可视化技术的关键技术
来源:凡象科技      发布时间:2020/02/17

可视化技术中数据可视化是利用计算机图形学和图像处理技术 ,关于数据表现形式的科学技术研究 。


可视化区域网络


当前推动图形技术进步的动力是: 

·随着数据的不断增长,能提供商品化的图形渲染产品; 

·随着数据的不断增长,能经济地提供大量数据的宽带网络; 

·为了加强协作,要求为全球性的团体提供全球化的数据。 


解决以上三个问题的核心技术是:采用可扩展的图形计算机,例如Onyx3000和采用OpenGL VizServer远程可视化服务器软件。采用OpenGLVizServer后,可以使通用的客户机设备通过网络访问先进的可视化计算资源。 以Onyx超强可视化计算机和远程可视化服务器软件OpenGL VizServer为核心的可视化区域网络(VAN)可供全球性的群体利用一般的客户机通过互联网访问放置在某处的超强可视化计算资源。


为什么VAN现在可行?

五年前,由于技术上的原因,人们集中在开发先进的图形渲染技术。而当前主要的问题是如何使图形渲染产品变得更便宜。今后五年内主要问题是如何使图形渲染结果能供任何地方的群体和个人使用。 要解决以上问题可采用VizServer 2.0软件,这可以使全球任何地方的团体和个人得到图形渲染的结果,这是实现可扩展的、协同式的、全球可得到的图形关键。VizServer消除了要和先进的图形渲染系统必须有形连接的障碍,使得协同研究可以不受地理位置的限制,实现应用透明的协作。


VizServer如何工作?

·图形渲染完全在超强的可视化计算资源(如Onyx3000)上实现; 

·图形渲染结果一帧一帧地通过网络传送给客户端; 

·客户端对图形渲染结果解压缩。 


客户端只要发送控制流,而后端的可视化资源根据客户要求发送数据流(见附图)。在VAN中首先要有先进的可视化结点,例如可采用机构级的Onyx3000或部门级的Onyx300或个体级的SiliconGraphicsFuel工作站或Onyx3000先进可视化计算机,其次要采用远程可视化服务器软件OpenGLVizServer2.0。VizServer的应用性能、带宽均能满足在当前现有网络上经济地传送图形渲染结果的要求。


远程可视化服务器的应用

SGI公司在加拿大演示了远程可视化服务。2001年11月8日SGI宣布该公司进行的远程可视化服务试验获得了成功。

这次演示的目的在于展示SGI公司基于SGIOpenGLVizServer技术开发的SGI可视化服务环境的各种功能和整体性能。SGI公司从2001年6月到8月,在CANARIE公司贯穿整个加拿大的高带宽网——CA*net3上进行了这次远程可视化服务试验。所使用的OpenGLVizServer解决方案使得运行IRIX、Linux、Solaris或WindowsNT操作系统的普通台式机用户也能够使用SGI Onyx3000系列高性能可视化系统的所有功能。

这一解决方案实现了广大网络用户通过网格共享网格上的数据、计算能力以及可视化系统等资源。所谓的网格计算是一种通过Internet或专用网络,将分布在不同地理位置的各种计算资源,如超级计算机、机群、存储系统和可视化系统,进行互联,形成一个资源整体的方法。 

这次试验使用了位于McConnell大学McConnell脑图像研究中心的一台SGIOnyx系列可视化系统,并从距离该中心100到1900英里远的城市远程运行这一系统生成的各种图形显示和操作功能。试验的结果再次证实了桌面工作站能够交互地访问位于蒙特利尔的一台SGIOnyx系列系统上生成的图形,可视化服务使任何用户都能够通过网格,与超级计算结果进行交互。现在,全加拿大的科学家都能够使用位于加拿大境内任何地方计算的可视化资源,并且能够在他们的桌面电脑上对这些资源实现交互可视化。 

SGI公司在格拉斯哥的科学中心召开了该公司的可视化峰会,其间,SGI以生动的方式向观众展示了可视化区域网络概念的最新进展。有了可视化区域网络,科学家和工程师能在一个地方进行数据存储和处理;然后,所有人都可以使用网络上的任意一台客户端设备,单独地或者通过现有网络协同地操作这些数据,这样,世界各地的外科医生、科学家、工程师和创新型技术人员就都可以利用高性能计算机的强大功能了。


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关键技术

名字服务和资源检索技术

对于一个管理成千上万数量级摄像头资源的监控管理平台,实现对资源的快速检索是非常重要的问题。在设计中采用了先进的“名字服务”方法,能有效实现所有资源的统一命名和快速检索。实现方案是,为每一个摄像头定义一个独立的名字和属性,属性包括与摄像头相关的编码设备(如DVR)、控制设备(如矩阵)、存储备份设备(如NVR)、媒体转发设备(如媒体服务器)的信息(如IP地址、端口号、通道号)。系统对该摄像头的显示和检索可以使用三种方式:按名字进行搜索(支持模糊搜索)、按资源目录进行查找以及按GIS地理信息服务进行搜索。所有搜索最终会定位到资源的名称,通过资源名称定位到该资源的相关信息,系统可以利用这些信息实现全域联网的视频浏览、录像、存储备份、PTZ控制、视频分发以及其他管理应用功能。


异构硬件的集成技术

对于省级视频监控系统,所用到的前端摄像头、编码器、控制器以及报警设备将会面临多种厂家、多种型号的集成问题。例如广州市入围的网络视频服务器供应商有8家,数字硬盘录像机厂家有10多家,摄像头厂家有20多家,由于目前没有制定统一的编码标准和PTZ控制协议,因此每个厂家编码设备输出的数字视音频信号、控制协议都不相同,每种摄像头的控制指令也不相同。管理平台如何统一显示、存储前端的视音频信息,统一控制前端不同的PTZ设备是一大技术难题。这就需要很好解决这一难题,实现不同厂家的设备间的完全集成,包括通过统一的通信协议转换及媒体解码软件实现在客户端工作站上播放不同编码格式的视频图像;通过统一的电视墙管理软件实现在电视墙上切换显示不同厂家设备传送的视频信号;通过统一的控制指令实现对前端不同厂家PTZ设备的控制。