Вычислительная визуализация

Вычислительная визуализация — это междисциплинарная область исследования того, как компьютеры можно использовать для создания и анализа изображений. ^[1]

Охваченные территории

Для науки об изображениях в информатике абстрактный тип данных «изображение» (или, возможно, несколько таких типов) находится в центре внимания вместе с потенциальными реализациями. ^[2] Существует три основные группы алгоритмов для этого типа данных, которые следует учитывать в вычислительной визуализации:

Алгоритмы от «изображения» к «изображению»

Обработка изображений — это область исследования, которая в основном включает в себя операции преобразования одного или нескольких входных изображений вместе с возможными дополнительными параметрами, не являющимися изображениями, в выходное изображение. Эти операции облегчают различные применения, такие как улучшение качества изображения, включая такие методы, как повышение контрастности; извлечение определенных функций из изображения, таких как обнаружение краев ; и выявление и выделение шаблонов на основе заранее определенных критериев, примером которых является метод синего экрана. Кроме того, эта область включает разработку алгоритмов сжатия , которые играют важную роль в эффективном хранении и передаче данных изображений.

Алгоритмы от «изображения» к «не-изображению»

Две дисциплины разделяют операции по преобразованию изображений в неизображенные элементы данных. Область распознавания образов не ограничивается изображениями. Но с начала 1950-х годов он выполнил важную подготовительную работу для компьютерной визуализации в тех областях, которые по существу классифицируют информацию в заданных изображениях: идентификация простых геометрических гештальтов (например, «круглая область»), классификация букв (распознавание рукописного текста), «видение» пространственных объектов в изображениях или даже объединение стилистических признаков изображения. Изображения должны быть связаны с экземплярами неиллюстративного типа данных, образующими описание некоторых их аспектов. Соседняя область компьютерного зрения — это часть ИИ ( искусственного интеллекта ), в которой ученые-компьютерщики пытаются научить — грубо говоря — компьютеры способности визуального восприятия . Поэтому проблема скорее принадлежит компьютерному зрению в той степени, в которой ее цель является «семантической», т. е. результат приближается к человеческому видению объектов на картинке.

Алгоритмы от «не-изображения» к «образу»

Исследование возможностей, предоставляемых операциями, которые приводят к экземплярам типа данных «изображение», но принимают в качестве отправной точки экземпляры неграфических типов данных, выполняется, в частности, в компьютерной графике и визуализации информации . Первый имеет дело с изображениями в более близком смысле, т.е. с изображениями, показывающими пространственные конфигурации объектов (в разговорном значении слова «объект») в более или менее натуралистическом представлении, как, например, в виртуальной архитектуре. Отправной точкой алгоритмов генерации изображений в компьютерной графике обычно является тип данных, который позволяет нам описывать геометрию в трех измерениях и освещение сцены, которое должно быть изображено вместе с важными оптическими свойствами рассматриваемых поверхностей. Ученые, занимающиеся визуализацией информации, заинтересованы в графическом представлении любого другого типа данных, в частности тех, которые состоят из невизуальных компонентов в «пространстве» состояний: для этого сначала необходимо определить соглашение визуального представления — например, код цветов или определенных значков. Известные фрактальные изображения (например, Множество Мандельброта ) образуют пограничный случай визуализации информации, поскольку визуализируется абстрактное математическое свойство.

Программы получения степени по компьютерной визуализации

Предмет вычислительной визуализации был введен в Магдебургском университете , Германия, осенью 1996 года. ^[3] Он был инициирован Томасом Стротхоттом, профессором компьютерной графики в Магдебурге, и в значительной степени поддержан Йоргом Ширрой вместе с целой командой междисциплинарных исследователей из социальных и технических наук, а также из медицины.В основе этой пятилетней дипломной программы лежат курсы информатики: студенты узнают о цифровых методах и электронных инструментах для решения проблем, связанных с изображениями. Технологические области деятельности дополняются курсами по картинкам в гуманитарных науках. ВПомимо изучения традиционных (т.е. не компьютеризированных) контекстов использования изображений, студенты интенсивно практикуют свои коммуникативные навыки. В качестве третьего компонента программы прикладной предмет, такой как биология и медицина, дает студентам раннюю возможность применить свои знания, поскольку они приобретают навыки, необходимые для сотрудничества с клиентами и экспертами в других областях, где данные цифровых изображений имеют важное значение. например, данные микроскопии и радиологических изображений в биологии и медицине. Программы бакалавриата и магистратуры были введены в 2006 году.

Выражение «вычислительная визуализация» также используется для обозначения аналогичной программы Университета Кобленца .

Ссылки

^ «Вычислительная визуализация» . Унимагдебург . Проверено 15 ноября 2023 г.
^ «Ширра 2005» . Архивировано из оригинала 23 мая 2007 г. Проверено 9 июня 2006 г.
^ «ОВГУ — Вычислительная визуализация — Дуальная» . Проверено 17 декабря 2021 г.

Дальнейшее чтение

Йохен Шнайдер, Томас Стрототт и Винфрид Мароцки (2003). Вычислительная визуализация, медиаинформатика и виртуальные сообщества . Немецкая университетская пресса.
Йорг Р. Дж. Ширра (1999). «Вычислительная визуализация: соединение двух культур в мультимедийной программе обучения» . В: Материалы форума , изд.: З.Дж. Пудловски, с. 47–51,
Йорг Р. Дж. Ширра (2000). «Новая тема для обучения новых инженеров: вычислительная визуализация» . В: Глобальный журнал инженерного образования , Vol. 4, № 1, 73–82. (июнь 2000 г.)
Йорг Р. Дж. Ширра (2005). «Основы вычислительной визуализации» . Немецкая университетская пресса
Йорг Р. Дж. Ширра (2005). «Вычислительная визуализация: работа с изображениями в информатике» . В: К. Сакс-Хомбах (ред.): Визуальная наука между отражением и применением . Кельн: Герберт фон Халем Верлаг, 2005, 494–509.
Йорг Р. Дж. Ширра (2005) «Дисциплинарная мандала для имидж-науки - небольшая провокация для нового предмета»» Архивировано 23 мая 2007 г. в Wayback Machine . В: Том I: Имидж-наука как междисциплинарная компания. Оценка позиции. 2005, Кельн: Герберт-фон-Халем-Верлаг.
Бернхард Прейм , Дирк Барц (2007). Визуализация в медицине . Морган Кауфманн, 2007.
Бернхард Прейм, Чарл Бота (2013). Визуальные вычисления для медицины . Морган Кауфманн, 2013.

Внешние ссылки

[1] «Вычислительная визуализация» . Унимагдебург . Проверено 15 ноября 2023 г.

[2] «Ширра 2005» . Архивировано из оригинала 23 мая 2007 г. Проверено 9 июня 2006 г.

[3] «ОВГУ — Вычислительная визуализация — Дуальная» . Проверено 17 декабря 2021 г.

[1]

[2]

[3]