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科学数据可视化方案

本方案是北龙超云本地数据可视化解决方案,它通过多屏显示墙将复杂的数据以图形/图像的形式在高度沉浸感的显示环境中实时展现出来。

 

多屏显示墙可视化系统可应用于地理、化学、天文、医学等领域。在分子结构显示、OpenGL应用、高分辨率图形拼接显示、流媒体显示等领域有广泛的应用,包括“高分辨率地理航拍图像显示”、“台风云娜模拟视频显示”、“高分辨率天文图像拼接显示”和“禽流感病毒的三维分子结构显示”等。多次向中科院和科技部领导作汇报演示,并获得好评。

 

一、功能特点

u  可视化渲染:对超级计算机模拟所得的海量复杂数据进行可视化实时渲染。

u  结果显示:通过LCD大屏拼接显示系统直观呈现并对数据进行全面观察分析,从更深的层次洞察科学数据的本质特征。

u  交互操作:实现海量数据的实时交互式分析管理,在辅助科学分析决策及科普等各方面发挥作用。

 

二、方案构成

该系统有高性能图形处理服务器、多屏拼接墙、可视化软件环境及可视化工具组成。

部件

描述

计算系统

高性能计算集群

展示系统

高性能图形工作站+高分辨屏拼接屏墙

可视化环境

跨平台中间件,采用图像流级数架构可实现百万级别以上的显示像素能力的协同科研可视化环境,用于高清视频和图像的可视化研究

可视化工具

BVT-G01

地理学科绘图工具,可以完成海岸线、国界、河流等的绘制

BVT-PS01

二维、三维的结构和非结构网格TB级科学数据可视化和图形分析工具

BVT-W01

气象数据处理和显示工具

BVT-GV01

球面数据可视化工具

 

三、系统特点

u  可用性高:通过负载均衡、并行处理等方法,充分利用系统中的各CPU计算资源。

u  可扩展性好:由于采用分布式、并行可视化系统环境,当系统需要扩展时,可动态增加新的节点,使系统的吞吐量和处理能力增强。

 

四、应用案例

1、黑洞吸积盘数值模拟可视化

针对天文台黑洞数据的专业流场,根据用户输入的时序速度场计算流线和轨迹线,从而观察粒子在黑洞吸积盘上的真实运动过程,并采用3D的方式做结果的可视化展示,展示具有交互控制的功能。

 

2、高速列车尾部气流运动状态模拟可视化

通过集群运算获取高速列车尾部流场的时序数据,然后对网格进一步采用三线性差值和龙格库塔四次积分等处理得到绘制数据,并通过流管的方式从不同侧面绘制出来,结合周围场景模拟,最终生成虚拟的告诉列车尾部气流可视化模拟环境。

 

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