一.引言
現代的數據可視化(Data Visualization)技術指的是運用計算機圖形學和圖像處理技術,將數據換為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、計算機輔助設計、計算機視覺及人機交互技術等多個領域。數據可視化概念首先來自科學計算可視化(Visualization in Scientific Computing),科學家們不僅需要通過圖形圖像來分析由計算機算出的數據,而且需要了解在計算過程中數據的變化。隨著計算機技術的發(fā)展,數據可視化概念已大大擴展,它不僅包括科學計算數據的可視化,而且包括工程數據和測量數據的可視化。學術界常把這種空間數據的可視化稱為體視化(Volum Visualization)技術。近年來,隨著網絡技術和電子商務的發(fā)展,提出了信息可視化(Information Visualization)的要求。我們可以通過數據可視化技術,發(fā)現大量金融、通信和商業(yè)數據中隱含的規(guī)律,從而為決策提供依據。這已成為數據可視化技術中新的熱點。
為適應硬件平臺、操作系統(tǒng)、網絡和通信方面的飛速發(fā)展,可視化的軟件產品在近幾年中發(fā)展很快,其中以AVS/Express開發(fā)版、IDL(包括VIP、ION)和PV-WAVE等為代表。AVS/Express開發(fā)版,可以提供多平臺的交互式多維可視化軟件開發(fā)和集成環(huán)境。
二.發(fā)展數據可視化的重要意義
怎樣來分析大量、復雜和多維的數據呢?答案是要提供象人眼一樣的直覺的、交互的和反應靈敏的可視化環(huán)境。因此,數據可視化技術的主要特點是:
(1)交互性。用戶可以方便地以交互的方式管理和開發(fā)數據。
(2)多維性??梢钥吹奖硎緦ο蠡蚴录臄祿亩鄠€屬性或變量,而數據可以按其每一維的值,將其分類、排序、組合和顯示。
(3)可視性。數據可以用圖象、曲線、二維圖形、三維體和動畫來顯示,并可對其模式和相互關系進行可視化分析。 歷史證明,人類的視覺在人類的科學發(fā)現中發(fā)揮過杰出的作用。通常在可視化方面,關鍵技術的出現,就是重大科學發(fā)現的前奏。望遠鏡和顯微鏡在天文學和生物發(fā)展中的作用,就是明證。這些工具,放大和擴展了人類眼晴的功能。今天,這個道理仍然成立。人類的可視化功能,允許人類對大量抽象的數據進行分析。新的數據開發(fā)工具,可以大大拓展我們的視力。人的創(chuàng)造性不僅取決于人的邏輯思維,而且取決于人的形象思維。海量的數據只有通過可視化變成形象,才能激發(fā)人的形象思維。從表面上看來是雜亂無章的海量數據中,找出其中隱藏的規(guī)律,為科學發(fā)現、工程開發(fā)、醫(yī)療診斷和業(yè)務決策等提供依據。這里我們還必須區(qū)分數據、信息和知識的概念。數據是符號的集合。信息是有用的數據。信息不等同于知識。信息不能像知識那樣去反映數據之間的內在聯(lián)系。對于知識,有人主張可分成兩類,一類是無法用語言和文字來描述的,稱之謂隱知識(Tacit Knowledge);另一類是可以用語言和文字來描述的,稱之謂顯知識(Explicit Knowledge)。當前,信息就是這種顯知識。展望未來,在腦科學取得突破的基礎上,將研制成功類人腦的計算機-生物計算機,從而開創(chuàng)人工智能的黃金時代。但即使到那時,信息也不能完全表達人類全部的隱知識。只有將數據和信息用圖形和圖像表示出來,才有可能為獲得十分寶貴的隱知識創(chuàng)造條件??傊?,數據可視化可以大大加快數據的處理速度,使時刻都在產生的海量數據得到有效利用;可以在人與數據、人與人之間實現圖像通信,從而使人們能夠觀察到數據中隱含的現象,為發(fā)現和理解科學規(guī)律提供有力工具;可以實現對計算和編程過程的引導和控制,通過交互手段改變過程所依據的條件,并觀察其影響。
計算機用于科學計算和數據處理已有近50年的歷史。但是,長期以來,由于計算機技術水平的限制,數據只能以批處理而不能進行交互處理。不能對計算過程進行干預和引導,只能被動地等待計算結果的輸出。而大量的輸出數據也只能采用人工方式處理,或者使用繪圖儀輸出二維圖形。這樣做,不僅不能及時地得到有關數據的直觀、形象的整體概念,而且還有可能丟失大量信息。近年來,來自超級計算機、衛(wèi)星、先進醫(yī)學成象設備以及地質勘探的數據與日俱增,使數據可視化日益成為迫切需要解決的問題。另一方面,近年來由于計算機的計算速度迅速提高,內存容量和磁盤空間不斷擴大,網絡功能日益增強,并可用硬件來實現許多重要的圖形生成及圖像處理算法,這才有可能運用數據可視化技術,直觀、形象地顯示海量的數據和信息,并進行交互處理。
下面我們舉例來說明發(fā)展可視技術的重大意義。長期以來人類就有認識自身內部結構的愿望。直到70年代計算機斷層掃描(CT)和核磁共振圖像(MRI)技術和可視化技術的出現,才使獲取人體內部數據的愿望成為現實。為了實現這一目的,美國國家醫(yī)學圖書館(NLM)于1989年開始實施可視化人體計劃(VHP)。委托科羅拉多大學醫(yī)學院建立起一男一女的全部解剖結構數據庫。他們將一具男性和一具女性尸體從頭到腳做 CT掃描和核磁共振掃描。男的間距1毫米,共1878 個斷面;女的間距0.33毫米,共5189個斷面。然后將尸體填充藍色乳膠并裹以明膠后冰凍至攝氏零下80 度,再以同樣的間距對尸體作組織切片的數碼相機攝影。分辨率為2048 ×1216。所得數據共56GB(男13GB,女43GB)。全球用戶在與美國國家醫(yī)學圖書館簽訂使用協(xié)議并付少量費用后,即可獲得這一龐大的數據,用于教學和科學研究。VHP數據集的出現,標志計算機三維重構圖像和虛擬現實技術進入了醫(yī)學領域,從而大大促進了醫(yī)學的發(fā)展和普及。
三.數據可視化的應用
數據可視化的應用十分廣泛,幾乎可以應用于自然科學、工程技術、金融、通信和商業(yè)等各種領域。下面舉例說明幾個數據可視化成功應用的領域。
1.醫(yī)學
醫(yī)學數據的可視化,已成為數據可視化領域中最為活躍的研究領域之一。由于近代非侵入診斷技術如CT、MRI和正電子放射斷層掃描(PET)的發(fā)展,醫(yī)生已經可以較易獲得病人有關部位的一組二維斷層圖象。CT打破傳統(tǒng)的膠片感光成像模式,通過計算機重構人體器官或組織的圖像,使醫(yī)學圖像從二維走向三維,使人們從人體外部可以看到內部。PET把核技術與計算機技術結合起來。經核素標記的示蹤劑注入人體后,核素衰變過程中產生的正電子湮滅通過電子檢測和計算機重構成像,使我們可以得到人體代謝或功能圖像。在此基礎上,利用可視化軟件,對上述多種模態(tài)的圖像進行圖像融合,可以準確地確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀以及它與周圍生物組織之間的空間關系,從而及時高效地診斷疾病。美國加洲的ADAC實驗室,約翰.霍普金斯大學、焦點圖形公司、集成醫(yī)學圖象處理系統(tǒng)公司以及德國柏林大學等、都采用可視化軟件系統(tǒng),將獲得的二維斷層圖象,重構有關器官和組織的三維圖象。他們開發(fā)出的軟件已在許多醫(yī)院得到應用。另外,美國華盛頓大學利用可視化軟件系統(tǒng)和心臟超聲診斷技術,可以獲得心臟的三維圖象,并用于監(jiān)控心臟的形狀、大小和運動,為綜合診斷提供依據。電子束CT(EBCT)由電子束掃描替代了X線管與檢測器的機械掃描,因而掃描速度提高近百倍,檢查運動的器官(如心臟大血管)能得到清晰的圖像,實現了電影CT,是CT技術的一次革命。中國協(xié)和醫(yī)科大學阜外心血管病醫(yī)院已將EBCT三維圖像重建用于主動脈病變的臨床診斷和冠狀動脈搭橋術(CABG)后的血管顯示。
圖1 美國ADAC實驗室給出的多種模態(tài)的融合圖象
由于EBCT血管造影圖像時間分辨率高,消除了呼吸及運動偽影,可以明確診斷各種主動脈病變和顯示冠狀動脈搭橋血管解剖結構。三維重建圖像利于整體直觀地顯示病變,幫助明確診斷并指導手術。從而在主動脈病變的診斷和冠狀動脈搭橋術后的血管顯示方面,可望取代有創(chuàng)的常規(guī)血管造影
在可視化技術的基礎上可以進一步實現放射治療、矯形手術等的計算機模擬及手術規(guī)劃。例如,在做腦部腫瘤放射治療時,需要在顱骨上穿孔,然后將放射性同位素準確地安放在腦中病灶部位,既要使治療效果最好,又要保證整個手術過程及同位素射線不傷及正常組織。由于人腦內部結構十分復雜,而且在不開顱的情況下,醫(yī)生無法觀察到手術實際進行情況,因而要達到上述要求是十分困難的。利用可視化技術就可以在重構出的人腦內部結構三維圖像的基礎上,對顱骨穿孔位置、同位素置入通道、安放位置及等劑量線等進行計算機模擬,并選擇最佳方案。同時還可以在屏幕上監(jiān)視手術進行的情況,從而大大提高手術的成功率。又如,有不少兒童的髖關節(jié)發(fā)育不正常,當作矯形手術時,需要對髖關節(jié)進行切割、移位、固定等操作。利用可視化技術可以首先在計算機上構造出髖關節(jié)的三維圖像,然后在計算機上對切割部位、切割形狀、移位多少及固定方式等的多種方案進行模擬,從而大大提高矯形手術的質量。
2.油氣勘探
圖2 用PGS Tigress有限公司軟件顯示的油藏三維圖
多年前,人們就已經找到了許多大型油氣田。目前石油工業(yè)面臨的一個嚴峻問題是:如何尋找規(guī)模小而埋藏深的油氣田。除了尋找新油田之外,新技術的出現還允許我們通過改善分析和回收方法,使現存油田處于最佳狀態(tài),并延長很多油田的產油壽命??茖W家和工程技術人員必須先對大量的地震勘探數據進行精確的解釋,然后才能確定油田是否存在,并確定對地下資源的開采管理方案。油氣勘探的主要方式,是通過天然地震波或人工爆炸產生的聲波在地質構造中的傳播,來重構大范圍內的地質構造,并通過測井數據了解局部區(qū)域的地層結構,探明油藏氣藏位置及其分布,估計蘊藏量及其勘探價值。由于地震數據及測井數據的數據量極其龐大,而且分布不均勻,因而無法根據紙面上的數據作出分析。利用可視化技術可以從大量的地質勘探數據或測井數據中,構造出感興趣的等值面、等值線,并顯示其范圍及走向,并用不同顏色顯示出多種參數及其 相互關系,從而使專業(yè)人員能對原始數據作出正確解釋,得到礦藏是否存在、礦藏位置及儲量大小等重要信息。這不僅可以指導打井作業(yè)、減少無效井位、節(jié)約資金,而且必將大大提高尋找油藏的效率,從而具有重大的經濟效益及社會效益。英國的PGS Tigress有限公司開發(fā)了數據的可視化軟件,已在全世界許多油田和天然氣開發(fā)中得到廣泛的應用。利用這種軟件,可以進行地震數據處理、測井多井評估、模擬油氣的儲存和生產過程。不僅能確定油氣儲存的位置,而且便可以跟蹤油氣的運動,便于確定開采油氣的最優(yōu)路徑。我國大慶勘探開發(fā)研究院開發(fā)了地質數據可視化系統(tǒng),可以全方位、方便靈活地對三維數據體中的斷層、部面、層面及其內部所包含的數據類別、地質屬性進行立體顯示,具有面向對象的開發(fā)環(huán)境,能滿足用戶的各種數據可視化要求。
3.氣象預報
圖3 美國國家海洋和大氣局預報的北克拉羅多的天氣數據的三維圖象
氣象預報關系到億萬人民的生活、國民經濟的持續(xù)發(fā)展和國家安全。對災害性天氣的預報和預防將會大大減少人民生命財產的損失。氣象預報的準確性依賴于對大量數據的計算和對計算結果的分析。一方面,科學計算可視化可將大量的數據轉換為圖像,在屏幕上顯示出某一時刻的等壓面、等溫面、旋渦、云層的位置及運動、暴雨區(qū)的位置及其強度、風力的大小及方向等,使預
報人員能對未來的天氣作出準確的分析和預測。另一方面,根據全球的氣象監(jiān)測數據和計算結果,可將不同時期全球的氣溫分布、氣壓分布、雨量分布及風力風向等以圖像形式表示出來,從而對全球的氣象情況及其變化趨勢進行研究和預測。美國國家海洋和大氣局(NOAA)的預報系統(tǒng)實驗室開發(fā)了氣象預報辦公室(WFO-Advanced)的高級版,其關鍵部分是顯示天氣數據的三維圖象。為此,該實驗室開發(fā)了三維可視化軟件系統(tǒng)Display 3D(D3D)。利用這個系統(tǒng)可以將從氣球、地面站、雷達、飛機和衛(wèi)星等收集來的大量數據進行顯示和處理,并在此基礎上及時跟蹤和評估當地的重要氣象情況,從而及時準確地作出天氣預報。通常情況下,氣象工作者將二維的層狀數據人為疊加來進行分析,而運用三維可視化,可讓氣象工作者從大量二維圖像計算中解脫出來,讓他們的精力集中于預報所需的實際數值。利用WFO-Advanced 和 D3D ,氣象工作者可以建立在4小時內做出未來12-18小時的中尺度(20-200km)或區(qū)域預報模式。該軟件中的動畫模塊可以生成圖像序列、顯示出動態(tài)圖像。這一軟件的最大特點在于生成云霧十分逼真。我國軍事氣象部門最近開發(fā)的“軍用數值天氣預報系統(tǒng)”,能高速處理數千個氣象臺站氣象觀測數據,自動滾動制作10天以內逐日軍用天氣預報、軍事氣象要素預報和三維可視化信息。
4.工程
計算機輔助工程(CAE)包括計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)和計算機輔助運行等多項內容??梢暬夹g有助于整個工程過程一體化和流線化,并能使工程的領導和技術人員看到和了解過程中參數變化對整體的動態(tài)影響,從而達到縮短研制周期、節(jié)省工程全壽命費用的目的??梢暬夹g可將多種來源的各種數據(包括表格數據、離散采樣數據、貼體坐標數據、多重半結構網格數據和非結構網格數據等)融合成三維的圖形圖像。
在工程設計中常采用計算力學的手段。計算力學更離不開可視化技術。有限元分析(FEA)是50年代提出的適用于計算機處理的一種結構分析的數值計算方法。有限元分析在飛機設計、水壩建造、機械產品設計、建筑結構應力分析等領域都得到了廣泛應用。從數學的觀點來看,有限元分析將研究對象劃分為若干個子單元,并在此基礎上求出偏微分方程的近似解。在有限元分析中,應用可視化技術可實現形體的網格劃分及有限元分析結果數據的圖形顯示,即所謂有限元分析的前后處理,并根據分析結果,實現網格劃分的優(yōu)化,使計算結果更加可靠和精確。
圖4 美國航空航天局阿姆斯研究中心的虛擬風洞
飛機、汽車、船舶等在設計時都必須考慮在氣體、液體高速運動的環(huán)境中獲得優(yōu)良性能和正常工作。過去的做法是:將所設計的飛機模型放在大型風洞或水洞里做流體動力學的物理模擬實驗,然后根據實驗結果修改設計。這種做法既耗費資金,又延長了設計周期。目前已實現了在計算機上進行流體動力學的模擬計算,這就是計算流體動力學(CFD)。其核心是求解表示流體流動的偏微分方程。目前,利用超級計算機可以對復雜幾何模型的Navier-Stokes方程式求解。最后可計算出流場中各種參數在每一時刻的數值,但數據量十分龐大。為了理解和分析流體流動的模擬計算結果,必須利用可視化技術在屏幕上將數據動態(tài)地顯示出來。例如,用多種不同方法表示出每一點的速度、壓力、溫度和組分等,并顯示出渦流、沖擊波、剪切層、尾流及湍流等。在流場的可視化中,既要提高顯示速度,又要逼真地顯示流場的細微結構和各種參數的等值面。當然,計算流體動力學和有限元分析一樣,計算的速度和準確度受網格劃分的影響很大,通過可視化技術可以針對不同對象,找到最適合的網格劃分方法。美國航空航天局阿姆斯研究中心(AMES)的航空航天數字模擬設備(NAF),不僅將可視化技術用于CFD計算,同時也用于從風洞試驗獲得的二維圖象重構三維流場,并進行計算結果與試驗結果的比較分析。特別是他們利用基于高度三維交互特性的虛擬現實技術,構筑了“虛擬風洞”,為分析各種非定常流動中的復雜結構,提供直觀的研究環(huán)境。
四.信息可視化技術的發(fā)展
近年來,國際上提出信息了可視化問題。一般說來,科學計算可視化是指空間數據場的可視化,而信息可視化則是指非空間數據的可視化。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。除了需求對海量數據進行存儲、傳輸、檢索及分類等外,更迫切需求了解數據之間的相互關系及發(fā)展趨勢。實際上,在激增的數據背后,隱藏著許多重要的信息,人們希望能夠對其進行更高層次的分析,以便更好地利用這些數據。目前的數據庫系統(tǒng)可以高效地實現數據的錄入、查詢、統(tǒng)計等功能,但無法發(fā)現數據中存在的關系和規(guī)則,無法根據現有的數據預測未來的發(fā)展趨勢。另一方面,人工智能自1956 年誕生后也取得了重大進展。目前的研究熱點是機器學習。機器學習是用計算機模擬人類學習的一門科學,比較成熟的算法有神經網絡、遺傳算法等。用數據庫管理系統(tǒng)來存儲數據,用機器學習的方法來分析和挖掘大量數據背后的知識,這兩者的結合促成了“數據庫中的知識發(fā)現(KDD:Knowledge Discovery in Databases)”的產生。實際上,KDD是一門交叉性學科,涉及到機器學習、模式識別、統(tǒng)計學、智能數據庫、知識獲取、數據可視化、高性能計算、專家系統(tǒng)等多個領域。KDD可以用在信息管理、過程控制、查詢優(yōu)化、科學研究、決策支持和數據自身維護等許多方面。
KDD的核心技術是數據挖掘(Data Mining)。它是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數據中,提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。人們把原始數據看作是形成知識的源泉,就像從礦石中采礦一樣。原始數據可以是結構化的,如關系數據庫中的數據,也可以是半結構化的,如文本、圖形、圖像數據,甚至是分布在網絡上的不同構型數據。數據挖掘的方法可以是數學的,也可以是非數學的;可以是演繹的,也可以是歸納的。通過數據挖掘可以發(fā)現多種類型的知識,包括反映同類事物共同性質的廣義型知識;反映事物各方面特征的特征型知識;反映不同事物之間屬性差別的差異型知識;反映一事物和其它事物之間依賴或關聯(lián)的關聯(lián)型知識;根據當前歷史和當前數據推測未來數據的預測型知識;揭示事物偏離常規(guī)出現異?,F象的偏離型知識。為了發(fā)現這些不同類型的知識。要采用多種發(fā)現知識的工具。為了使發(fā)現知識的過程和結果易于理解和在發(fā)現知識過程中進行人機交互,要發(fā)展發(fā)現知識的可視化方法。 為了了解數據之間的相互關系及發(fā)展趨勢,人們可以求助于可視化技術。信息可視化不僅用圖像來顯示多維的非空間數據,使用戶加深對數據含義的理解,而且用形象直觀的圖像來指引檢索過程,加快檢索速度。在科學計算可視化中,顯示的對象涉及標量、矢量及張量等不同類別的空間數據,研究的重點放在如何真實、快速地顯示三維數據場。而在信息可視化中,顯示的對象主要是多維的標量數據,目前的研究重點在于,設計和選擇什么樣的顯示方式才能便于用戶了解龐大的多維數據及它們相互之間的關系,其中更多地涉及心理學、人機交互技術等問題。
圖5 意大利中央銀行對各分行業(yè)務的統(tǒng)計圖
信息可視化在商務、金融和通信等領域,有著十分廣闊的應用前景。在通信領域,一方面,目前正在開發(fā)更為精細和高級的網絡模型,以輔助將來的規(guī)劃過程。另一方面,更復雜的發(fā)射和交換設備,為現行網絡的重構提供了更大的自由度和靈活性,但造成在單個網絡單元上運行的的原始數據不斷增加。全部網絡運行的最優(yōu)化,需要有效地使用來自所有這些信號源,而且需要在諸如市場、網絡規(guī)劃和日常管理等傳統(tǒng)的不同領域之間,進行信息和思想的動態(tài)交換。覆蓋物理網絡的是一個包括聲音、數據和圖象服務的廣闊領域,其中每一項都有自己的數據和管理要求。 此外,現代網絡不受國界的限制,是一個覆蓋很多國家和載體的國際性結構,因而其潛在的數據量和復雜程度均以更大的數量級在遞增。在英國電信公司(BT)的網絡中,就充分應用了信息可視化技術。這個網絡有六千多個切換設備和兩千五百多萬條客戶線,從而產生了每分鐘幾兆字節(jié)的網絡狀態(tài)和控制數據。在BT網絡中,每五分鐘大約有六萬個與數字開關相連的局域路徑的運行情況要報告給中央操作單元(Ceutral Operations Unit),中央操作單元再將這些數字用于實時網絡監(jiān)測和控制。通過測量大量運行參數,每天要產生兩千兆字節(jié)以上的數據。圖形輸出描繪了選擇的運行參數的地理分布,以及你所感興趣的時間間隔中的動畫。每個區(qū)域中參數的最小值,最大值和平均值都可以用一個彩條圖表示??梢暬诜强臻g數據中,諸如在財務指標或流通量統(tǒng)計中的應用,引起了廣泛的興趣。很多用于工程和科學應用中的可視化工具和技術能夠很快地轉移到財務和統(tǒng)計中來??梢暬瘧贸晒Φ年P鍵在于它具有為用戶提供了交互式的研究數據和揭示那些用其它方法很困難揭示的趨勢、循環(huán)和模式的能力。在非空間數據范圍內應用的一個典型例子是網絡統(tǒng)計,其中包括記錄單個網絡單元的特性、開關、較大區(qū)域或地理分組等。另外城市景象(Cityscape)可視化也是這方面的一項潛在的有用技術.。城市景象是一個擴展的3D條狀圖,其中2D域上的標量值表示為一個均勻網格上的街區(qū)或大樓。可視化表示出對一年中的每個月,劃分成十個地理帶上設想的呼叫失敗率的統(tǒng)計資料。BT已將城市景象應用用于調查按月按區(qū)的服務統(tǒng)計和傳送系統(tǒng)運行性能。這些應用可以非常容易地用于金融信息,諸如每個區(qū)域、每個時間段的股票收益特性,或按地理和按收入水視化挖掘(VisualMine),通過顯示各個分行的貨幣流通總量、總收入和現金運作平統(tǒng)計的消費總量。例如意大利中央銀行就使用了意大利人工智能軟件公司開發(fā)的可總量,可以從異?,F象中發(fā)現通過銀行系統(tǒng)的非法活動。由由于信息可視化對日益顯著的“數據超載”問題,可以提供近實時的解,它將對商務、金融和通信等領域的信息管理,產生重要的影響。由此可見,數量日益增加的數據和信息是有用的,而關鍵在于盡快從中提練對我們有用的知識。
五.大力推動我國可視化技術的發(fā)展
我國科學計算可視化技術的研究開始于90年代初。由于數據可視化所處理的數據量十分龐大,生成圖像的算法又比較復雜,過去常常需要使用巨型計算機和高檔圖形工作站等。因此,數據可視化開始都在國家級研究中心、高水平的大學、大公司的研究開發(fā)中心進行研究和應用。近年來,隨著PC功能的提高、各種圖形顯卡以及可視化軟件的發(fā)展, 可視化技術已擴展到科學研究、工程、軍事、醫(yī)學、經濟等各個領域。隨著Internetr 興起,信息可視化技術方興未艾。我國在80年代就開始進行科學計算可視化技術的研究和應用。至今,我國不論在算法方面,還是在油氣勘探、氣象、計算力學、醫(yī)學等領域的應用方面,都已取得了一大批可喜的成果。但從總體上來說,與國外先進水平還有相當的差距,特別是在商業(yè)軟件方面,還是空白。因此,組織力量開發(fā)可視化商業(yè)軟件,并通過市場競爭,促使其逐步成熟,已成為當務之急。