7.2.        Визуализация

Быстрый рост объема данных требует поиска новых способов представления полученной информации. Одним из таких важных подходов стала визуализация, благодаря которой любой тип данных, если это целесообразно, может быть преобразован и представлен в форме неподвижных либо движущихся изображений. Например, тот же текст в рекламном объявлении, если вид и размеры символов в нем имеют определенное значение. Нередко полученные результаты целесообразно изобразить в виде диаграммы, которая в доступной форме, с использованием широкой гаммы оттенков цвета показывает изменения, происходящие во времени, либо по изучаемым объектам. Значение визуализации характеризуется и тем, что каждое изображение (зрительный образ) по объему данных соответствует многим страницам текста.

Проще всего при визуализации представляется функция одного переменного. Это  плоская кривая на экране монитора. Функция двух пере­менных изображается в форме псевдовыпуклого изображения либо с помощью раскрашивания переменных. Представление функции трех переменных является сложной задачей. Один из способов ее решения – использование изображения с пространственными срезами.

Представление полученной информации новыми способами выполняют программы, называемые визуализаторами. Эти программы могут работать не только с целыми документами, но и с их фрагментами. В этом случае фрагменты рассматриваются как взаимосвязанные объекты гипертекста либо гиперсреды. Указанный подход используется не только для связи фрагментов, но и целых документов. Более совершенные визуализаторы иллюстрируют не только отдельные документы, но, когда это необходимо, и группы документов. В последних случаях широко используется технология пиктограмм.

Представление данных в виде видеофильмов, осуществляемое в результате визуализации, позволяет оживлять образы, наблюдать динамику процессов и явлений. В результате, например, математическое моделирование экономических процессов становится таким же «осязаемым», как и физическое. Визуализация позволяет даже «оживлять» алгоритмы и программы решения экономических задач, что обеспечивает их эффективное восприятие и анализ. Благодаря этому, визуализация широко используется в создании виртуальной реальности, именуемой также мнимой реальностью.

Синтезируется виртуальная реальность путем использования видеофильмов, в том числе мультипликации с широким применением сте­реофонического звука и отдельных цветных изображений, причем последние могут быть объемными. Естественно, что для создания виртуальной реальности среди внешних устройств абонентских систем обязательно должны быть экраны и динамики. В отличие от действительной реальности, в которой живет пользователь, виртуальную реальность он создает и динамично изменяет сам, для этого пользователь воздействует на различные устройства ввода-вывода системы.

В особых задачах для более глубокого восприятия виртуальной реальности используются специальные устройства. К ним относятся купола, внутри которых находятся люди, наблюдающие панорамные изображения, проецируемые на сферический экран. Здесь создается полная иллюзия трехмерного пространства. Панорамные технологии создают изображения очень высокого качества. Это позволяет показывать объемные электронные макеты проектируемых машин, аппаратов, зданий и сооруже­ний. Например, внутреннее убранство проектируемого самолета. Виртуальная реальность позволяет показывать предлагаемые склады, дороги, цеха, открывать двери цеха, «ходить» внутри него, менять ракурсы и «освещение» в цехе.

Панорамные технологии позволяют строить виртуальную среду, в которой можно наблюдать изображения, поворачивая их на 360°. Использование здесь больших экранов дает возможность рассмотреть нужные детали. В зависимости от необходимости пользователь, не сходя с места, меняет точки обзоров, как бы перемещаясь в пространстве круговой сцены.

Немало разработчиков предлагает программное обеспечение, по­зволяющее пользователям быстро создавать необходимые им виртуальные реальности. Для этого разработаны языки моделирования виртуальной ре­альности. Продаются также готовые прикладные программы, которые ис­пользуются в образовании, науке, туризме, медицине, спорте, торговле.

Созданием соответствующего программного обеспечения удается получить совершенно новые эффекты воспроизведения реальной действи­тельности либо создавать образы, которые лежат за пределами обычного видения. Например, просмотр изнутри объемных изображений внутренних частей работающего мотора автомобиля. Благодаря такой технологии, по­вышается производительность труда разработчиков.

Виртуальная реальность широко используется и в компьютерной рекламе – информации, предоставляемой о предлагаемых технологиях, товарах и услугах. Рассматриваемая реклама опирается на использование баз данных, в которых находятся сведения о предлагаемых объектах. Во всех случаях используются разнообразные типы данных: тексты, речь, музыка и изображения, в том числе – цветные, объемные. Потенциальный покупатель может на свой персональный компьютер получить из информационной сети файл, в котором содержатся все необходимые ему сведения. Это позволяет в разных ракурсах увидеть нужное покупателю изделие, повора­чивать его, «открывать» люки, крышки, двери и выполнять множество других операций. Показ сопровождается текстом, речью и музыкой.

В технологиях визуализации широко используются также информационные киоски – специализированные абонентские системы, предназначенные для потенциальных покупателей. Киоски (системы) через сеть имеют доступ к базам данных и программам, представляющим виртуаль­ную реальность. Информация выдается на сенсорный экран киоска, предлагая товар либо услугу. Указывая нажатием пальца на надпись, предлагающую товар или услугу, пользователь получает о ней всю необходимую информацию. Неподвижные изображения и видеофильмы сопровождаются речью и музыкой. Сенсорные киоски, т.е. киоски с сенсорными экранами, чаще всего устанавливаются в гостиницах, магазинах, на вокзалах.

Большое значение в визуализации имеет обработка изображений. Она предоставляет художникам электронные перья и кисти. Электронным пером называют технологию рисования изображений с помощью светового пера – устройства, предназначенного для сня­тия координат точек экрана и ввода, благодаря этому, данных в абонент­скую систему.

Световое перо, по форме напоминающее пишущую ручку, предназначено для работы с экраном монитора. Для этой цели в конце пера устанавливается фотоэлемент – интегральная схема, преобра­зующая свет в электрический сигнал. Если коснуться пером поверхности экрана, то луч, выписывая построчно изображение, коснется фотоэлемента. Этот момент будет зафиксирован компьютером, который определит коор­динаты этой точки. Затем компьютер даст команду ярко высветить эту точ­ку на экране. Таким образом, двигая световое перо по экрану, можно рисо­вать изображения записывать рукописные тексты.

С помощью электронного пера проводятся любые линии, необходимые для создания изображения. Каждая линия характеризуется шириной и цветом. Линии могут быть трех стилей: сплошные, пунктирные и штрих-пунктирные. Для выбора стиля необходимо сообщить компьютеру, какую линию и какого цвета провести.

Второй используемой технологией является электронная кисть. Эта технология аналогична световому перу. Различие заключается в том, что перо проводит на экране тонкую линию, а ширина линии электронной кисти может изменяться по указаниям пользователей. Движением кисти по экрану можно имитировать мазки, которые художник делает на холсте. При работе с кистью компьютеру можно сообщать цвет рисуемых линий.

Рисование с помощью пера и кисти можно осуществлять также с помощью клавиатуры и мыши. В этом случае проводятся отрезки прямых линий либо рисуются фигуры: окружности, эллипсы, прямоугольники, треугольники. Перед тем, как провести, линию пользователь должен задать ее стиль, цвет и толщину, затем указать координаты начала и конца линии. При вырисовывании типовых фигур нужно сообщить, какая из них необходима.

Используя перья и кисти, разработчики получают возможность рисования, ретуширования, штрихования. Обеспечивается имитация исполь­зования масляных и акварельных красок, фломастеров, мелков. Предос­тавляется управление «освещенностью» создаваемых рисунков. При этом могут изменяться интенсивность и углы направления света, яркость и на­сыщенность цветов. Изображаемые объекты могут вращаться и изменять свои размеры. Создаются эффекты выжигания частей рисунков, создания в них ярких и темных мест. Изменяется контрастность изображений, на них могут наноситься блестки.