置是動(dòng)態(tài)的，有些課程在實(shí)踐過程中還不那么十全十美，有待我們進(jìn)一步地研究和完善。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

（華南師范大學(xué)，廣東 廣州 520631）

摘 要：中國(guó)的園林藝術(shù)歷史悠久，有著光輝的歷史，在整個(gè)園林美術(shù)的設(shè)計(jì)中，各種文化名園不乏其中.本文選取了嶺南四大名園之一的可園作為代表，運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通過調(diào)查的一系列的數(shù)據(jù)采集成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)可園形成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的映射，為中國(guó)古代園林美學(xué)的普及和發(fā)展做前期有效嘗試.

關(guān)鍵詞 ：園林美學(xué)；可園；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU986 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2015）01-0013-03

中國(guó)的園林藝術(shù)歷史悠久，有著光輝的歷史，在整個(gè)園林美術(shù)的設(shè)計(jì)中，充分融合了中國(guó)燦爛悠久的文化，形式鮮活，神韻優(yōu)美，神形兼?zhèn)?，其中不乏各種文化名園.

作為嶺南園林的代表作之一的東莞可園，與順德清暉園、佛山梁園、番禺余蔭山房合稱清代粵中四大名園.被稱之為“可羨人間福地，園夸天上仙宮”.因其歷史久遠(yuǎn)，產(chǎn)生了許多優(yōu)美的故事.園林始建于清朝道光三十年（公元1850年），因園內(nèi)建筑多以“可”字命名，故稱可園.隨著社會(huì)和科技的巨大發(fā)展，新時(shí)期數(shù)字化時(shí)代給可園這個(gè)古老而美麗的園林注入了新的活力，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和藝術(shù)的充分融合能幫助人們更好地了解想要觀照的物體的多元內(nèi)容.

1 計(jì)算機(jī)數(shù)字化時(shí)代可園布置背景

隨著計(jì)算機(jī)的普及使用，整個(gè)數(shù)字化時(shí)代都在向前發(fā)展，早前以印刷術(shù)為媒介的宣傳主編被當(dāng)今數(shù)字化生活所替代，人們坐在家中就可以通過計(jì)算機(jī)了解到想看的景觀風(fēng)貌.隨著科技日新月異地發(fā)展，眾多歸屬藝術(shù)類別的文化景觀也被結(jié)合了科技因素，各地的現(xiàn)實(shí)園林建筑也被翻致到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)字化技術(shù)使得的園林美學(xué)的內(nèi)容得以廣泛傳播.基于各地的數(shù)字化工作都在展開此種情況，我們認(rèn)為，對(duì)于可園的數(shù)字化工作，可以基于兩個(gè)方面，一是在基于計(jì)算機(jī)三維現(xiàn)實(shí)空間的基礎(chǔ)上采用高動(dòng)態(tài)光照渲染技術(shù)（HDR）的全景圖像實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）的映射；另一方面是通過計(jì)算機(jī)建造可園建筑群的完整檔案，形成圖形圖像、文字史料及聲音觀感的統(tǒng)一，真實(shí)建筑與數(shù)字建模呼應(yīng)的傳播與發(fā)展體系，以求達(dá)到多維統(tǒng)一的效果.

虛擬現(xiàn)實(shí)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng).虛擬世界是全體虛擬環(huán)境(Virtual Environment)或給定仿真對(duì)象的全體.虛擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使其產(chǎn)生身臨其境的感覺的交互式視景仿真.[1]2008年我國(guó)第一部虛擬現(xiàn)實(shí)作品《紫禁城》的完成，對(duì)后期的園林美學(xué)景觀的數(shù)字化建設(shè)起到了一個(gè)奠基作用，使得可園作為園林美學(xué)的代表之一在計(jì)算機(jī)數(shù)字化時(shí)代有新的發(fā)展，同時(shí)也為其他的園林美學(xué)景觀起到一個(gè)借鑒作用.并在此基礎(chǔ)上將虛擬園林美學(xué)的藝術(shù)性、功能性、生態(tài)性發(fā)展到一個(gè)統(tǒng)一的高度.

2 計(jì)算機(jī)數(shù)字化時(shí)代可園布置技術(shù)實(shí)現(xiàn)

針對(duì)嶺南園林的不同建筑形態(tài)，在計(jì)算機(jī)數(shù)字化建模要從多方面開展技術(shù)實(shí)現(xiàn)，針對(duì)不同的建筑群的主要功能，要考慮到特定的因素氛圍.可園的數(shù)字媒體傳播與發(fā)展的顯示實(shí)現(xiàn)必須有幾個(gè)方面的準(zhǔn)備基礎(chǔ)：

2.1 構(gòu)思與現(xiàn)實(shí)準(zhǔn)備

在針對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)園林藝術(shù)的技術(shù)表現(xiàn)上要充分把中國(guó)文人思想的獨(dú)特情懷描繪其中，“一花一世界，一葉一菩提”.中國(guó)人不僅從簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的花和葉中看出了世界的發(fā)展規(guī)律，并且中國(guó)文人還把植物中的“梅蘭竹菊”也深刻地反映出了文人思想、文人意識(shí)的體現(xiàn).所以，在中國(guó)的建筑中，特別是園林建筑中，一個(gè)植物群的位置安排一方面是根據(jù)風(fēng)水和環(huán)境的布置需要，另一方面也體現(xiàn)出了當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)者對(duì)建筑中要求表現(xiàn)出自身人格的文化需要.

作為中國(guó)園林美學(xué)的南方代表，可園的建筑風(fēng)格與北方園林建筑中的紫翠房、環(huán)碧樓、大琉璃寶殿有不同之處，走進(jìn)園林所看到的了藝術(shù)風(fēng)格都是南方婉約式的山水構(gòu)成之展現(xiàn)，同時(shí)又獨(dú)具嶺南特色，艷麗多彩、纖巧繁縟.所以在構(gòu)思方案形成以后要開始收集準(zhǔn)備可園的相關(guān)資料，進(jìn)行實(shí)地考察之后作出分析.要充分了解可園的歷史、文化和藝術(shù)背景，對(duì)園內(nèi)的樓閣、亭臺(tái)、池、橋等一系列園林美學(xué)景觀作出嚴(yán)密的現(xiàn)場(chǎng)考察，設(shè)計(jì)實(shí)施方案，在繪制基本圖形時(shí)也應(yīng)考慮后期可以根據(jù)CAD及3D渲染等軟件作出相應(yīng)的數(shù)字景觀建模等.

2.2 采用高分辨率的圖形采集器材采集圖像

根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的要求，數(shù)字圖像的展現(xiàn)過程應(yīng)該是顯示一種360°的全方位真實(shí)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，為了把握物體再現(xiàn)的最大真實(shí)，在圖像采集的過程中除了要考慮高分辨率的數(shù)字采集器材外，還要考慮統(tǒng)一時(shí)間的光照效果.眾所周知，在成像過程中CCD/CMOS面積越大，捕獲的光越多，感光性能越好，獲得的真實(shí)程度也就越高.所以，在圖像采集時(shí)和成像后都應(yīng)當(dāng)采用RAW格式來采集和無損儲(chǔ)存，可以保證數(shù)字圖像的最大質(zhì)量，以求在計(jì)算機(jī)媒體中得到最好的效果.

2.3 數(shù)字采集的規(guī)劃范圍及時(shí)間節(jié)點(diǎn)

在進(jìn)行數(shù)字采集時(shí)，應(yīng)考慮到藝術(shù)與科技相結(jié)合的這一工作的全面性.故在圖像采集時(shí)還要考慮到該園林是否為修繕后的情況，如果是，則要比較修繕前后其中園林景觀發(fā)生變化的地方數(shù)據(jù)差值是否過大，如果差值過大要對(duì)比園中其他建筑部分進(jìn)行園林建筑調(diào)整，以求達(dá)到與原來景觀部分統(tǒng)一，以其最大化的求得園林景觀藝術(shù)效果的整體一致.

2.4 在具體數(shù)據(jù)采集時(shí)，還要考慮可園的建筑安排，據(jù)了解，可園的景觀和功能分為東南門廳建筑群、西部樓閣建筑群及北部廳堂建筑群三大部分，每個(gè)建筑組群都要考慮一個(gè)主要的建筑，通過主體輻射的方式將周邊的環(huán)境、各建筑之間的位置、建筑群體的數(shù)量等規(guī)劃出來，對(duì)于可園內(nèi)部古建筑廳堂內(nèi)外、露天園景、小品、植被、花隱園、荷花池、三個(gè)湖景等不同類型的園林美學(xué)景觀要考慮到其中的統(tǒng)一關(guān)系，力求在表現(xiàn)上將園林景觀和文人思想結(jié)合起來.

2.5 在選擇圖像采集角度時(shí)，要考慮到使用的機(jī)器鏡頭不是帶有變形功能的，如廣角鏡頭、魚眼鏡頭等皆不做考慮，因?yàn)檫@些鏡頭的使用會(huì)使得物體的真實(shí)度產(chǎn)生嚴(yán)重差值，故建議使用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭.在使用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭時(shí)，在圖像采集過程中要考慮對(duì)所有需采集的園林建筑組群的對(duì)象確定一個(gè)統(tǒng)一的光照時(shí)間和視平線.另外還要注意幾個(gè)問題：

（1）在時(shí)間處理方面：盡量避開清晨、正午和黃昏，這三個(gè)時(shí)間段由于光照的角度使得在成像時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)比太強(qiáng)或者對(duì)比太弱的效果.要確實(shí)一個(gè)特定的時(shí)間，使得日光能成一定角度進(jìn)入到CCD芯片中，一般情況下選擇光照方向以45°左右為宜，拍攝時(shí)間考慮為上午9點(diǎn)到11點(diǎn)、下午3點(diǎn)到5點(diǎn)比較適合.同時(shí)在拍攝的后期圖像處理中也可適當(dāng)增加一定的立體效果；

（2）在拍攝取景方面：對(duì)每個(gè)同一角度的圖像采集都要多拍幾張圖像，確保有清晰的圖像；每個(gè)同一角度的圖像采集最好要有固定拍攝器材的工具，確保在每次采集圖像時(shí)位置不會(huì)發(fā)生偏移.對(duì)于全景連續(xù)性的的圖像采集最好有部分圖像相互重合，這樣是為了更好地確保在后期修剪時(shí)方便圖像的拼接整合；

（3）采集圖像的器材必須是高像素，確保圖像出圖效果的清晰度，高像素的圖像能更好地運(yùn)用于計(jì)算機(jī)數(shù)字化媒體軟件中；

（4）在圖像采集過程中要有連接順序，采集圖像要一組一組地進(jìn)行，盡量避免東一張西一張的情況出現(xiàn).在后期的圖像導(dǎo)入中，建立個(gè)體相關(guān)文件夾，將圖像進(jìn)行分組、編號(hào)，加入一些背景信息，便于快速查找及增加這一部分的知識(shí)內(nèi)容和背景構(gòu)成.

2.6 采集圖像數(shù)據(jù)的整理及歸納

在數(shù)據(jù)整理階段要考慮所使用軟件的專業(yè)性，常用的有3D MAX， AUTO CAD及PHOTOSHOP等.采用專業(yè)性強(qiáng)的后期處理軟件有助于在處理大信息文件的時(shí)候也能確保文件的較高的真實(shí)性效果，并且相對(duì)保證文件中丟失信息不多.雖然專業(yè)的軟件能提高計(jì)算機(jī)數(shù)字化的工作成效，但是在這部分還需要注意的是：

要注意通道和色階的關(guān)系：在后期處理中將一些遮蓋到主建筑物的無關(guān)信息其摳出，統(tǒng)一調(diào)整建筑物的相互關(guān)系；

要注意采集圖像的色彩范圍：在不同場(chǎng)景的圖像采集過程中，必然會(huì)發(fā)生拍照時(shí)間的不一致性和角度的不一致性，會(huì)出現(xiàn)冷暖光場(chǎng)景的不一致性，這就需要后期在色彩處理中要做調(diào)整將圖像色光統(tǒng)一起來；

要注意采集圖像的像素性：由于是要將現(xiàn)實(shí)園林景觀通過電子器材完整還原到模擬數(shù)字空間中，所以在圖像采集時(shí)要考慮到圖像的完整性，用相對(duì)較高的ISO設(shè)置及無損的RAW存儲(chǔ)格式，確保出圖時(shí)圖像質(zhì)量完整性.

要注意采集圖像的畫幅完整性：在圖像拼接過程中，要使用大分辨率的圖像對(duì)接技術(shù)，確保在2張圖像的對(duì)接時(shí)能產(chǎn)生最佳的無差別效果；

要注意采集圖像的多維性：在最后的數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)制作階段，將專業(yè)軟件運(yùn)用其中，在拼接后通過對(duì)場(chǎng)景的渲染，最終形成光、聲、影三位一體的效果整體統(tǒng)一數(shù)字三維場(chǎng)景.

2.7 認(rèn)真做好現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)和古代可園優(yōu)秀園林藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合

計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)是一種現(xiàn)代科學(xué)表現(xiàn)技術(shù)，運(yùn)用它的目的是為了更好地表現(xiàn)可園優(yōu)秀園林藝術(shù)風(fēng)貌和內(nèi)在精神.必須做到根據(jù)內(nèi)容的需要來運(yùn)用這種現(xiàn)代表現(xiàn)技術(shù).通過利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化處理，結(jié)合光電再現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)可園園林所在時(shí)空的一切聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)的編碼和解碼.做到可園實(shí)際建筑藝術(shù)的空間三維影像再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)聲音、圖像和色彩的的完美結(jié)合.把靜態(tài)的園林建筑和動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景變換結(jié)合起來，把對(duì)可園歷史沿革的介紹和展現(xiàn)古代園林藝術(shù)的時(shí)代意義結(jié)合起來.特別要注意的是在制作時(shí)要突出可園作為古代園林建筑藝術(shù)的“這一個(gè)”本身所具有的特點(diǎn).這里我們認(rèn)為主要做到兩點(diǎn).第一，要凸現(xiàn)可園小中見大，渾然一體的建筑風(fēng)格.使人領(lǐng)略可園占地僅三畝三，但卻有1樓、6閣、5亭、6臺(tái)、5池、3橋、19廳、15房，通過130余道式樣不同的大小門及游廊、走道聯(lián)成一體，四通八達(dá)，布局有如三國(guó)孔明的八陣圖.沿著暗中通明、高低回轉(zhuǎn)的環(huán)碧廊，可通游全園，若逢雨天，也不需雨具的特有的建筑特色.[2]第二，要突出展示可園作為嶺南畫派藝術(shù)淵藪的重要地位.除建筑藝術(shù)之外，可園最能載入史冊(cè)的是它對(duì)嶺南畫派的重要貢獻(xiàn).嶺南畫壇先師居廉、居巢作為園主張敬修的幕賓，曾在可園的草草草堂客居多年，創(chuàng)立花鳥畫中的撞粉、撞水法.因此，我們?cè)谶\(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)揭示可園藝術(shù)內(nèi)涵的時(shí)候，就要注意對(duì)“二居”在可園留下的遺跡如雙清室中五彩玻璃上的篆字詩、至今猶存的可園門窗花楣木椅所作之畫以及利用草草草堂設(shè)立的陳列室中，常年展出的“二居”以及張氏族人的書畫作品著重進(jìn)行介紹.

3 計(jì)算機(jī)數(shù)字化時(shí)代可園園林美學(xué)的傳播與發(fā)展思考

縱觀當(dāng)今全國(guó)的文化藝術(shù)景觀，利用基于計(jì)算機(jī)三維現(xiàn)實(shí)空間的基礎(chǔ)上采用高動(dòng)態(tài)光照渲染技術(shù)（HDR）實(shí)現(xiàn)的全景圖像實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）的映射作品還不算多，雖然有些地方有一些階段性的工作，也取得了一定的成效，但是將整個(gè)園林美學(xué)建筑群做統(tǒng)一虛擬空間實(shí)現(xiàn)的工作還是比較少.取可園作為一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)某地的園林美學(xué)的建筑藝術(shù)做一個(gè)完整性的映射，有著重要的意義.在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，設(shè)計(jì)者置身于一個(gè)相對(duì)真實(shí)的模擬空間，是對(duì)園林景觀設(shè)計(jì)能夠突破“平面、里面、剖面”的常規(guī)模式，讓設(shè)計(jì)者從各個(gè)不同的角度直觀地面對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象、更加深入地研究環(huán)境中個(gè)設(shè)計(jì)要素及空間之間的關(guān)系和比例.[3]這一工作最大的好處在于，既把相關(guān)的數(shù)據(jù)信息納入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)電子信息的深度存儲(chǔ)和快速傳播，又節(jié)省了每年數(shù)據(jù)變化之后的大量的紙張的浪費(fèi)，節(jié)約了成本，保護(hù)了環(huán)境.另一方面，在整個(gè)園林美學(xué)的傳播過程中，用戶可以在基于云技術(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持下，通過點(diǎn)擊某個(gè)想要了解的對(duì)象，進(jìn)入到更深層次的信息數(shù)據(jù)庫，快速了解某一對(duì)象的時(shí)代背景，建筑藝術(shù)風(fēng)格、地理位置、范圍尺度等一系列信息.

隨著科技的日新月異，計(jì)算機(jī)科學(xué)的深度發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的各種空間虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)更進(jìn)一步的鋪開，這對(duì)于用戶通過網(wǎng)絡(luò)互連直接觀察到想要了解的某地的現(xiàn)實(shí)景觀有極大的幫助，通過此模擬基礎(chǔ)，既使得屬于藝術(shù)范疇的園林美學(xué)得到了進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)藝術(shù)與科技的相融合；同時(shí)在一定意義上也促進(jìn)了整個(gè)民族文化的多元化發(fā)展及傳播.

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參考文獻(xiàn)：

〔1〕韋有雙，楊湘龍.王飛虛擬顯示與系統(tǒng)仿真[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2004.

第6篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： UCS；虛擬化；數(shù)據(jù)中心

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）13-0236-02

1 傳統(tǒng)虛擬化架構(gòu)存在的問題

近年來數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)快速發(fā)展，虛擬化提高了服務(wù)器的資源利用率，但傳統(tǒng)虛擬化架構(gòu)中還存在一些問題。

首先，傳統(tǒng)架構(gòu)中存在數(shù)據(jù)局域網(wǎng)和存儲(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò)兩種網(wǎng)絡(luò)，這使得機(jī)柜線纜較多，不利于散熱，而且導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜，故障排除困難。

其次，每臺(tái)服務(wù)器都有著自已唯一的標(biāo)識(shí)參數(shù)，如WWN名稱（World wide name），MAC地址等。這些參數(shù)通常是服務(wù)器上安裝的應(yīng)用軟件Licenses（使用許可）綁定的對(duì)象，因此當(dāng)服務(wù)器發(fā)生故障，虛擬化遷移至備用服務(wù)器時(shí)，這些參數(shù)發(fā)生改變將造成軟件無法在新的服務(wù)器上運(yùn)行。

2 思科統(tǒng)一計(jì)算系統(tǒng)UCS

思科公司針對(duì)上述問題，開發(fā)了一種創(chuàng)新的計(jì)算架構(gòu)：統(tǒng)一計(jì)算系統(tǒng)UCS（Unified Computing System）。它是對(duì)傳統(tǒng)虛擬架構(gòu)的革新，它在一個(gè)緊密結(jié)合的系統(tǒng)中整合了計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)接入與虛擬化功能，旨在降低總體擁有成本，同時(shí)提高業(yè)務(wù)靈活性。

2.1統(tǒng)一交換網(wǎng)絡(luò)矩陣

UCS使用統(tǒng)一交換矩陣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一起同時(shí)傳輸。它采用的是當(dāng)前在以太網(wǎng)上融合傳統(tǒng)局域網(wǎng)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)唯一成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Fiber Channel Over Ethernet（FCoE），即以太網(wǎng)光纖通道，它將存儲(chǔ)網(wǎng)（SAN）的數(shù)據(jù)幀封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。思科UCS采用FCoE技術(shù)實(shí)現(xiàn)了Fiber Channel流量在 10G 以太網(wǎng)中傳輸，整合 I/O 到同一條線纜，減少了適配器，線纜和端口數(shù)量。單個(gè)網(wǎng)卡及單根連線就能將服務(wù)器同時(shí)聯(lián)向以太網(wǎng)和 Fiber Channel 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到節(jié)省設(shè)備數(shù)量和布線簡(jiǎn)化的目的。圖1表明了傳統(tǒng)虛擬架構(gòu)和UCS統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)的對(duì)比情況。

實(shí)現(xiàn)這一功能的具體設(shè)備是統(tǒng)一交換矩陣UCS 6020XP，它創(chuàng)建了一個(gè)統(tǒng)一的管理域，最多可將20個(gè)刀片機(jī)箱作為一個(gè)計(jì)算資源池進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，實(shí)現(xiàn)了所有網(wǎng)絡(luò)流量的統(tǒng)一傳輸和處理。

每塊刀片服務(wù)器還配備了一個(gè)Cisco集中網(wǎng)絡(luò)適配器（CNA）。它直接跟機(jī)箱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相連，通過10Gb的通道進(jìn)行存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)光纖通道（FCoE）。

2.2 VN-Link虛擬適配器技術(shù)

思科統(tǒng)一計(jì)算系統(tǒng)中的每臺(tái)服務(wù)器都通過一條或多條物理鏈路連接到統(tǒng)一交換矩陣。Cisco VN-Link技術(shù)能在單一物理鏈路上配置多條虛擬鏈路。虛擬鏈路將虛擬機(jī)中的一個(gè)虛擬NIC （vNIC）連接到交換平臺(tái)中的一個(gè)虛擬接口。這個(gè)功能由Cisco UCS M81KR虛擬接口卡實(shí)現(xiàn)，它能創(chuàng)建多達(dá)128個(gè)虛擬端口，其身份（MAC地址和WWN）可動(dòng)態(tài)編程。這個(gè)虛擬接口卡提供了足夠的接口，保證每個(gè)虛擬機(jī)都能擁有一個(gè)或多個(gè)專用物理接口，因此不再需要虛擬軟件層面的交換。這些端口都和UCS6120XP的某個(gè)物理網(wǎng)卡端口相關(guān)聯(lián)。圖2中虛擬機(jī)VM1的虛擬網(wǎng)卡先和M81KR中1號(hào)虛擬接口相關(guān)聯(lián)，然后和物理端口NIC1相關(guān)聯(lián)，形成一條虛擬鏈路。

這種結(jié)構(gòu)使對(duì)虛擬機(jī)虛擬鏈路的管理就像管理物理服務(wù)器的物理鏈路一樣進(jìn)行。也就是說，從虛擬機(jī)視角來看，每個(gè)虛擬機(jī)好像都有一個(gè)唯一的物理網(wǎng)卡。虛擬接口與物理接口的相聯(lián)關(guān)系能根據(jù)需要發(fā)生改變。當(dāng)一個(gè)虛擬機(jī)從一臺(tái)服務(wù)器遷移到另一臺(tái)服務(wù)器時(shí)，該虛擬機(jī)的虛擬鏈路所連的虛擬接口只要簡(jiǎn)單地與UCS6120XP另一個(gè)物理端口建立關(guān)聯(lián)就可以了。圖2中VM1由A刀片機(jī)箱遷移到B刀片機(jī)箱時(shí)，VM1的虛擬接口卡由原來關(guān)聯(lián)的NIC1變換為NIC2，而對(duì)于虛擬機(jī)系統(tǒng)中mac地址來說則不發(fā)生變化，因?yàn)樘摂M接口卡仍然是1號(hào)虛擬接口。這樣就解決了服務(wù)器虛擬化遷移后軟件能正常運(yùn)行的問題。

2.3 UCS Manager統(tǒng)一管理系統(tǒng)

Cisco UCS Manager是思科統(tǒng)一計(jì)算系統(tǒng)的管理中心。它提供了一個(gè)直觀GUI控制臺(tái)，能夠全方位管理服務(wù)器配置文件、HBA設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)配置文件等，無需為個(gè)系統(tǒng)組件配備單獨(dú)的管理模塊。Cisco UCSManager軟件集成并內(nèi)嵌于統(tǒng)一交換矩陣UCS6120XP之中。

UCS Manager為每臺(tái)刀片服務(wù)器都設(shè)置了一個(gè)服務(wù)配置文件。它全面定義服務(wù)器的各種參數(shù)和配置。當(dāng)更換新的刀片服務(wù)器時(shí)，我們可將原來的服務(wù)配置文件直接應(yīng)用到新服務(wù)器。由于配置文件中規(guī)定了服務(wù)器的物理參數(shù)如MAC地址，WWN地址，VLAN和VSAN的連接，boot order等各項(xiàng)參數(shù)，新的服務(wù)器也即備機(jī)就會(huì)具有和老服務(wù)器一樣的物理參數(shù)，由此，無需在網(wǎng)絡(luò)和SAN設(shè)備上做任何重新設(shè)置，備機(jī)就具有老服務(wù)器的所有特性。這樣就避免了傳統(tǒng)虛擬架構(gòu)中服務(wù)器更換時(shí)的繁瑣設(shè)置工作，提高了管理效率，降低了維護(hù)難度。

3 基于UCS的虛擬數(shù)據(jù)中心部署方案

本方案采用了2臺(tái)思科UCS5108刀片服務(wù)器機(jī)箱，該機(jī)箱最多可以安裝8臺(tái)半寬兩路刀片服務(wù)器。刀片服務(wù)器選擇思科UCS B200 M2兩路刀片服務(wù)器，每個(gè)機(jī)箱共配置8臺(tái)，每臺(tái)配置2顆E5649處理器，48GB內(nèi)存。刀片服務(wù)器通過2104XP陳列擴(kuò)展器模塊連至兩臺(tái)交換矩陣6120XP，形成冗余結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)單點(diǎn)故障。每個(gè)2104XP有4個(gè)10G上行端口，支持40G帶寬，每刀片機(jī)箱安裝2個(gè)，共80G帶寬。兩臺(tái)UCS 6120xp都連接到思科上層核心交換機(jī)。NetAPP存儲(chǔ)由Cisco MDS9124交換機(jī)和統(tǒng)一交換矩陣相連。

每臺(tái)刀片配置48GB內(nèi)存，在一般應(yīng)用的負(fù)載情況下，可承載16臺(tái)虛擬機(jī)的資源需求。此虛擬化架構(gòu)易于擴(kuò)充，資源不夠時(shí)只需增加刀片機(jī)箱和刀片服務(wù)器即可。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由NetAPP存儲(chǔ)提供，可方便擴(kuò)充數(shù)據(jù)容量，保障數(shù)據(jù)的可靠性。

4 結(jié)束語

UCS采用統(tǒng)一交換矩陣，在一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上傳輸局域網(wǎng)、存儲(chǔ)流量，降低了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度和部署難度。 UCS Manager對(duì)整個(gè)刀片集群作為一個(gè)計(jì)算資源池進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，實(shí)現(xiàn)了刀片資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度以及刀片故障時(shí)的自動(dòng)冗余切換功能。

UCS平臺(tái)將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)訪問和虛擬化統(tǒng)一到一個(gè)綜合系統(tǒng)中，進(jìn)行集中管理，提升了數(shù)據(jù)中心虛擬化的靈活性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]茅昌坤.基于UCS的企業(yè)級(jí)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)[J].信息與電腦：理論版，2015（8）：14-15.

第7篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞] 信息可視化； 網(wǎng)格； 可視化系統(tǒng)

[中圖分類號(hào)] TP311.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2013）20- 0071- 03

1 信息可視化與網(wǎng)格概述

1.1 信息可視化概述

所謂可視化，就是把數(shù)據(jù)信息和知識(shí)轉(zhuǎn)化為圖形、圖像等比較直觀的視覺形式的過程，它充分利用人們對(duì)這些可視模式能夠快速識(shí)別的自然能力，以良好的可視界面滿足人們觀察、瀏覽、操縱、過濾、研究、探索、理解、發(fā)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的需求，并方便人們與之交流，從而可以有效地發(fā)現(xiàn)隱藏在信息內(nèi)部的特征和規(guī)律，并加以總結(jié)和推廣。進(jìn)一步，對(duì)繁雜的抽象信息之間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行探索的努力，促使了信息可視化這一嶄新科學(xué)領(lǐng)域的出現(xiàn)。它是一門將信息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人們可以直觀、形象理解的圖形或圖像表達(dá)方式的技術(shù)，從而通過對(duì)信息的感知將其內(nèi)在化成知識(shí)。它結(jié)合了科學(xué)可視化、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)挖掘、圖像技術(shù)、圖形學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等諸多學(xué)科的理論和方法，而逐步發(fā)展起來。作為人和信息之間的一種可視化界面，交互技術(shù)顯得尤為重要，傳統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù)幾乎都可以得到應(yīng)用。人機(jī)交互是研究人、計(jì)算機(jī)以及它們相互影響的技術(shù)，而信息可視化則是研究人、計(jì)算機(jī)表示的信息以及它們相互影響的技術(shù)。除了如何繪制關(guān)心的對(duì)象的可視化屬性的問題以外，更重要的是如何把非空間抽象信息映射為有效的可視化形式。

可視化技術(shù)最初應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算，隨著社會(huì)信息化的推進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益廣泛，信息源越來越龐大，也越來越復(fù)雜，可視化技術(shù)已不僅用于科學(xué)數(shù)據(jù)，而且要作為一個(gè)基本工具，應(yīng)用于抽象信息，揭示信息之間的關(guān)系和信息中隱藏的特征。目前，信息可視化的研究熱點(diǎn)之一是網(wǎng)絡(luò)信息可視化。網(wǎng)絡(luò)信息分布在遍及世界各地的數(shù)以萬計(jì)的網(wǎng)站上，網(wǎng)站通過文檔之間的超鏈接交織在一起。不論網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在的規(guī)模有多大，可以預(yù)見的是，它還將繼續(xù)膨脹。如何方便地利用Web上的信息，成了一個(gè)迫切需要解決的問題。然而，目前的信息訪問方式卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能讓人滿意。網(wǎng)絡(luò)信息可視化在幫助人們理解信息空間的結(jié)構(gòu)，快速發(fā)現(xiàn)所需信息，有效防止信息迷航等方面將會(huì)扮演越來越重要的角色。

1.2 網(wǎng)格的概念與應(yīng)用

網(wǎng)格是一種正在發(fā)展的新興技術(shù)， 人們對(duì)它還沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。有人將其看作是未來的互聯(lián)網(wǎng)， 也有稱“ 網(wǎng)格”代表“ 國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)2”和“ 下一代互聯(lián)網(wǎng)”等。此類說法雖不嚴(yán)謹(jǐn)， 但也說明了“ 網(wǎng)格”是繼互聯(lián)網(wǎng)之后出現(xiàn)的一種新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)。通俗地說， 它是把地理位置上分散的資源集成起來的一種基礎(chǔ)設(shè)施， 通過這種基礎(chǔ)設(shè)施， 用戶不需要了解這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施上資源的具體細(xì)節(jié)就可以使用自己所需要的資源。作為構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)， 它將高速互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器和遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體， 為科技人員和民眾提供更多的資源、功能和服務(wù)。不難預(yù)測(cè)，與萬維網(wǎng)一樣，原來為科研服務(wù)的網(wǎng)格也會(huì)很快用于傳媒、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、電子商務(wù)、娛樂等各個(gè)領(lǐng)域。網(wǎng)格通過任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以提供無限的計(jì)算能力，可以接入浩如煙海的信息。這種環(huán)境將能夠使各企業(yè)解決以前難以處理的問題，最有效地使用他們的系統(tǒng)，滿足客戶需求并降低他們的計(jì)算機(jī)資源總成本。它所要達(dá)到的目的有三個(gè)，其一是資源的集中，使用戶能夠?qū)⑵髽I(yè)整個(gè)IT基礎(chǔ)設(shè)施看作是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，能夠根據(jù)需要找到尚未被利用的資源。其二是數(shù)據(jù)共享，使企業(yè)接入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)。其三是通過網(wǎng)格來加強(qiáng)合作，使廣泛分散在各地的組織能夠在一定的項(xiàng)目上進(jìn)行合作，整合業(yè)務(wù)流程，共享從工程藍(lán)圖到軟件應(yīng)用程序等所有信息。

2 面向網(wǎng)格的可視化研究

2.1 信息可視化與網(wǎng)格計(jì)算的融合

作為一種發(fā)展中的技術(shù)，廣義上可以認(rèn)為網(wǎng)格是一種面向互聯(lián)網(wǎng)的分布式計(jì)算技術(shù)和中間件?？梢暬c網(wǎng)格具有緊密的聯(lián)系：一方面可視化通常是科學(xué)計(jì)算結(jié)果的后續(xù)處理步驟，另一方面可視化本身也是一種數(shù)據(jù)與計(jì)算密集型應(yīng)用。可視化和科學(xué)計(jì)算一樣是促進(jìn)網(wǎng)格發(fā)展的動(dòng)力。網(wǎng)格支持互聯(lián)網(wǎng)范圍的可視化應(yīng)用，它對(duì)于可視化應(yīng)用的意義有以下幾個(gè)方面：

（1） 隨著科學(xué)計(jì)算和醫(yī)學(xué)等應(yīng)用的發(fā)展，可視化數(shù)據(jù)集的存儲(chǔ)量和計(jì)算量不斷增大。一些數(shù)據(jù)集的存儲(chǔ)量已達(dá)到太（T）字節(jié)，網(wǎng)格技術(shù)能夠通過動(dòng)態(tài)的資源組織滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算的要求，它能提供自治和動(dòng)態(tài)的資源管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和計(jì)算的分布，增強(qiáng)科學(xué)家理解和使用科學(xué)數(shù)據(jù)的認(rèn)知能力，延伸人類科學(xué)活動(dòng)的范圍。

（2）可視化應(yīng)用具有較高的數(shù)據(jù)要求和計(jì)算要求，一般只能在較高端的平臺(tái)上運(yùn)行，往往需要遠(yuǎn)程使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，遠(yuǎn)程可視化的空間進(jìn)一步擴(kuò)大了， 與基于Web 的遠(yuǎn)程可視化相比，網(wǎng)格提供了一個(gè)更為統(tǒng)一的資源共享和使用的平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上協(xié)調(diào)各種資源、提供遠(yuǎn)程可視化服務(wù)存在很多新的挑戰(zhàn)，因?yàn)樾枰幚頂?shù)據(jù)、計(jì)算和顯示等多種類型的分布。

（3） 面向網(wǎng)格的可視化應(yīng)用不僅應(yīng)該支持用戶的遠(yuǎn)程訪問，而且應(yīng)該支持用戶間的協(xié)同。人們已經(jīng)對(duì)協(xié)同可視化進(jìn)行了大量研究。協(xié)同也是網(wǎng)格的一項(xiàng)重要特征。如網(wǎng)格可以提供虛擬組織支持，這種虛擬組織的概念除表現(xiàn)為資源的虛擬化外，更突出表現(xiàn)為多個(gè)用戶之間的協(xié)作。

（4） 科學(xué)計(jì)算和可視化都是網(wǎng)格的主要應(yīng)用對(duì)象。可視化通常是科學(xué)計(jì)算的后續(xù)處理步驟，為了更好地對(duì)科學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化和駕馭，需要在可視化流程和科學(xué)計(jì)算過程之間進(jìn)行協(xié)調(diào)和集成，通過這種集成可以更好地獲得反饋并進(jìn)行控制，提高資源的利用效率，方便問題求解環(huán)境的構(gòu)建。所以面向網(wǎng)格的可視化和面向網(wǎng)格的科學(xué)計(jì)算的集成也是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。

2.2 面向網(wǎng)格的可視化的研究?jī)?nèi)容

20 世紀(jì)90 年代中后期以來，計(jì)算機(jī)迅速普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)集群和聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)逐步取代了傳統(tǒng)的高端并行機(jī)而成為并行可視化應(yīng)用的理想平臺(tái)。而Internet 的興起使得可視化應(yīng)用利用Internet 范圍的存儲(chǔ)、計(jì)算和繪制資源，并在Internet范圍內(nèi)提供服務(wù)成為一種可能和現(xiàn)實(shí)的需求。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可視化研究沒有考慮面向INTERNET 的異構(gòu)性、互操作性、動(dòng)態(tài)性和可擴(kuò)展性，而從集中到分散、從緊耦合到松耦合、從小范圍到大范圍是并行計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。網(wǎng)格技術(shù)正是在這種條件下產(chǎn)生的一種前瞻性的面向互聯(lián)網(wǎng)的分布式計(jì)算方式，它是傳統(tǒng)的并行計(jì)算和分布式計(jì)算在深度和廣度上的拓展。雖然網(wǎng)格技術(shù)仍在發(fā)展之中，但是它所提供的資源匯聚、自治協(xié)調(diào)等功能將使得可視化應(yīng)用在更廣的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算，更好地與科學(xué)計(jì)算程序集成，并讓更廣范圍的用戶通過網(wǎng)絡(luò)以遠(yuǎn)程或協(xié)作方式使用可視化應(yīng)用。面向網(wǎng)格的可視化已經(jīng)成為可視化領(lǐng)域的一個(gè)新的研究。國(guó)內(nèi)外都在面向網(wǎng)格的可視領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行了較多研究，早期的研究主要是利用計(jì)算分布和數(shù)據(jù)分布完成可視化任務(wù)，后來的研究向縱深發(fā)展，其側(cè)重點(diǎn)也有所不同。一些研究不僅利用網(wǎng)格資源進(jìn)行并行繪制，而且可以提供遠(yuǎn)程繪制服務(wù)；一些研究項(xiàng)目致力于功能更為全面的面向網(wǎng)格的可視化軟件和中間件；另一些研究則側(cè)重于現(xiàn)有可視化軟件的“網(wǎng)格化”；還有一些研究特別將重點(diǎn)放在了網(wǎng)絡(luò)可視化中海量數(shù)據(jù)的傳輸中。以上這些研究雖不成熟，但都是在面向網(wǎng)格的可視化領(lǐng)域內(nèi)的有益探索。

3 構(gòu)建面向網(wǎng)格的可視化系統(tǒng)

隨著網(wǎng)格環(huán)境的建設(shè)的逐步完善和科學(xué)計(jì)算的需求日益增長(zhǎng)，如何構(gòu)建一種適用性好、交互性強(qiáng)、易于擴(kuò)展的網(wǎng)格環(huán)境下的可視化系統(tǒng)，成為目前面向網(wǎng)格的可視化應(yīng)用研究的重點(diǎn)問題?；诰W(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的特征，并參考國(guó)內(nèi)外已有的遠(yuǎn)程可視化系統(tǒng)，可以從以下幾個(gè)方面來考慮：

3.1 關(guān)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1） 高效地提供優(yōu)質(zhì)的可視化結(jié)果。由于涉及到大規(guī)模的數(shù)據(jù)，一般的可視化軟件均需要較高配置的運(yùn)行環(huán)境。只有在基于高性能計(jì)算網(wǎng)格的環(huán)境中，利用高性能的CPU、計(jì)算和可視化硬件環(huán)境，才能高效地可視化大規(guī)模甚至超大規(guī)模科學(xué)計(jì)算所得數(shù)據(jù)，得出高質(zhì)量的可視化結(jié)果，從而方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

（2） 簡(jiǎn)化用戶操作。若使用一般的可視化軟件，在直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化前，有可能需要對(duì)計(jì)算所得到的大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)方式等操作。高性能計(jì)算網(wǎng)格環(huán)境下的可視化系統(tǒng)應(yīng)有機(jī)地與整個(gè)網(wǎng)格環(huán)境結(jié)合起來，在得到計(jì)算結(jié)果時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行某些用戶自定義操作，從而簡(jiǎn)化用戶操作。

（3） 提高可視化過程的交互性?？梢暬?wù)器屏蔽在網(wǎng)格中間件之下，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的過程中，用戶可以進(jìn)行交互，滿足特定需求。

（4） 有效利用已有可視化軟件。網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中已經(jīng)集成的大量?jī)?yōu)秀可視化軟件中，有的應(yīng)用范圍涵蓋了相關(guān)學(xué)科的多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，有的成為了相關(guān)學(xué)科數(shù)據(jù)分析的常用工具。充分利用這些軟件，將這些軟件以系統(tǒng)組件的方式融入到系統(tǒng)中來，將極大提高系統(tǒng)的可用性，降低其開發(fā)周期，充分利用網(wǎng)格環(huán)境資源共享的特征。

（5） 很好的可擴(kuò)展性。一個(gè)可視化中心，不同領(lǐng)域不同部門用戶的可視化要求各不相同，而且隨時(shí)可能有變化或有新的可視化要求。系統(tǒng)要能夠方便地修改已有的服務(wù)和添加新的可視化服務(wù)。

3.2 面向網(wǎng)格的可視化系統(tǒng)的工作模式

可視化應(yīng)用一般需要較大的計(jì)算量，可以利用網(wǎng)格上的高性能可視化資源完成可視化任務(wù)，然后將結(jié)果圖像傳送到用戶的客戶端顯示。這樣，客戶端只完成結(jié)果圖像的顯示，無需專用的軟、硬件資源，對(duì)客戶端的軟硬件要求將大大降低，易于實(shí)現(xiàn)異地多用戶的協(xié)同設(shè)計(jì)和分析?？梢暬Y源共享的工作模式如圖1所示。

（1） 用戶通過Web 瀏覽器訪問可視化應(yīng)用服務(wù)門戶，設(shè)置可視化應(yīng)用參數(shù)。以虛擬環(huán)境為例，主要是三維場(chǎng)景運(yùn)行信息，包括地形文件、運(yùn)動(dòng)實(shí)體幾何模型文件，模型驅(qū)動(dòng)方式、海洋參數(shù)、三維路徑參數(shù)等。

（2） 可視化應(yīng)用門戶服務(wù)器基于JSP 等動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求，用戶的操作結(jié)果在門戶服務(wù)器上存儲(chǔ)為XML 格式的可視化應(yīng)用配置文件，并將該配置文件傳送到可視化應(yīng)用服務(wù)器。

（3） 可視化應(yīng)用服務(wù)根據(jù)配置文件，利用網(wǎng)格中間件查找相應(yīng)的模型資源，完成相應(yīng)的可視化任務(wù)，并繪制到圖形加速卡的幀緩存中。

（4） 可視化應(yīng)用服務(wù)捕捉幀緩存中的三維場(chǎng)景圖像，并保存為圖像文件，傳送回可視化應(yīng)用門戶服務(wù)器，門戶服務(wù)器將場(chǎng)景圖像傳送到客戶端顯示。

3.3 面向網(wǎng)格的可視化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

面向網(wǎng)格的可視化系統(tǒng)分為4 層結(jié)構(gòu)，即可視化資源層、網(wǎng)格中間件層、可視化應(yīng)用服務(wù)層和可視化應(yīng)用網(wǎng)格門戶層，如圖2所示。

（1） 可視化資源層。提供網(wǎng)格調(diào)度使用的各種可視化資源，包括科學(xué)計(jì)算可視化工具、視景仿真驅(qū)動(dòng)軟件和圖形繪制硬件等。

（2） 網(wǎng)格中間件層。完成可視化服務(wù)的部署、注冊(cè)、調(diào)度、服務(wù)發(fā)現(xiàn)等網(wǎng)格資源管理功能。

（3） 可視化服務(wù)層。響應(yīng)可視化應(yīng)用門戶的任務(wù)請(qǐng)求，利用可視化網(wǎng)格資源完成具體的可視化任務(wù)。其中，可視化任務(wù)解析服務(wù)負(fù)責(zé)解析XML 格式的可視化任務(wù)描述文件，并調(diào)用其他可視化服務(wù)完成可視化任務(wù)。

（4） 應(yīng)用門戶層。接收用戶的交互信息，生成可視化任務(wù)描述文件，向用戶顯示可視化任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。

4 總結(jié)和展望

面向網(wǎng)格的信息可視化技術(shù)拓展了并行可視化和分布式可視化的研究范圍，使可視化可以在更廣的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算，更好地與科學(xué)計(jì)算連接，并讓更廣范圍內(nèi)的用戶通過網(wǎng)絡(luò)以遠(yuǎn)程或者協(xié)作方式進(jìn)行可視化。隨著研究的不斷深入，面向網(wǎng)格的可視化應(yīng)用研究可以從兩個(gè)方面來努力，一方面是進(jìn)一步完善系統(tǒng)服務(wù)管理、檢測(cè)和監(jiān)控，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全，提高系統(tǒng)的健壯性和適用性，另一方面是從應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合高速互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，根據(jù)用戶不斷變化的需求，增加更多的可視化服務(wù)。

主要參考文獻(xiàn)

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第8篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：園藝植物；可視化技術(shù)；應(yīng)用

可視技術(shù)應(yīng)用于園藝植物，在當(dāng)前還處于初步探索階段，屬于新興研究領(lǐng)域，主要分為幾個(gè)部分：園林設(shè)計(jì)、園林植物疾病管理與控制和園林植物產(chǎn)量預(yù)測(cè)等，對(duì)我國(guó)的園林建設(shè)起到很大的促進(jìn)作用。在文章中，對(duì)當(dāng)前我國(guó)園藝植物可視化的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)其中計(jì)算機(jī)及圖像處理等相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討，提出了園藝植物可視化的研究方向。

1 園藝植物可視化相關(guān)技術(shù)探討

1.1 參數(shù)化建模技術(shù)

在當(dāng)前園藝可視化技術(shù)應(yīng)用過程中，利用參數(shù)化建模技術(shù)，可以利用植物的三維結(jié)構(gòu)形態(tài)，采集到不同植物的結(jié)構(gòu)形態(tài)和參數(shù)數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用植物學(xué)中的拓?fù)湟?guī)律進(jìn)行相關(guān)的研究，通過這些研究，我們可以了解到各種植物的內(nèi)部器官形態(tài)、大小和基因等方面的信息，然后再依據(jù)這些參數(shù)對(duì)我們需要進(jìn)行研究的植物或結(jié)構(gòu)快速建模，并且結(jié)合植物交互式設(shè)計(jì)方法，對(duì)植物的花朵、葉子、果實(shí)等進(jìn)行可視化分析。

1.2 雙尺度自動(dòng)機(jī)模型

通過雙尺度自動(dòng)機(jī)可以對(duì)植物的生長(zhǎng)過程進(jìn)行全程模擬，因?yàn)槿~元是植物最基本的分生單位，所以一般用微狀態(tài)來表示葉元，也就是模擬的最小單位。我們可以依據(jù)植物的莖節(jié)數(shù)、莖節(jié)長(zhǎng)度等參數(shù)模擬出該植物的各種各樣的形態(tài)，將通過建模所得到的花朵、葉片、果實(shí)、莖桿等部位進(jìn)行拼接，得到植物模型，通過運(yùn)用雙尺度自動(dòng)機(jī)對(duì)該植物的生長(zhǎng)全過程進(jìn)行模擬。通過模型技術(shù)的應(yīng)用，可以為我們研究植物結(jié)構(gòu)提供幫助。

2 當(dāng)前我國(guó)園藝植物可視化發(fā)展分析

2.1 交互式設(shè)計(jì)在園藝植物可視化中的應(yīng)用

交互式設(shè)計(jì)所起到的作用就是，讓設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品在用戶使用的時(shí)候更加方便、操作簡(jiǎn)單。將交互式設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于園藝植物可視化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)中，可以使園藝植物模型的建立更加簡(jiǎn)單，易于操作，意義重大，也是交互式設(shè)計(jì)很好的應(yīng)用，同時(shí)也滿足了園藝植物建模對(duì)于軟件設(shè)計(jì)的需求。在園藝植物管理中，充分利用所采集到的植物各參數(shù)，對(duì)植物資源進(jìn)行合理配置，提供引導(dǎo)式的操作界面，對(duì)植物管理中節(jié)間的數(shù)量、植物的分枝情況進(jìn)行合理的設(shè)定，系統(tǒng)通過這些設(shè)定好的參數(shù)自動(dòng)模擬植物的初始生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)，操作人員還可以對(duì)其進(jìn)行交互式的調(diào)整，幫助操作人員模擬出植物的生長(zhǎng)形態(tài)。在對(duì)植物建模之后，可以通過花卉圖的建立，運(yùn)用融合算法，得到植物花朵排列模型，達(dá)到對(duì)園藝植物進(jìn)行可視化管理的目的。

2.2 三維立體技術(shù)在園藝植物可視化中的應(yīng)用

三維立體技術(shù)是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過專業(yè)的三維立體制圖軟件，模擬出立體的圖形，形象的展現(xiàn)在我們的面前。應(yīng)用于園藝植物可視化模擬中，可以增加可視化的真實(shí)性，把各種復(fù)雜的植物結(jié)構(gòu)通過立體模型的方式表現(xiàn)出來，這其中包括對(duì)植物結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的展示、紋理結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)等。三維立體技術(shù)在園藝植物可視化技術(shù)中，主要從植物的各種圖片中采集到顏色紋理、凹凸紋理和過程紋理等信息，并對(duì)圖片進(jìn)行處理，通過三維立體技術(shù)將植物以三維立體的形式表現(xiàn)出來，根據(jù)立體的要求，對(duì)其中的缺陷進(jìn)行修復(fù)，將曲面中的所有小四邊形網(wǎng)格對(duì)應(yīng)進(jìn)行貼圖，將各種紋理特征真實(shí)的表現(xiàn)出來。通過三維立體技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合建模技術(shù)可以真實(shí)的將植物的立體形態(tài)形象的展現(xiàn)在我們面前，以利于對(duì)園藝植物的管理。

2.3 園藝植物可視化的應(yīng)用前景

在現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)、圖像處理技術(shù)等都得到很大發(fā)展，并且應(yīng)用也越來越廣泛。由于園藝植物可視化技術(shù)是近年來才逐漸興起的，因此在技術(shù)應(yīng)用方面還普遍存在一些問題，對(duì)于當(dāng)前的可視化技術(shù)的研究和人們的期望之間還具有相當(dāng)大差距。比如，我們希望可能通過模型估產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、CO2濃度、降水等影響園藝植物生長(zhǎng)情況的預(yù)測(cè)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，還滿足不了人們的愿望，當(dāng)前園藝植物模型還只是停留在建模階段，還有待于人們?nèi)ラ_發(fā)、研究，這也是園藝植物可視化技術(shù)發(fā)展的重要方向。

3 結(jié)語

園藝植物可視化主要是通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)、三維立體技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)的，目前尚處于初級(jí)階段。運(yùn)用可視化技術(shù)對(duì)園藝植物進(jìn)行建模，可以將植物形態(tài)真實(shí)的展現(xiàn)在我們的面前，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物群體結(jié)構(gòu)、園藝植物的有效管理，為園藝植物栽培、花卉種植提供可視化的管理，更好的推動(dòng)我國(guó)園藝事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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2 周淑秋，郭新宇，雷蕾.黃瓜生長(zhǎng)可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī) 技術(shù)與發(fā)展，2007（1）

第9篇：計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)可視化 可視化分類 可視化應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

數(shù)據(jù)作為信息的載體在當(dāng)今世界發(fā)揮著越來越重要的作用，我們正處在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，每天都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在這樣的背景下，海量數(shù)據(jù)只有被合理的采集、分析和表達(dá)之后才有一定的意義，而數(shù)據(jù)可視化無疑是讓數(shù)據(jù)變得易于理解的最優(yōu)途徑。

1數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是順應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代而興起，縱觀國(guó)內(nèi)研究的相關(guān)資料，常見的數(shù)據(jù)可視化有：科學(xué)可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化、知識(shí)可視化等等，這所有的研究其實(shí)都是數(shù)據(jù)某種形式的表達(dá)。

1.1可視化技術(shù)

“可視”不是可以看見，它更多的指“可理解”，是使繁雜抽象的數(shù)據(jù)變得具體易懂，以便于傳播、交流和研究。

可視化技術(shù)就是把數(shù)據(jù)變成圖像展示給大家，更多的注重技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和算法的優(yōu)化，它涉及到計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，可以說可視化技術(shù)是數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)。

1.2可視化表現(xiàn)

可視化的表現(xiàn)形式多種多樣，主要是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加清晰易懂的圖形圖像的表現(xiàn)，不僅僅指視覺，亦可結(jié)合聽覺、嗅覺以及觸覺等，加入交互式處理技術(shù)，讓用戶在交互中理解數(shù)據(jù)。同時(shí)，可視化還通過對(duì)心理學(xué)等知識(shí)進(jìn)行合理運(yùn)用來展現(xiàn)數(shù)據(jù)深層次的意義。

可視化技術(shù)主要關(guān)注的是如何實(shí)現(xiàn)，而可視化表現(xiàn)則更多的關(guān)注以什么樣的形式表現(xiàn)，因此，可以說可視化表現(xiàn)是可視化技術(shù)的指導(dǎo)思想和具體體現(xiàn)。

2數(shù)據(jù)可視化分類

可視化是一種技術(shù)統(tǒng)稱，分為很多種類?？梢暬皇且粋€(gè)新的學(xué)科，它一直存在，因此，研究數(shù)據(jù)可視化必須要理解各種可視化的類別和方法才能明白它的真正含義。

2.1科學(xué)可視化

是可視化領(lǐng)域最早的學(xué)科，主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像學(xué)和圖形學(xué)處理數(shù)據(jù)，創(chuàng)建視覺圖像。其處理對(duì)象一般是類似于勘測(cè)、測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行三維世界的可視化表達(dá)。所以科學(xué)可視化屬于數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)子集。

科學(xué)可視化主要應(yīng)用領(lǐng)域是自然學(xué)，如：物理、化學(xué)、地理科學(xué)等，通過對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋、操作和處理來尋研究其中的特點(diǎn)。

2.2信息可視化

其歷史可追溯到20世紀(jì)90年代，那時(shí)由于圖形界面誕生，提供了人與信息交互的平臺(tái)，因此大量的科學(xué)家投入到信息可視化的研究中。

信息可視化與科學(xué)可視化相比，它主要研究對(duì)象是大規(guī)模的非數(shù)值型信息，即非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集。信息可視化的產(chǎn)物要通過人的感官傳遞到大腦，然后使人理解信息，因此它對(duì)技術(shù)的要求更高。它主要涉及的是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以外的人機(jī)交互以及商業(yè)等領(lǐng)域。也是數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)部分。

2.3知識(shí)可視化

從一般觀點(diǎn)來說，知識(shí)和數(shù)據(jù)關(guān)系不大，但是，知識(shí)也是一種信息，存在于人腦，知識(shí)可視化被認(rèn)為是在信息可視化的基礎(chǔ)發(fā)展而來的，它可以使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來表達(dá)，同時(shí)也可以是其它的方式如草圖等，而且，它不僅傳達(dá)事實(shí)，同時(shí)幫助人們正確地重構(gòu)知識(shí)。

2.4思維可視化

思維可視化理論上來說應(yīng)該是繼知識(shí)可視化后出現(xiàn)的，如現(xiàn)在常說的思維導(dǎo)圖等，它主要是幫助人們用放射性的思考方式來解決問題，用視覺的方式來描述知識(shí)，推動(dòng)觀點(diǎn)的創(chuàng)新。

3數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用

研究數(shù)據(jù)可視化的最終目的是應(yīng)用，將可視化技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮最大的價(jià)值才是數(shù)據(jù)可視化研究的意義所在。

3.1生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用已經(jīng)比較成熟了，尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如三維圖像可視化，屬于生物醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的一部分，用可視化手段將相關(guān)檢測(cè)進(jìn)行圖像融合，有利于幫助醫(yī)生準(zhǔn)確定位診斷。

3.2地理、氣象信息領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

地理信息是地理學(xué)和地圖學(xué)的結(jié)合，描述的是自然和文化現(xiàn)象的分布和組合，地理信息可視化從維度上可分為二維、三維和多維動(dòng)態(tài)可視化等；從表達(dá)方式上可分為地圖（圖形）、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

可視化在氣象信息方面的運(yùn)用與地理信息類似，譬如虛擬地理信息系統(tǒng)也可用來模擬天氣過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于天氣預(yù)報(bào)、氣象預(yù)測(cè)更有不可小覷的作用。

3.3工程和工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

工業(yè)、工程方面的數(shù)據(jù)可視化是非常必要的，現(xiàn)如今，通過建模渲染等技術(shù)把抽象概念、符號(hào)、數(shù)據(jù)等用三維圖形呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”，使得設(shè)計(jì)師、工程師、制造商抑或是招標(biāo)商的效率都有了極大的提高。

3.4金融、商務(wù)和通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

如我們所知，大數(shù)據(jù)時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)如若不能被人們合理運(yùn)用便是無用的，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、其中隱含的規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)等都是各行各業(yè)的專業(yè)人員在努力了解和探尋的，在金融、商務(wù)和通信行業(yè)尤是如此。

金融、商業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)據(jù)挖掘等一系列技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理和分析，達(dá)到解決問題的目的；在通信行業(yè)，各大運(yùn)營(yíng)商都構(gòu)建了大規(guī)模的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)，整合資源，增加盈利。

數(shù)據(jù)可視化是一種手段，一種工具，它在每個(gè)領(lǐng)域都有自己的特點(diǎn)，同時(shí)也有一定的局限性，但只要運(yùn)用得當(dāng)，能夠幫助人們解決問題就是成功的數(shù)據(jù)可視化。

4結(jié)語

數(shù)據(jù)可視化是一種具有普適性和獨(dú)特性、以服務(wù)為導(dǎo)向的綜合性研究系統(tǒng)，目前的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已為大多數(shù)用戶掌握，這使得數(shù)據(jù)可視化在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。在未來，數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)將不再以“視覺”為主導(dǎo)，聽覺、嗅覺、觸覺等等將都會(huì)融入進(jìn)來，它將是一個(gè)提供真實(shí)感受的虛擬實(shí)驗(yàn)室。

參考文獻(xiàn)

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