計算機可視化技術精選(九篇)

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第1篇：計算機可視化技術范文

關鍵詞：數據結構；排序；可視化

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

引言

在科學高速發展的21世紀，計算機得到了廣泛的應用。在時代的需求下，人們對知識的需求也越來越高。為了人們便于理解和掌握更多復雜的知識，所以可視化技術成為了人們學習復雜知識的工具。那么，什么是可視化呢？可視化（Visualization）是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。它涉及到計算機圖形學、圖像處理、計算機視覺、計算機輔助設計等多個領域，成為研究數據表示、數據處理、決策分析等一系列問題的綜合技術。目前正在飛速發展的虛擬現實技術也是以圖形圖像的可視化技術為依托的。可視化把數據轉換成圖形，給予人們深刻與意想不到的洞察力，在很多領域使科學家的研究方式發生了根本變化。可視化技術的應用大至高速飛行模擬，小至分子結構的演示，無處不在。在互聯網時代，可視化與網絡技術結合使遠程可視化服務成為現實，可視區域網絡因此應運而生。

數據結構是由數據元素依據某種邏輯聯系組織起來的。對數據元素間邏輯關系的描述稱為數據的邏輯結構；數據必須在計算機內存儲，數據結構的實現方式是數據存儲結構，是其在計算機內的表示；此外討論一個數據結構必須同時討論在該類數據上執行的運算才有意義。在許多類型的程序的設計中，數據結構的選擇是一個基本的設計考慮因素。許多大型系統的構造經驗表明，系統實現的困難程度和系統構造的質量都嚴重的依賴于是否選擇了最優的數據結構。許多時候，確定了數據結構后，算法就容易得到了。有些時候事情也會反過來，我們根據特定算法來選擇數據結構與之適應。不論哪種情況，選擇合適的數據結構都是非常重要的。排序算法是數據結構學科經典的內容，其中內部排序現有的算法有很多種，其中包含冒泡排序，直接插入排序，簡單選擇排序，希爾排序，快速排序，堆排序等，各有其特點。

一、設計目的

本次我們的創新實踐項目就是研究關于數據結構的可視化。簡單來說，數據結構可視化就是利用計算機的編程語言將數據結構的內容以動態的方式表現出來。這就為數據結構的學習帶來很多的方便，更容易讓人們理解。

通過本次實踐項目的研究，可以提高學生的思維能力，促進學生的綜合應用能力和專業素質的提高；可以學習并掌握數據結構與算法計，使學生能夠有獨立的分析能力和設計能力，初步掌握軟件開發過程的問題分析、系統設計、程序編碼、測試等基本方法和技能，提高綜合運用所學的理論知識和方法獨立分析和解決問題的能力。下面我們重點來講解一下關于本次研究項目的具體構思和實現方式。

二、具體實現

按要求選擇不同的操作。選擇后根據不同的選擇進行不同的操作，最終達到對各種排序的可視化。系統設計如圖1所示。

（一）分析各種排序算法的特點

1.冒泡排序

這是一種較簡單的排序方法，它重復地走訪要排序的數列，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。

2.插入排序

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

3.選擇排序

它的基本思想是：對待排記錄（R1，R2，...，Rn）進行n次選擇操作。其中第i次操作是選擇第i個小（或大）的記錄放在第i個（或n-i+1個）位置上，從而得到一個新的記錄數曾1的有序表。

4.快速排序

首先檢查數據列表中的數據數，如果小于兩個，則直接退出程序。如果有超過兩個以上的數據，就選擇一個分割點將數據分成兩個部分，小于分割點的數據放在一組，其余的放在另一組，然后分別對兩組數據排序。

5.希爾排序

先取一個正整數d1

（二）可視化的實現

在界面的排序方法處選擇需要的排序方法，然后在數值輸入區輸入排序的數字，跟據輸入數字的大小在界面上會出現用來表示不同數字的不同高度的豎條，點擊排序按鈕豎條就會根據排序算法來跳動，整個跳動過程會在界面中顯示，最后隨著排序的完成豎條會停止跳動，最終顯示排序結果。例如插入排序（升序）的可視化；在數值輸入區里輸入以下數值58、37、79、52、64、26、75、52、60、34，界面上會出現高度不一的豎條，然后點擊插入排序按鈕，58為第一關鍵字，因為前面沒有數值，所以不比較；37為第二關鍵字與前面的58進行比較小于58，所以58的豎條向后移動到紅色豎條的位置；第三關鍵字是79與前面的37、58進行比較，79大于58，所以豎條不移動。按照此過程進行逐一比較，排序完成后豎條會按照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、結論

數據結構排序算法的可視化將書本上的抽象知識轉變為更為容易理解的動態形式，不僅可以為學生減少學習的難度，還可以提高學生的學習積極性，更容易讓學生掌握各種排序方法。

參考文獻：

[1] 張乃孝.算法與數據結構（C語言描述-第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 達爾文（Darwin，F.I）.Java經典實例[M].北京：中國電力出版社，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：計算機可視化技術范文

關鍵詞：虛擬化；實踐教學；可持續學習

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）12-0175-03

一、引言

教學模式是在一定的教學思想或教學理論的指導下構建的教學活動結構框架和活動程序[1]。信息技術的迅猛發展為教學模式的革新提供了良好的契機。建構主義認為，知識不是通過教師傳授就能得到，而是學習者在一定的情境及環境下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資源，通過意義建構的方式而獲得的。這里既強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的指導作用，教師是學習的幫助者、促進者，而不是知識的灌輸者，它強調“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是教學環境的四大要素[2]。學習主體之間、師生之間的交互對于知識意義的建構起著關鍵性的作用。這一理念中包含的環境條件對計算機類課程的實踐教學而言尤為關鍵，實踐教學著重培養學生實際動手能力，僅僅依靠在固定的實驗室或機房中進行有限時間的訓練，無法達到培養學生解決問題能力的教學目的，需要突破教學環境的時空限制，在開放、統一軟硬件環境下實現持續性的可交互協作學習，延伸教學至課堂之外。云計算的基礎――虛擬化技術為突破實踐教學的各種限制提供了技術可行性和保障，促進師生之間的交流，促進學生協作學習。

二、虛擬化技術

虛擬化（Virtualization）本質上是一種物理資源封裝手段，是構建云計算的基礎技術之一。通過虛擬化技術可以最大限度地屏蔽軟硬件資源的差異性，根據需要靈活分配這些資源，減少總體成本[3]。虛擬化將計算機的各種實體資源，如服務器、網絡、內存及存儲等，予以抽象、轉換后呈現出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態更好的方式來應用這些資源。虛擬化技術有很多種類型，通常包括硬件虛擬化、應用虛擬化、桌面虛擬化和服務器虛擬化。利用軟件創建一個虛擬機來模擬底層硬件的服務和功能，能在一臺機器上運行多個操作系統。當這項技術應用在服務器上時被稱為服務器虛擬技術；而桌面虛擬化是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性[4]。用戶只需要連入互聯網，借助輕量級客戶端，例如手機、PAD、瘦客戶端或PC，就可以在任何地點、任何時間訪問在網絡上的屬于個人的桌面系統或服務器，完成各種計算任務，包括程序開發、科學計算、軟件使用乃至應用的托管。提供這些計算能力的資源對用戶是不可見的。

三、虛擬環境下創新實踐教學模式

1.虛擬桌面突破時空限制，實現可持續學習。傳統的計算機類課程的實踐教學環境需按照教師或課程的要求事先統一配置，因公用性導致大量不同的軟件安裝在同一臺PC機中，運行速度得不到保證。同時，為防止病毒感染或學生的誤操作導致系統破壞，公共機房環境中的設備一般設置了自動還原功能，導致實驗的配置無法保留，對于軟件測試（由于需要長時間連續運行）的課程，實驗過程的中斷更令人無法接受。即使可以在同一設備上開展后續工作，也要自行保存階段性成果，并依賴相關軟件工具進行恢復，既費時費力，又無延續性。學生在非教學環境中如寢室、家中繼續進行學習，還需自行搭建環境。將操作系統、應用程序和用戶數據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性化視圖，這樣的視圖稱之為虛擬桌面。桌面虛擬化技術集成了遠程桌面和服務器虛擬化等技術的優點，主要是通過桌面虛擬化將數據的運行存儲與桌面呈現進行分離，所有的用戶桌面系統由數據中心進行托管并統一管理，用戶通過遠程訪問協議來訪問自己的操作系統。利用桌面虛擬化技術可以突破時空限制，解決實驗延續性的一種較好的方案。每個學生自入學之日起，便為其設置獨屬的桌面機。學生可以通過賬號登錄“自己的桌面機”，學生在機房、寢室甚至家中都能實現此操作，繼續完成本人的實驗、作業、測試等。

第3篇：計算機可視化技術范文

關鍵詞：模塊化課程體系崗位群 計算機科學 體系建設

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0126-02

近年來，作為應用型本科院校的計算機專業，面臨IT人才急劇擴張的市場需求，急需對傳統的人才培養模式進行改革與創新。在這種背景下，我院計算機科學與技術專業對學生試行了“3+1”人才培養模式，通過創新課程教學體系應該是首位性的工作，為此對此專業進行模塊化課程體系建設。

1 模塊化課程體系是實現創新課程教學體系的最佳途徑

應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，它的人才培養目標在于培養應用型、技能型人才。由于其自身的性質具有一定的雙重性，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，在對人才的培養目標上也就自然而然的不同了。一般本科院校培養的人才過于注重理論知識的學習，而忽視了實踐能力的訓練，一般高職院校培養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，但應用型本科院校卻截然不同。它培養出的人才既要具備一定的知識水平，綜合素質，又要具備很強的動手實踐能力，因此，應用型本科院校所培養出的人才對于面向生產、建設、管理、服務等一線或崗位群，并不斷滿足其需要還是在很大程度上具有優勢的。

在傳統的人才培養方案中，課程體系是按照計算機一級學科整體建設的需求來設置學科理論課程及實踐課程，而不是按照本科層次應用型人才的培養目標來設置課程體系，學生所學的知識與技能與企業的崗位技能要求不匹配，出現了“學非所用”的結構失衡。因此，在制定課程體系與課程內容時，應淡化原有按一級學科設置的理論體系，強化按應用能力設置的知識體系。即由注重學科理論的系統性向注重工程實踐的綜合性轉變。而模塊化課程體系不以學科建設為中心組織教學內容，而是強調教學內容在能力形成中的作用，恰恰體現了這種轉變，也是實現創新課程教學體系建設的最佳途徑。

2 計算機專業模塊化課程體系的構建

模塊化教學法自創立之初，迄今為止已有數十年，其主要特點在于以現場化教學為主，并輔之與之相關的職業技能培訓。具體地說該方法與以往教學模式的不同在于以就業為導向，并根據學生所學專業需要為之設置與之相關的專業技能模塊和職業崗位（群）模塊，除此之外，還需考慮技術變化和市場對各高級應用型專門人才的實際需求情況來對課程體系結構進行構建以及調整。

由于“3+1”人才培養目標直接面向職業崗位（群），這使得其在進行模塊化課程體系開發方法選擇上，需要用到逆向思維法。所謂逆向思維法就是通過對學生將來所要從事崗位的職業素質以及能力進行分析，并得出一個有效的結果，進而根據這個結果對教師所要教授課程進行設計，組成相應的教學單元。在課程設計上要求具備一定的針對性和實用性，并突破不同學科間的壁壘以及對以往的教學模式進行變革，因此，這種教學方法對于構建由課程一級（專業基礎）模塊、課程二級（專業方向課程）模塊和課程三級（職業崗位群課程）模塊組成的模塊化課程體系，具有極大幫助。

2.1 專業基礎模塊

專業基礎模塊課程是計算機科學與技術專業的公共核心知識體系，其開設的目的在于對不同專業方向學生的計算機知識進行補充，旨在培養學生將來從事計算機科學與技術方面崗位所應具備的一些最為基礎的素質與能力，也為滿足學生未來所從事職業需要以及為學生終身學習奠定一定的知識基礎。除此之外，該模塊課程學習也在一定程度上使得學生的社會適應能力和職業遷移能力得以提高。專業基礎模塊課程主要包含：計算機基礎、高級程序設計語言、數據結構、計算機組成原理和數據庫技術基礎等課程，使學生掌握從事計算機各行業工作所具備的最基本的硬件，并且通過和課程體系相對應的基礎實驗模塊使學生具備該專業最基本的技能。

2.2 專業方向模塊

專業方向模塊課程是在專業基礎模塊課程基礎上，按照專業方向的教育增加各個專業方向教育所需要的比較全面的專業知識，以構成較完整的專業方向知識體系。專業方向模塊包括網絡方向、軟件方向和嵌入式方向等子模塊。由于計算機科學與技術專業自身具有極強的實踐性，因此，對于這一專業學生的培養來說，并不能僅僅停留在計算機科學與技術專業理論知識的教授上，還要對學生的動手實踐能力進行培養，從而使得學生能夠掌握一些不可或缺的、實用的計算機科學與技術專業技能，對本科層次的應用型人才培養、教育而言也是如此。把這一點體現在該專業課程設置上就是說，該專業課程要在一定程度上體現學生所要掌握的計算機科學與技術以及一些必備的技能，并通過與該模塊相對應的專業實驗及實訓模塊來促使學生所學的理論知識能夠很好的與實踐相結合，力求為該專業方向學生的培養打下雄厚的理論和技術基礎。

2.3 職業崗位群模塊

職業崗位群模塊設置的目的在于對學生將來所要從事的具體某方面工作所應具備的職業素質進行培養，從而使得學生在走出校門后就能夠很好的適應并滿足崗位的實際需要。如果說專業基礎模塊注重的是從業未來及一些不確定因素，強調的是專業寬口徑，職業崗位群模塊則注重就業崗位的實際需要，強調的是學生的實踐能力。掌握一門乃至多門專業技能對于提高學生的就業能力可以說是發揮著不可或缺的重要作用。

3 計算機專業模塊化教學的實施和對教學改革的促進

3.1 按模塊組織教學內容

所謂按模塊對教學內容進行組織，首先，要對不同模塊的總體人才培養目標進行確立，并在此基礎上，對以往以知識講授為中心的學科式課程內容體系進行變革，打破不同章節之間的限制，將理論知識與實際操作知識緊密結合起來，以技術和能力培養為目標努力構建不同的學習專題作為子模塊；其次，每個子模塊又下設不同的學習單元（根據模塊知能體系的各個具體目標與內容而劃分的小專題）以及課題，從而使得模塊課程的教學能夠形成一個嶄新的“積木組合式”的教學模式。

3.2 模塊化教學有利于提高教師的理論水平和實踐能力

模塊教學作為教學方法中一種，將其運用在計算機專業教學的中，就是要對以往傳統的教學體系進行變革，讓廣大師生能夠不斷的學習以及掌握新的知識和技能，從而使得教師自身的實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，在教學的過程中教師一定要根據模塊教學的特點，將模塊的教學方向靈活的運用。將模塊教學的核心點定在提高學生的能力以及素養上，將學生的主體地位發揮出最大的作用，積極的調動學生學習的興趣，在模塊教學的過程中還應該采用其他的教學方法。例如，案例教學法、討論式等教學方法。在專業課程的教學過程中強調“教師邊講解邊演示，學生以一邊操作以邊理解”將動手和動腦有機的相結合在一起，進而來形成一個“雙邊教學法”，由于在實際的教學過程中有了師生之間的互動，這使得以往教師講，學生聽的一言堂教學模式被徹底打破。

3.3 模塊化教學有利于促進教材建設

由于模塊教學法對教材要求較高，這使得在市場上很難找到與之相關的教材，即使找到也未必能夠用的上，從這點上來看，模塊化教學法對于現有教材內容的革新、現行教材體系進行突破、增添教材的專業性、實用性以及正確解決學科體系的系統性與生產實踐所需知識綜合性的矛盾具有極大幫助。

3.4 模塊化教學有利于提高學生的知識水平和實踐能力

使用模塊法進行教學，使得以往生搬教材的教學方式得以變革，這對于激發學生的學習興趣以及引導學生參與到課堂中來具有極大幫助。并且由于模塊教學法注重理論知識與實踐知識相結合，這使得學生的理論素養和動手實踐能力在無形中得以點滴提高起來，這對于學生未來從業是有利的。

4 結語

實踐證明，應用型本科教育模塊化教學是教育改革的必然趨勢，隨著應用型本科教育的發展和教學改革的深入，計算機專業的模塊化課程體系也將會不斷地完善和提高，走出一條高技能人才培養模式改革之路，并得到合作企業和社會的認可。

參考文獻

[1] 劉伯紅，方義秋，夏英，等.基于“關鍵點”課程的課程體系改革與探索[J].實驗科學與技術，2011（4）：82-84.

[2] 李海濤.模塊化教學條件下課程體系的構建[J].四川職業技術學院學報，2007（2）：82-83.

[3] 胡燕燕.關于高職教育課程體系構建的幾點思考[J].高等職業教育：天津職業大學學報，2004（1）：19-22.

[4] 向昌成.高職高專計算機應用專業建設探討[J].阿壩師范高等專科學校學報，2006（S2）：38-40.

[5] 白建明，金升燦，周麗韞.高職計算機專業教學模式的研究[J].計算機教育，2006（2）.

第4篇：計算機可視化技術范文

高職高專計算機應用技術課程體系改革一、“3+3”課程體系概述

目前，我院發展正處于一個從增加數量到提高教學質量的轉變期。學院黨委明確辦學思路：以科學發展觀為指導，以服務為宗旨，以就業為導向，以育人為中心，以能力為本位，以工學結合為切入點，構建了“以校園文化為底色，以‘3+3’課程模塊為主體，以大學生素質拓展體系為延伸，培養既有科學人文素養，又有職業崗位技能，具有健全人格和良好職業道德的高素質技能型人才的培養模式”。“3+3”模塊化課程體系的設計是對傳統課程體系設置的重大改革，走出了一條工學結合、校企合作、頂崗實習的新路子。

2010年，在“3+3”模塊化課程體系（如下圖1，圖2）的設計前提下，學院對專業課程體系提出了按專業群建設課程體系的架構，其中公共基礎課程模塊全院通用，相近專業共用職業技術基礎能力模塊，提煉各專業職業崗位核心能力模塊。

二、我院現階段計算機應用技術類專業研究背景

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的隨意性，不再按照學科設置專業課程體系，而是按職業崗位群的職業崗位、職業核心能力與素質拓展要求進行設置。但在改革過程中也出現了一些新情況和新問題。新情況：實踐教學條件得到了很大的改善，大二年級在人手一機環境下進行教學，職業核心課程實行分段式教學等；新問題有：在專業教學計劃中，哪些課程適合在人手一機條件下教學，哪些課程適合分段式教學，學時數應為多少，另外，有些課程中知識滯后，有些課程與當前IT行業不適應等；還有專業課程體系中，不同課程知識點重復講解問題等。因此，修訂、完善計算機應用技術專業中課程體系整體優化工作，對提高人才培養的質量已是迫在眉睫的事情。

三、課程體系整體優化建設的思路和內容

1.重視知識結構的研究

根據高職高專計算機應用技術專業人才培養方案中人才培養規格的定位要求，應理清培養這樣人才所應有的知識結構，較好地設計出科學的課程體系，避免隨機設課。

首先，在進行充分的市場調研的基礎上，得出高職高專計算機應用技術人才培養的規格要求，弄清楚它應該包含哪幾部分：公共基礎是什么？職業技術基礎是什么？職業崗位核心是什么？它們各自包含哪些知識點？這些知識點可以構成什么樣的模塊，它們之間的關系是什么樣的？哪些是基礎的？哪些是拓寬的？哪些是必修的？哪些是可選擇的？然后，根據我院的具體情況，找出強化我院特色應該加強的內容。如加強網絡技術、網站開發等方面課程的開設。

其次，要根據不同階段和教學條件的不同，培養目標應分解到各階段實施。

最后，考慮如何將這些知識點設計成有機聯系的課程體系，使這樣配置的課程體系更優，并能在規定的時間內按照一個恰當的順序完成這些課程的教學。

2.強調整體優化的思想

課程體系的整體優化是至關重要的。因為，有時我們從一個角度看，某些知識點是非常有用的，從另一個人的成功經驗來看可能會得到相反的結論。在設置課程時，很容易看到這樣一種現象，有的教師很可能會自然而然地根據自己的經驗而極力地強調某一門課程的重要性。但是從總體上看，它可能是僅僅適應于某一方向，而對整個專業崗位能力來講顯得就過窄了。

實際上，關于整體優化，還有許多的問題需要考慮。在建立課程體系時，需要結合我院、本專業自身具有的特色給與足夠的重視，這樣制定計劃培養出來的學生就會更好地代表自己水平和特色。

另一個問題是，在研究課程設置時，一定要堅持依據職業崗位群和崗位核心能力的培養需要設課，絕不能是教師能講什么課就開什么課，為了培養高技能型的學生，要努力地創造條件，設置那些必須開出的課來，以突出自己專業特色。

強調整體優化，還應該注意根據專業的需要，適當拓寬知識面和堅持可持續發展總的教育指導思想，適當地增設基礎理論課程。

3.安排各門課程課時的比重，建立科學的課程體系

確定各門課課時的比重，可以在宏觀上對課程體系起到控制作用，以保證各門課程有一個適當的比例。

縱觀國內各個示范高職高專人才培養方案，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。必修課多數是公共基礎課、職業技術基礎課和職業崗位核心課，它們的內容比較豐富、穩定、重要，它們往往有著較高的授課學時，并且多數被確定為考試課。

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

四、計算機應用技術專業課程設置及教學進程計劃表

以2010年人才培養方案中的課程體系為例，在上述理論指導下，修訂、完善并執行計算機應用技術專業人才培養方案中的課程體系，該課程體系如下表：

說明：表中形如20/3表示分階段教學，前面數字表示周學時，后面數字表示連續上課總周數；標注“＃”的數字表示本學期該課程的總學時。

五、解決的問題和取得的成績

通過兩年的努力，建立計算機應用技術專業較科學的人才培養方案，專業課程體系達到整體優化，確定高等職業院校的人才培養規格，形成適應區域經濟結構布局和產業升級需要，結構比例合理、層次梯級明晰的人才培養格局，并在2010級計算機應用技術兩個班實施，收到老師和學生的一致評價。包括以下幾個方面：

1.確立了計算機應用技術專業人才培養方案中的課程體系；“3+3”模塊化課程具有明顯的優點：（1）靈活性、機動性大，有利于學生自主學習；（2）有利于各類各層次職教之間同其他教育的溝通、銜接，避免重復學習

2.制定了整體優化后的課程體系中“職業技術基礎課程”模塊和“職業崗位核心課程”模塊理論、實踐教學大綱和課程考核指南，一方面，為教師和學生們解決“教什么”“如何教”“教出水平”“學什么”“如何學”“學有所得”“考什么”“如何考”和“考出真知”等教學問題；另一方面，避免了一些知識點在以往教學中不同課程的重復講解等問題。

3.整合優化課程體系中的知識點

將相似或相近的課程內容優化、組合成一門課程，既節省學時，又提高教學效果，有利于職業崗位能力的培養。

4.對課程體系整體優化研究與實踐，體現了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出的“適應經濟發展方式轉變和產業結構調整要求、體現終身教育理念、中等和高等職業教育協調發展”的要求。

六、結束語

本次專業課程體系的整體優化的研究與實踐歷時已2年，在實踐教學中實施該課程體系，教學質量有了顯著的提高。當然，專業課程體系設置是動態的，有些課程在實踐過程中還不那么十全十美，有待我們進一步地研究和完善。

參考文獻：

[1]丁愛萍.高職計算機應用技術專業課程體系探究.職業與教育，2010，（20）：128-130.

第5篇：計算機可視化技術范文

（華南師范大學，廣東 廣州 520631）

摘 要：中國的園林藝術歷史悠久，有著光輝的歷史，在整個園林美術的設計中，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，運用計算機虛擬現實系統，通過調查的一系列的數據采集成果，實現對可園形成一個虛擬現實的映射，為中國古代園林美學的普及和發展做前期有效嘗試.

關鍵詞 ：園林美學；可園；虛擬現實技術

中圖分類號：TU986 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）01-0013-03

中國的園林藝術歷史悠久，有著光輝的歷史，在整個園林美術的設計中，充分融合了中國燦爛悠久的文化，形式鮮活，神韻優美，神形兼備，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，產生了許多優美的故事.園林始建于清朝道光三十年（公元1850年），因園內建筑多以“可”字命名，故稱可園.隨著社會和科技的巨大發展，新時期數字化時代給可園這個古老而美麗的園林注入了新的活力，借助計算機技術和藝術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容.

1 計算機數字化時代可園布置背景

隨著計算機的普及使用，整個數字化時代都在向前發展，早前以印刷術為媒介的宣傳主編被當今數字化生活所替代，人們坐在家中就可以通過計算機了解到想看的景觀風貌.隨著科技日新月異地發展，眾多歸屬藝術類別的文化景觀也被結合了科技因素，各地的現實園林建筑也被翻致到計算機當中，數字化技術使得的園林美學的內容得以廣泛傳播.基于各地的數字化工作都在展開此種情況，我們認為，對于可園的數字化工作，可以基于兩個方面，一是在基于計算機三維現實空間的基礎上采用高動態光照渲染技術（HDR）的全景圖像實現虛擬現實技術（VR）的映射；另一方面是通過計算機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一，真實建筑與數字建模呼應的傳播與發展體系，以求達到多維統一的效果.

虛擬現實是一種可以創建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統.虛擬世界是全體虛擬環境(Virtual Environment)或給定仿真對象的全體.虛擬環境是由計算機生成的、通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使其產生身臨其境的感覺的交互式視景仿真.[1]2008年我國第一部虛擬現實作品《紫禁城》的完成，對后期的園林美學景觀的數字化建設起到了一個奠基作用，使得可園作為園林美學的代表之一在計算機數字化時代有新的發展，同時也為其他的園林美學景觀起到一個借鑒作用.并在此基礎上將虛擬園林美學的藝術性、功能性、生態性發展到一個統一的高度.

2 計算機數字化時代可園布置技術實現

針對嶺南園林的不同建筑形態，在計算機數字化建模要從多方面開展技術實現，針對不同的建筑群的主要功能，要考慮到特定的因素氛圍.可園的數字媒體傳播與發展的顯示實現必須有幾個方面的準備基礎：

2.1 構思與現實準備

在針對計算機數字技術園林藝術的技術表現上要充分把中國文人思想的獨特情懷描繪其中，“一花一世界，一葉一菩提”.中國人不僅從簡簡單單的花和葉中看出了世界的發展規律，并且中國文人還把植物中的“梅蘭竹菊”也深刻地反映出了文人思想、文人意識的體現.所以，在中國的建筑中，特別是園林建筑中，一個植物群的位置安排一方面是根據風水和環境的布置需要，另一方面也體現出了當時的設計者對建筑中要求表現出自身人格的文化需要.

作為中國園林美學的南方代表，可園的建筑風格與北方園林建筑中的紫翠房、環碧樓、大琉璃寶殿有不同之處，走進園林所看到的了藝術風格都是南方婉約式的山水構成之展現，同時又獨具嶺南特色，艷麗多彩、纖巧繁縟.所以在構思方案形成以后要開始收集準備可園的相關資料，進行實地考察之后作出分析.要充分了解可園的歷史、文化和藝術背景，對園內的樓閣、亭臺、池、橋等一系列園林美學景觀作出嚴密的現場考察，設計實施方案，在繪制基本圖形時也應考慮后期可以根據CAD及3D渲染等軟件作出相應的數字景觀建模等.

2.2 采用高分辨率的圖形采集器材采集圖像

根據虛擬現實技術的要求，數字圖像的展現過程應該是顯示一種360°的全方位真實現實場景，為了把握物體再現的最大真實，在圖像采集的過程中除了要考慮高分辨率的數字采集器材外，還要考慮統一時間的光照效果.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，獲得的真實程度也就越高.所以，在圖像采集時和成像后都應當采用RAW格式來采集和無損儲存，可以保證數字圖像的最大質量，以求在計算機媒體中得到最好的效果.

2.3 數字采集的規劃范圍及時間節點

在進行數字采集時，應考慮到藝術與科技相結合的這一工作的全面性.故在圖像采集時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生變化的地方數據差值是否過大，如果差值過大要對比園中其他建筑部分進行園林建筑調整，以求達到與原來景觀部分統一，以其最大化的求得園林景觀藝術效果的整體一致.

2.4 在具體數據采集時，還要考慮可園的建筑安排，據了解，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，每個建筑組群都要考慮一個主要的建筑，通過主體輻射的方式將周邊的環境、各建筑之間的位置、建筑群體的數量等規劃出來，對于可園內部古建筑廳堂內外、露天園景、小品、植被、花隱園、荷花池、三個湖景等不同類型的園林美學景觀要考慮到其中的統一關系，力求在表現上將園林景觀和文人思想結合起來.

2.5 在選擇圖像采集角度時，要考慮到使用的機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，因為這些鏡頭的使用會使得物體的真實度產生嚴重差值，故建議使用標準鏡頭.在使用標準鏡頭時，在圖像采集過程中要考慮對所有需采集的園林建筑組群的對象確定一個統一的光照時間和視平線.另外還要注意幾個問題：

（1）在時間處理方面：盡量避開清晨、正午和黃昏，這三個時間段由于光照的角度使得在成像時會產生一些對比太強或者對比太弱的效果.要確實一個特定的時間，使得日光能成一定角度進入到CCD芯片中，一般情況下選擇光照方向以45°左右為宜，拍攝時間考慮為上午9點到11點、下午3點到5點比較適合.同時在拍攝的后期圖像處理中也可適當增加一定的立體效果；

（2）在拍攝取景方面：對每個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位置不會發生偏移.對于全景連續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用于計算機數字化媒體軟件中；

（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行，盡量避免東一張西一張的情況出現.在后期的圖像導入中，建立個體相關文件夾，將圖像進行分組、編號，加入一些背景信息，便于快速查找及增加這一部分的知識內容和背景構成.

2.6 采集圖像數據的整理及歸納

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

要注意通道和色階的關系：在后期處理中將一些遮蓋到主建筑物的無關信息其摳出，統一調整建筑物的相互關系；

要注意采集圖像的色彩范圍：在不同場景的圖像采集過程中，必然會發生拍照時間的不一致性和角度的不一致性，會出現冷暖光場景的不一致性，這就需要后期在色彩處理中要做調整將圖像色光統一起來；

要注意采集圖像的像素性：由于是要將現實園林景觀通過電子器材完整還原到模擬數字空間中，所以在圖像采集時要考慮到圖像的完整性，用相對較高的ISO設置及無損的RAW存儲格式，確保出圖時圖像質量完整性.

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接技術，確保在2張圖像的對接時能產生最佳的無差別效果；

要注意采集圖像的多維性：在最后的數字虛擬現實制作階段，將專業軟件運用其中，在拼接后通過對場景的渲染，最終形成光、聲、影三位一體的效果整體統一數字三維場景.

2.7 認真做好現代計算機數字化技術和古代可園優秀園林藝術的有機結合

計算機數字化技術是一種現代科學表現技術，運用它的目的是為了更好地表現可園優秀園林藝術風貌和內在精神.必須做到根據內容的需要來運用這種現代表現技術.通過利用計算機進行數字化處理，結合光電再現技術，實現對可園園林所在時空的一切聲音、文字、圖像和數據的編碼和解碼.做到可園實際建筑藝術的空間三維影像再現，實現聲音、圖像和色彩的的完美結合.把靜態的園林建筑和動態的場景變換結合起來，把對可園歷史沿革的介紹和展現古代園林藝術的時代意義結合起來.特別要注意的是在制作時要突出可園作為古代園林建筑藝術的“這一個”本身所具有的特點.這里我們認為主要做到兩點.第一，要凸現可園小中見大，渾然一體的建筑風格.使人領略可園占地僅三畝三，但卻有1樓、6閣、5亭、6臺、5池、3橋、19廳、15房，通過130余道式樣不同的大小門及游廊、走道聯成一體，四通八達，布局有如三國孔明的八陣圖.沿著暗中通明、高低回轉的環碧廊，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淵藪的重要地位.除建筑藝術之外，可園最能載入史冊的是它對嶺南畫派的重要貢獻.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，創立花鳥畫中的撞粉、撞水法.因此，我們在運用計算機數字化技術揭示可園藝術內涵的時候，就要注意對“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行介紹.

3 計算機數字化時代可園園林美學的傳播與發展思考

縱觀當今全國的文化藝術景觀，利用基于計算機三維現實空間的基礎上采用高動態光照渲染技術（HDR）實現的全景圖像實現虛擬現實技術（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，但是將整個園林美學建筑群做統一虛擬空間實現的工作還是比較少.取可園作為一個試驗點，對某地的園林美學的建筑藝術做一個完整性的映射，有著重要的意義.在虛擬現實環境中，設計者置身于一個相對真實的模擬空間，是對園林景觀設計能夠突破“平面、里面、剖面”的常規模式，讓設計者從各個不同的角度直觀地面對設計對象、更加深入地研究環境中個設計要素及空間之間的關系和比例.[3]這一工作最大的好處在于，既把相關的數據信息納入計算機，實現電子信息的深度存儲和快速傳播，又節省了每年數據變化之后的大量的紙張的浪費，節約了成本，保護了環境.另一方面，在整個園林美學的傳播過程中，用戶可以在基于云技術數據庫系統的支持下，通過點擊某個想要了解的對象，進入到更深層次的信息數據庫，快速了解某一對象的時代背景，建筑藝術風格、地理位置、范圍尺度等一系列信息.

隨著科技的日新月異，計算機科學的深度發展，基于計算機基礎的各種空間虛擬現實技術會更進一步的鋪開，這對于用戶通過網絡互連直接觀察到想要了解的某地的現實景觀有極大的幫助，通過此模擬基礎，既使得屬于藝術范疇的園林美學得到了進一步發展，實現藝術與科技的相融合；同時在一定意義上也促進了整個民族文化的多元化發展及傳播.

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參考文獻：

〔1〕韋有雙，楊湘龍.王飛虛擬顯示與系統仿真[M].北京:國防工業出版社,2004.

第6篇：計算機可視化技術范文

關鍵詞： UCS；虛擬化；數據中心

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0236-02

1 傳統虛擬化架構存在的問題

近年來數據中心虛擬化建設快速發展，虛擬化提高了服務器的資源利用率，但傳統虛擬化架構中還存在一些問題。

首先，傳統架構中存在數據局域網和存儲交換網絡兩種網絡，這使得機柜線纜較多，不利于散熱，而且導致網絡配置復雜，故障排除困難。

其次，每臺服務器都有著自已唯一的標識參數，如WWN名稱（World wide name），MAC地址等。這些參數通常是服務器上安裝的應用軟件Licenses（使用許可）綁定的對象，因此當服務器發生故障，虛擬化遷移至備用服務器時，這些參數發生改變將造成軟件無法在新的服務器上運行。

2 思科統一計算系統UCS

思科公司針對上述問題，開發了一種創新的計算架構：統一計算系統UCS（Unified Computing System）。它是對傳統虛擬架構的革新，它在一個緊密結合的系統中整合了計算、網絡、存儲接入與虛擬化功能，旨在降低總體擁有成本，同時提高業務靈活性。

2.1統一交換網絡矩陣

UCS使用統一交換矩陣技術實現了傳統數據網絡和存儲數據一起同時傳輸。它采用的是當前在以太網上融合傳統局域網和存儲網絡唯一成熟的技術標準Fiber Channel Over Ethernet（FCoE），即以太網光纖通道，它將存儲網（SAN）的數據幀封裝在以太網幀內進行轉發。思科UCS采用FCoE技術實現了Fiber Channel流量在 10G 以太網中傳輸，整合 I/O 到同一條線纜，減少了適配器，線纜和端口數量。單個網卡及單根連線就能將服務器同時聯向以太網和 Fiber Channel 存儲網絡，從而達到節省設備數量和布線簡化的目的。圖1表明了傳統虛擬架構和UCS統一計算架構的對比情況。

實現這一功能的具體設備是統一交換矩陣UCS 6020XP，它創建了一個統一的管理域，最多可將20個刀片機箱作為一個計算資源池進行統一的調度和管理，實現了所有網絡流量的統一傳輸和處理。

每塊刀片服務器還配備了一個Cisco集中網絡適配器（CNA）。它直接跟機箱的網絡結構相連，通過10Gb的通道進行存儲和網絡活動，實現了以太網光纖通道（FCoE）。

2.2 VN-Link虛擬適配器技術

思科統一計算系統中的每臺服務器都通過一條或多條物理鏈路連接到統一交換矩陣。Cisco VN-Link技術能在單一物理鏈路上配置多條虛擬鏈路。虛擬鏈路將虛擬機中的一個虛擬NIC （vNIC）連接到交換平臺中的一個虛擬接口。這個功能由Cisco UCS M81KR虛擬接口卡實現，它能創建多達128個虛擬端口，其身份（MAC地址和WWN）可動態編程。這個虛擬接口卡提供了足夠的接口，保證每個虛擬機都能擁有一個或多個專用物理接口，因此不再需要虛擬軟件層面的交換。這些端口都和UCS6120XP的某個物理網卡端口相關聯。圖2中虛擬機VM1的虛擬網卡先和M81KR中1號虛擬接口相關聯，然后和物理端口NIC1相關聯，形成一條虛擬鏈路。

這種結構使對虛擬機虛擬鏈路的管理就像管理物理服務器的物理鏈路一樣進行。也就是說，從虛擬機視角來看，每個虛擬機好像都有一個唯一的物理網卡。虛擬接口與物理接口的相聯關系能根據需要發生改變。當一個虛擬機從一臺服務器遷移到另一臺服務器時，該虛擬機的虛擬鏈路所連的虛擬接口只要簡單地與UCS6120XP另一個物理端口建立關聯就可以了。圖2中VM1由A刀片機箱遷移到B刀片機箱時，VM1的虛擬接口卡由原來關聯的NIC1變換為NIC2，而對于虛擬機系統中mac地址來說則不發生變化，因為虛擬接口卡仍然是1號虛擬接口。這樣就解決了服務器虛擬化遷移后軟件能正常運行的問題。

2.3 UCS Manager統一管理系統

Cisco UCS Manager是思科統一計算系統的管理中心。它提供了一個直觀GUI控制臺，能夠全方位管理服務器配置文件、HBA設置和網絡配置文件等，無需為個系統組件配備單獨的管理模塊。Cisco UCSManager軟件集成并內嵌于統一交換矩陣UCS6120XP之中。

UCS Manager為每臺刀片服務器都設置了一個服務配置文件。它全面定義服務器的各種參數和配置。當更換新的刀片服務器時，我們可將原來的服務配置文件直接應用到新服務器。由于配置文件中規定了服務器的物理參數如MAC地址，WWN地址，VLAN和VSAN的連接，boot order等各項參數，新的服務器也即備機就會具有和老服務器一樣的物理參數，由此，無需在網絡和SAN設備上做任何重新設置，備機就具有老服務器的所有特性。這樣就避免了傳統虛擬架構中服務器更換時的繁瑣設置工作，提高了管理效率，降低了維護難度。

3 基于UCS的虛擬數據中心部署方案

本方案采用了2臺思科UCS5108刀片服務器機箱，該機箱最多可以安裝8臺半寬兩路刀片服務器。刀片服務器選擇思科UCS B200 M2兩路刀片服務器，每個機箱共配置8臺，每臺配置2顆E5649處理器，48GB內存。刀片服務器通過2104XP陳列擴展器模塊連至兩臺交換矩陣6120XP，形成冗余結構，避免出現單點故障。每個2104XP有4個10G上行端口，支持40G帶寬，每刀片機箱安裝2個，共80G帶寬。兩臺UCS 6120xp都連接到思科上層核心交換機。NetAPP存儲由Cisco MDS9124交換機和統一交換矩陣相連。

每臺刀片配置48GB內存，在一般應用的負載情況下，可承載16臺虛擬機的資源需求。此虛擬化架構易于擴充，資源不夠時只需增加刀片機箱和刀片服務器即可。數據存儲由NetAPP存儲提供，可方便擴充數據容量，保障數據的可靠性。

4 結束語

UCS采用統一交換矩陣，在一個統一的網絡基礎設施上傳輸局域網、存儲流量，降低了網絡的復雜度和部署難度。 UCS Manager對整個刀片集群作為一個計算資源池進行統一的調度和管理，實現了刀片資源的動態調度以及刀片故障時的自動冗余切換功能。

UCS平臺將計算、網絡、存儲訪問和虛擬化統一到一個綜合系統中，進行集中管理，提升了數據中心虛擬化的靈活性和可靠性。

參考文獻：

[1]茅昌坤.基于UCS的企業級虛擬存儲系統架構[J].信息與電腦：理論版，2015（8）：14-15.

第7篇：計算機可視化技術范文

[關鍵詞] 信息可視化； 網格； 可視化系統

[中圖分類號] TP311.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）20- 0071- 03

1 信息可視化與網格概述

1.1 信息可視化概述

所謂可視化，就是把數據信息和知識轉化為圖形、圖像等比較直觀的視覺形式的過程，它充分利用人們對這些可視模式能夠快速識別的自然能力，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、發現大規模數據的需求，并方便人們與之交流，從而可以有效地發現隱藏在信息內部的特征和規律，并加以總結和推廣。進一步，對繁雜的抽象信息之間的復雜關系進行探索的努力，促使了信息可視化這一嶄新科學領域的出現。它是一門將信息和數據轉換為人們可以直觀、形象理解的圖形或圖像表達方式的技術，從而通過對信息的感知將其內在化成知識。它結合了科學可視化、人機交互、數據挖掘、圖像技術、圖形學、認知科學等諸多學科的理論和方法，而逐步發展起來。作為人和信息之間的一種可視化界面，交互技術顯得尤為重要，傳統的人機交互技術幾乎都可以得到應用。人機交互是研究人、計算機以及它們相互影響的技術，而信息可視化則是研究人、計算機表示的信息以及它們相互影響的技術。除了如何繪制關心的對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。

可視化技術最初應用于科學計算，隨著社會信息化的推進和網絡應用的日益廣泛，信息源越來越龐大，也越來越復雜，可視化技術已不僅用于科學數據，而且要作為一個基本工具，應用于抽象信息，揭示信息之間的關系和信息中隱藏的特征。目前，信息可視化的研究熱點之一是網絡信息可視化。網絡信息分布在遍及世界各地的數以萬計的網站上，網站通過文檔之間的超鏈接交織在一起。不論網絡現在的規模有多大，可以預見的是，它還將繼續膨脹。如何方便地利用Web上的信息，成了一個迫切需要解決的問題。然而，目前的信息訪問方式卻遠遠不能讓人滿意。網絡信息可視化在幫助人們理解信息空間的結構，快速發現所需信息，有效防止信息迷航等方面將會扮演越來越重要的角色。

1.2 網格的概念與應用

網格是一種正在發展的新興技術， 人們對它還沒有一個統一的認識。有人將其看作是未來的互聯網， 也有稱“ 網格”代表“ 國際互聯網2”和“ 下一代互聯網”等。此類說法雖不嚴謹， 但也說明了“ 網格”是繼互聯網之后出現的一種新型網絡技術平臺。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設施， 通過這種基礎設施， 用戶不需要了解這個基礎設施上資源的具體細節就可以使用自己所需要的資源。作為構筑在互聯網上的一組新興技術， 它將高速互聯網、計算機、大型數據庫、傳感器和遠程設備等融為一體， 為科技人員和民眾提供更多的資源、功能和服務。不難預測，與萬維網一樣，原來為科研服務的網格也會很快用于傳媒、傳統產業、電子商務、娛樂等各個領域。網格通過任何一臺計算機都可以提供無限的計算能力，可以接入浩如煙海的信息。這種環境將能夠使各企業解決以前難以處理的問題，最有效地使用他們的系統，滿足客戶需求并降低他們的計算機資源總成本。它所要達到的目的有三個，其一是資源的集中，使用戶能夠將企業整個IT基礎設施看作是一臺計算機，能夠根據需要找到尚未被利用的資源。其二是數據共享，使企業接入遠程數據。其三是通過網格來加強合作，使廣泛分散在各地的組織能夠在一定的項目上進行合作，整合業務流程，共享從工程藍圖到軟件應用程序等所有信息。

2 面向網格的可視化研究

2.1 信息可視化與網格計算的融合

作為一種發展中的技術，廣義上可以認為網格是一種面向互聯網的分布式計算技術和中間件。可視化與網格具有緊密的聯系：一方面可視化通常是科學計算結果的后續處理步驟，另一方面可視化本身也是一種數據與計算密集型應用。可視化和科學計算一樣是促進網格發展的動力。網格支持互聯網范圍的可視化應用，它對于可視化應用的意義有以下幾個方面：

（1） 隨著科學計算和醫學等應用的發展，可視化數據集的存儲量和計算量不斷增大。一些數據集的存儲量已達到太（T）字節，網格技術能夠通過動態的資源組織滿足數據存儲和計算的要求，它能提供自治和動態的資源管理，實現數據采集、存儲和計算的分布，增強科學家理解和使用科學數據的認知能力，延伸人類科學活動的范圍。

（2）可視化應用具有較高的數據要求和計算要求，一般只能在較高端的平臺上運行，往往需要遠程使用。隨著互聯網的普及，遠程可視化的空間進一步擴大了， 與基于Web 的遠程可視化相比，網格提供了一個更為統一的資源共享和使用的平臺，在這個平臺上協調各種資源、提供遠程可視化服務存在很多新的挑戰，因為需要處理數據、計算和顯示等多種類型的分布。

（3） 面向網格的可視化應用不僅應該支持用戶的遠程訪問，而且應該支持用戶間的協同。人們已經對協同可視化進行了大量研究。協同也是網格的一項重要特征。如網格可以提供虛擬組織支持，這種虛擬組織的概念除表現為資源的虛擬化外，更突出表現為多個用戶之間的協作。

（4） 科學計算和可視化都是網格的主要應用對象。可視化通常是科學計算的后續處理步驟，為了更好地對科學計算結果進行可視化和駕馭，需要在可視化流程和科學計算過程之間進行協調和集成，通過這種集成可以更好地獲得反饋并進行控制，提高資源的利用效率，方便問題求解環境的構建。所以面向網格的可視化和面向網格的科學計算的集成也是一個重要的研究領域。

2.2 面向網格的可視化的研究內容

20 世紀90 年代中后期以來，計算機迅速普及，網絡技術飛速發展，計算機集群和聯網計算機逐步取代了傳統的高端并行機而成為并行可視化應用的理想平臺。而Internet 的興起使得可視化應用利用Internet 范圍的存儲、計算和繪制資源，并在Internet范圍內提供服務成為一種可能和現實的需求。傳統的網絡可視化研究沒有考慮面向INTERNET 的異構性、互操作性、動態性和可擴展性，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算機和網絡技術的發展趨勢。網格技術正是在這種條件下產生的一種前瞻性的面向互聯網的分布式計算方式，它是傳統的并行計算和分布式計算在深度和廣度上的拓展。雖然網格技術仍在發展之中，但是它所提供的資源匯聚、自治協調等功能將使得可視化應用在更廣的范圍內進行數據存儲和計算，更好地與科學計算程序集成，并讓更廣范圍的用戶通過網絡以遠程或協作方式使用可視化應用。面向網格的可視化已經成為可視化領域的一個新的研究。國內外都在面向網格的可視領域內進行了較多研究，早期的研究主要是利用計算分布和數據分布完成可視化任務，后來的研究向縱深發展，其側重點也有所不同。一些研究不僅利用網格資源進行并行繪制，而且可以提供遠程繪制服務；一些研究項目致力于功能更為全面的面向網格的可視化軟件和中間件；另一些研究則側重于現有可視化軟件的“網格化”；還有一些研究特別將重點放在了網絡可視化中海量數據的傳輸中。以上這些研究雖不成熟，但都是在面向網格的可視化領域內的有益探索。

3 構建面向網格的可視化系統

隨著網格環境的建設的逐步完善和科學計算的需求日益增長，如何構建一種適用性好、交互性強、易于擴展的網格環境下的可視化系統，成為目前面向網格的可視化應用研究的重點問題。基于網格計算環境的特征，并參考國內外已有的遠程可視化系統，可以從以下幾個方面來考慮：

3.1 關于系統的設計目標

（1） 高效地提供優質的可視化結果。由于涉及到大規模的數據，一般的可視化軟件均需要較高配置的運行環境。只有在基于高性能計算網格的環境中，利用高性能的CPU、計算和可視化硬件環境，才能高效地可視化大規模甚至超大規模科學計算所得數據，得出高質量的可視化結果，從而方便對數據進行進一步分析。

（2） 簡化用戶操作。若使用一般的可視化軟件，在直接對數據進行可視化前，有可能需要對計算所得到的大規模數據進行篩選、轉換存儲方式等操作。高性能計算網格環境下的可視化系統應有機地與整個網格環境結合起來，在得到計算結果時，自動進行某些用戶自定義操作，從而簡化用戶操作。

（3） 提高可視化過程的交互性。可視化服務器屏蔽在網格中間件之下，在對數據進行可視化的過程中，用戶可以進行交互，滿足特定需求。

（4） 有效利用已有可視化軟件。網格計算環境中已經集成的大量優秀可視化軟件中，有的應用范圍涵蓋了相關學科的多個應用領域，有的成為了相關學科數據分析的常用工具。充分利用這些軟件，將這些軟件以系統組件的方式融入到系統中來，將極大提高系統的可用性，降低其開發周期，充分利用網格環境資源共享的特征。

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

3.2 面向網格的可視化系統的工作模式

可視化應用一般需要較大的計算量，可以利用網格上的高性能可視化資源完成可視化任務，然后將結果圖像傳送到用戶的客戶端顯示。這樣，客戶端只完成結果圖像的顯示，無需專用的軟、硬件資源，對客戶端的軟硬件要求將大大降低，易于實現異地多用戶的協同設計和分析。可視化資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用服務門戶，設置可視化應用參數。以虛擬環境為例，主要是三維場景運行信息，包括地形文件、運動實體幾何模型文件，模型驅動方式、海洋參數、三維路徑參數等。

（2） 可視化應用門戶服務器基于JSP 等動態網頁技術響應客戶端的請求，用戶的操作結果在門戶服務器上存儲為XML 格式的可視化應用配置文件，并將該配置文件傳送到可視化應用服務器。

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

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

3.3 面向網格的可視化系統的體系結構

面向網格的可視化系統分為4 層結構，即可視化資源層、網格中間件層、可視化應用服務層和可視化應用網格門戶層，如圖2所示。

（1） 可視化資源層。提供網格調度使用的各種可視化資源，包括科學計算可視化工具、視景仿真驅動軟件和圖形繪制硬件等。

（2） 網格中間件層。完成可視化服務的部署、注冊、調度、服務發現等網格資源管理功能。

（3） 可視化服務層。響應可視化應用門戶的任務請求，利用可視化網格資源完成具體的可視化任務。其中，可視化任務解析服務負責解析XML 格式的可視化任務描述文件，并調用其他可視化服務完成可視化任務。

（4） 應用門戶層。接收用戶的交互信息，生成可視化任務描述文件，向用戶顯示可視化任務執行結果。

4 總結和展望

面向網格的信息可視化技術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進行數據存儲和計算，更好地與科學計算連接，并讓更廣范圍內的用戶通過網絡以遠程或者協作方式進行可視化。隨著研究的不斷深入，面向網格的可視化應用研究可以從兩個方面來努力，一方面是進一步完善系統服務管理、檢測和監控，增強系統的安全，提高系統的健壯性和適用性，另一方面是從應用出發，結合高速互聯網的普及與發展，根據用戶不斷變化的需求，增加更多的可視化服務。

主要參考文獻

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[2] 陳靜姝，王慶官，張凡，等. 基于網格計算環境的可視化系統設計與實現[J]. 計算機應用研究，2007（8）.

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[4] 高曙，Nick J Avis. 網格環境下分布式可視化研究[J]. 武漢理工大學學報，2009（2）.

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[6] Haoxiang Wang，K Brodlie，J Wood. Service-oriented Approach to Collaborative Visualization [J]. Proceedings of the U K e-Science All Hands Meeting， NeSC，2006，7 （17）.

[7] Shu Gao， Ding-Fang Chen. Applying Web Service Technology in Distributed Visualization [J]. Proceedings of the ICMLC，2007，5 （2）.

[8] Shu Gao，Dingfang Chen. Semantic Approach to Visualization Service Discovery [J] . Proceedings of the SPND，2007，10 （2）.

第8篇：計算機可視化技術范文

關鍵詞：園藝植物；可視化技術；應用

可視技術應用于園藝植物，在當前還處于初步探索階段，屬于新興研究領域，主要分為幾個部分：園林設計、園林植物疾病管理與控制和園林植物產量預測等，對我國的園林建設起到很大的促進作用。在文章中，對當前我國園藝植物可視化的研究現狀進行了分析，并對其中計算機及圖像處理等相關新技術的應用進行了探討，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技術探討

1.1 參數化建模技術

在當前園藝可視化技術應用過程中，利用參數化建模技術，可以利用植物的三維結構形態，采集到不同植物的結構形態和參數數據，然后運用植物學中的拓撲規律進行相關的研究，通過這些研究，我們可以了解到各種植物的內部器官形態、大小和基因等方面的信息，然后再依據這些參數對我們需要進行研究的植物或結構快速建模，并且結合植物交互式設計方法，對植物的花朵、葉子、果實等進行可視化分析。

1.2 雙尺度自動機模型

通過雙尺度自動機可以對植物的生長過程進行全程模擬，因為葉元是植物最基本的分生單位，所以一般用微狀態來表示葉元，也就是模擬的最小單位。我們可以依據植物的莖節數、莖節長度等參數模擬出該植物的各種各樣的形態，將通過建模所得到的花朵、葉片、果實、莖桿等部位進行拼接，得到植物模型，通過運用雙尺度自動機對該植物的生長全過程進行模擬。通過模型技術的應用，可以為我們研究植物結構提供幫助。

2 當前我國園藝植物可視化發展分析

2.1 交互式設計在園藝植物可視化中的應用

交互式設計所起到的作用就是，讓設計出來的產品在用戶使用的時候更加方便、操作簡單。將交互式設計方法應用于園藝植物可視化技術的實現中，可以使園藝植物模型的建立更加簡單，易于操作，意義重大，也是交互式設計很好的應用，同時也滿足了園藝植物建模對于軟件設計的需求。在園藝植物管理中，充分利用所采集到的植物各參數，對植物資源進行合理配置，提供引導式的操作界面，對植物管理中節間的數量、植物的分枝情況進行合理的設定，系統通過這些設定好的參數自動模擬植物的初始生長結構，同時，操作人員還可以對其進行交互式的調整，幫助操作人員模擬出植物的生長形態。在對植物建模之后，可以通過花卉圖的建立，運用融合算法，得到植物花朵排列模型，達到對園藝植物進行可視化管理的目的。

2.2 三維立體技術在園藝植物可視化中的應用

三維立體技術是利用現代計算機技術，通過專業的三維立體制圖軟件，模擬出立體的圖形，形象的展現在我們的面前。應用于園藝植物可視化模擬中，可以增加可視化的真實性，把各種復雜的植物結構通過立體模型的方式表現出來，這其中包括對植物結構細節的展示、紋理結構的表現等。三維立體技術在園藝植物可視化技術中，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，并對圖片進行處理，通過三維立體技術將植物以三維立體的形式表現出來，根據立體的要求，對其中的缺陷進行修復，將曲面中的所有小四邊形網格對應進行貼圖，將各種紋理特征真實的表現出來。通過三維立體技術的應用，結合建模技術可以真實的將植物的立體形態形象的展現在我們面前，以利于對園藝植物的管理。

2.3 園藝植物可視化的應用前景

在現階段，計算機技術、信息化技術、圖像處理技術等都得到很大發展，并且應用也越來越廣泛。由于園藝植物可視化技術是近年來才逐漸興起的，因此在技術應用方面還普遍存在一些問題，對于當前的可視化技術的研究和人們的期望之間還具有相當大差距。比如，我們希望可能通過模型估產技術，實現對溫度、CO2濃度、降水等影響園藝植物生長情況的預測，但是在實際應用中，還滿足不了人們的愿望，當前園藝植物模型還只是停留在建模階段，還有待于人們去開發、研究，這也是園藝植物可視化技術發展的重要方向。

3 結語

園藝植物可視化主要是通過現代計算機技術、信息化技術、三維立體技術等來實現的，目前尚處于初級階段。運用可視化技術對園藝植物進行建模，可以將植物形態真實的展現在我們的面前，實現對植物群體結構、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，更好的推動我國園藝事業的發展。

參考文獻

1 郭新宇，趙春江等.玉米三維重構及可視化系統的設計與實現[J].農業工程學報，2007（4）

2 周淑秋，郭新宇，雷蕾.黃瓜生長可視化系統的設計與實現[J].計算機 技術與發展，2007（1）

第9篇：計算機可視化技術范文

關鍵詞 數據可視化 可視化分類 可視化應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

0引言

數據作為信息的載體在當今世界發揮著越來越重要的作用，我們正處在一個信息爆炸的時代，每天都會產生大量的數據，在這樣的背景下，海量數據只有被合理的采集、分析和表達之后才有一定的意義，而數據可視化無疑是讓數據變得易于理解的最優途徑。

1數據可視化

數據可視化是順應大數據時代而興起，縱觀國內研究的相關資料，常見的數據可視化有：科學可視化、數據可視化、信息可視化、知識可視化等等，這所有的研究其實都是數據某種形式的表達。

1.1可視化技術

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

可視化技術就是把數據變成圖像展示給大家，更多的注重技術的實現和算法的優化，它涉及到計算機圖形圖像學、計算機仿真學等各個領域，可以說可視化技術是數據可視化的基礎。

1.2可視化表現

可視化的表現形式多種多樣，主要是將復雜的數據進行更加清晰易懂的圖形圖像的表現，不僅僅指視覺，亦可結合聽覺、嗅覺以及觸覺等，加入交互式處理技術，讓用戶在交互中理解數據。同時，可視化還通過對心理學等知識進行合理運用來展現數據深層次的意義。

可視化技術主要關注的是如何實現，而可視化表現則更多的關注以什么樣的形式表現，因此，可以說可視化表現是可視化技術的指導思想和具體體現。

2數據可視化分類

可視化是一種技術統稱，分為很多種類。可視化不是一個新的學科，它一直存在，因此，研究數據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科學可視化

是可視化領域最早的學科，主要是運用計算機圖像學和圖形學處理數據，創建視覺圖像。其處理對象一般是類似于勘測、測量得到的數據，然后進行三維世界的可視化表達。所以科學可視化屬于數據可視化的一個子集。

科學可視化主要應用領域是自然學，如：物理、化學、地理科學等，通過對科學數據進行解釋、操作和處理來尋研究其中的特點。

2.2信息可視化

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

信息可視化與科學可視化相比，它主要研究對象是大規模的非數值型信息，即非結構化的數據集。信息可視化的產物要通過人的感官傳遞到大腦，然后使人理解信息，因此它對技術的要求更高。它主要涉及的是計算機圖形學以外的人機交互以及商業等領域。也是數據可視化的一個部分。

2.3知識可視化

從一般觀點來說，知識和數據關系不大，但是，知識也是一種信息，存在于人腦，知識可視化被認為是在信息可視化的基礎發展而來的，它可以使用計算機技術來表達，同時也可以是其它的方式如草圖等，而且，它不僅傳達事實，同時幫助人們正確地重構知識。

2.4思維可視化

思維可視化理論上來說應該是繼知識可視化后出現的，如現在常說的思維導圖等，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，推動觀點的創新。

3數據可視化應用

研究數據可視化的最終目的是應用，將可視化技術應用于各個領域，發揮最大的價值才是數據可視化研究的意義所在。

3.1生命科學領域的數據可視化

生命科學領域的數據可視化應用已經比較成熟了，尤其在醫學領域，如三維圖像可視化，屬于生物醫學圖像處理技術的一部分，用可視化手段將相關檢測進行圖像融合，有利于幫助醫生準確定位診斷。

3.2地理、氣象信息領域的數據可視化

地理信息是地理學和地圖學的結合，描述的是自然和文化現象的分布和組合，地理信息可視化從維度上可分為二維、三維和多維動態可視化等；從表達方式上可分為地圖（圖形）、多媒體、虛擬現實等。

可視化在氣象信息方面的運用與地理信息類似，譬如虛擬地理信息系統也可用來模擬天氣過程進行實驗，對于天氣預報、氣象預測更有不可小覷的作用。

3.3工程和工業領域的數據可視化

工業、工程方面的數據可視化是非常必要的，現如今，通過建模渲染等技術把抽象概念、符號、數據等用三維圖形呈現出來，實現了“所見即所得”，使得設計師、工程師、制造商抑或是招標商的效率都有了極大的提高。

3.4金融、商務和通信領域的數據可視化

如我們所知，大數據時代產生的海量數據如若不能被人們合理運用便是無用的，數據之間的關系、其中隱含的規律和發展趨勢等都是各行各業的專業人員在努力了解和探尋的，在金融、商務和通信行業尤是如此。

金融、商業領域，通過數據挖掘等一系列技術對數據進行收集整理和分析，達到解決問題的目的；在通信行業，各大運營商都構建了大規模的業務支持系統，整合資源，增加盈利。

數據可視化是一種手段，一種工具，它在每個領域都有自己的特點，同時也有一定的局限性，但只要運用得當，能夠幫助人們解決問題就是成功的數據可視化。

4結語

數據可視化是一種具有普適性和獨特性、以服務為導向的綜合性研究系統，目前的數據可視化技術已為大多數用戶掌握，這使得數據可視化在各個領域都發揮了重要作用。在未來，數據可視化系統將不再以“視覺”為主導，聽覺、嗅覺、觸覺等等將都會融入進來，它將是一個提供真實感受的虛擬實驗室。

參考文獻

[1] 曾悠.大數據時代背景下的數據可視化概念研究[D].浙江大學，2014.