一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于計(jì)算機(jī)圖形處理領(lǐng)域，提供了一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，所述方法包括：通過(guò)歸納建立模型，并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解；將所述模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互；根據(jù)所述交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并用來(lái)表示模型。本發(fā)明運(yùn)用模型-視圖-控制器模式解除用戶界面、行為和表示之間的耦合，通過(guò)將模型、視圖與控制器的分離，使得一個(gè)模型可以具有多個(gè)顯示視圖，無(wú)論何時(shí)發(fā)生了何種數(shù)據(jù)變化，控制器都會(huì)將變化通知所有的視圖，導(dǎo)致顯示的更新。
【專利說(shuō)明】一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖形處理領(lǐng)域，尤其涉及到一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)作為一門新興學(xué)科，十幾年來(lái)已經(jīng)獲得迅速發(fā)展，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在科學(xué)計(jì)算可視化理論與方法的研究、應(yīng)用及培訓(xùn)上投入了大量的資金和人力，取得了顯著的效益?？茖W(xué)計(jì)算可視化、多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)一起成為計(jì)算機(jī)科學(xué)和相關(guān)應(yīng)用學(xué)科的研究熱點(diǎn)?？茖W(xué)計(jì)算可視化的研究主要集中在可視化算法研究和可視化系統(tǒng)研究。
[0003]可視化應(yīng)用的早期是由從事科學(xué)計(jì)算的科學(xué)家(應(yīng)用研究專家)與從事計(jì)算機(jī)軟件工具開發(fā)的專家之間的合作完成的。后者為前者提供實(shí)用的工具軟件，前者配合后者驗(yàn)證軟件的正確性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，這種合作已經(jīng)不夠了。當(dāng)前，科學(xué)計(jì)算的應(yīng)用已進(jìn)入到跨學(xué)科、跨單位的團(tuán)體協(xié)同工作方式。這種工作方式是分布式的、協(xié)同式的，而采用的計(jì)算機(jī)環(huán)境是聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)型計(jì)算機(jī)。從應(yīng)用需求來(lái)說(shuō)，迫切需要開發(fā)分布式計(jì)算軟件工具和支持大數(shù)據(jù)集協(xié)同工作的工具軟件。總的來(lái)說(shuō)，分布式環(huán)境下的可視化是科學(xué)計(jì)算可視化發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。
[0004]目前，工程分析領(lǐng)域內(nèi)分布式可視化和體繪制技術(shù)等較新的可視化工具尚未得到充分利用。工程分析商品軟件由于追求可靠和穩(wěn)定，不論在分析方法還是在可視化處理上都相對(duì)比較落后。很多商品軟件對(duì)研究性的工作所形成的計(jì)算結(jié)果缺乏有效的可視化分析工具。這些由研究人員開發(fā)的計(jì)算軟件也需要與可視化系統(tǒng)集成，形成可視化的計(jì)算和分析環(huán)境。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)分布式的計(jì)算也已成為發(fā)展趨勢(shì)，相應(yīng)的可視化工具也應(yīng)具有分布式功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，旨在運(yùn)用模型-視圖-控制器(Model-View-Controller, MVC)模式解除用戶界面、行為和表示之間的稱合,而且通過(guò)將模型、視圖與控制器的分離，使得一個(gè)模型可以具有多個(gè)顯示視圖，無(wú)論何時(shí)發(fā)生了何種數(shù)據(jù)變化，控制器都會(huì)將變化通知所有的視圖，導(dǎo)致顯示的更新。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法，所述方法包括如下步驟:
[0007]通過(guò)歸納建立模型,并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解；
[0008]將模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互；
[0009]根據(jù)交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并用來(lái)表示模型。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種可視化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0011]模擬裝置，用于通過(guò)歸納建立模型，并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解；
[0012]可視化裝置，用于將模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互；
[0013]控制器，用于根據(jù)交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并表示模型。[0014]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將模型、視圖與控制器的分離，使得一個(gè)模型可以具有多個(gè)顯示視圖，無(wú)論何時(shí)發(fā)生了何種數(shù)據(jù)變化，控制器都會(huì)將變化通知所有的視圖，導(dǎo)致顯示的更新。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的可視化的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的可視化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的可視化的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖，詳述如下:
[0019]在步驟SlOl中，通過(guò)歸納建立模型，并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解；
[0020]在本發(fā)明的實(shí)施例中，模型包括可視化模型、三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)流模型、分布式可視化系統(tǒng)模型，模型可以用任何C++對(duì)象表示。
[0021]其中，可視化模型以科學(xué)計(jì)算可視化過(guò)程為核心，研究其基本流程和基本功能模塊；三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型主要以可視化所處理的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)形式為核心，研究其數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)流模型以數(shù)據(jù)處理為核心，研究數(shù)據(jù)的處理過(guò)程；分布式可視化系統(tǒng)模型以分布式可視化系統(tǒng)組成為核心，研究分布式可視化系統(tǒng)的基本形式和功能。
[0022]模型存儲(chǔ)了所有用戶可以編輯或?yàn)g覽的數(shù)據(jù)。這同時(shí)包括和可視化表示相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如邊界、尺寸、顏色等。建立模型時(shí)需提供持久化模型的方法。當(dāng)瀏覽器在關(guān)閉時(shí)，模型需要被保存或持久化。當(dāng)瀏覽器被打開時(shí)，模型狀態(tài)可以從持久存儲(chǔ)器中恢復(fù)。
[0023]模型必須保持與視圖或控制器無(wú)關(guān)。模型中不存儲(chǔ)任何對(duì)視圖或控制器的引用。因?yàn)榭蚣芸赡軙?huì)丟棄視圖或控制器。如果保持了這些引用，就很難避免可能會(huì)碰到失效的可視圖形或編輯部件。建立模型時(shí)需提供方法允許監(jiān)測(cè)模型的變化。這使得控制器可以及時(shí)響應(yīng)修改，并對(duì)視圖作適當(dāng)調(diào)整。模型中將控制器作為一個(gè)事件接受者注冊(cè)(和撤銷注冊(cè))，并使用屬性修改事件通知。
[0024]在步驟S102中，將模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互；
[0025]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可視圖形是簡(jiǎn)單圖形或者彼此嵌套的復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)。
[0026]可視圖形是模型或其某一部分在屏幕上的可視化表示。它可以是簡(jiǎn)單圖形，也可以是彼此嵌套的復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)。同時(shí)，可視圖形不需要了解模型和控制器，它通過(guò)IFigure與控制器和模型交換數(shù)據(jù)。任何實(shí)現(xiàn)IFigure接口的類都可以作為可視圖形。
[0027]由于圖形瀏覽器相對(duì)較簡(jiǎn)單，不必動(dòng)態(tài)創(chuàng)建可視圖形來(lái)表示數(shù)據(jù)模型，而是使用預(yù)定義的可視圖形。這允許用戶將對(duì)象拖放到任何位置，即使視圖沒(méi)有引用模型或控制器，它都必須為每個(gè)用戶可能需要查看或修改的模型定義可視化屬性。因此常常會(huì)定義擁有大量可視化屬性，比如顏色、文本、嵌套可視圖形等的復(fù)雜可視圖形，每個(gè)屬性都對(duì)應(yīng)于它們所表示的模型屬性。
[0028]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，控制器由用戶瀏覽模型時(shí)創(chuàng)建，所述模型的的片段與控制器的子控制器相對(duì)應(yīng)。
[0029]也就是說(shuō)，當(dāng)用戶開始瀏覽模型時(shí)，一個(gè)頂層的控制器首先被創(chuàng)建出來(lái)。如果模型由若干個(gè)片段組成，頂層控制器就會(huì)將這個(gè)信息通知框架。進(jìn)而，每個(gè)片段的子控制器被創(chuàng)建出來(lái)。如果它們又包含子片段，這個(gè)過(guò)程就會(huì)一直遞歸的繼續(xù)下去，直到所有組成模型的對(duì)象都有相對(duì)應(yīng)的控制器。
[0030]在步驟S103中，根據(jù)交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并用來(lái)表示模型。
[0031]在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器用于監(jiān)測(cè)模型的修改，并更新模型的可視化表示。模型變化時(shí)會(huì)發(fā)送PropertyChangeEvent通知。當(dāng)控制器收到此通知時(shí),通過(guò)調(diào)整模型的外觀或結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的改變。
[0032]控制器指導(dǎo)模型、監(jiān)測(cè)模型改變所產(chǎn)生的事件，然后更新視圖。由于在模型層所做的設(shè)計(jì)選擇，所有的控制器都必需遵循既有模式。每個(gè)控制器都實(shí)現(xiàn)PropertyChangeListener接口。當(dāng)它被激活時(shí),將自己注冊(cè)為模型的屬性修改事件的接收者；當(dāng)失活時(shí)，將自己從監(jiān)測(cè)器的列表中移除；當(dāng)它收到屬性修改事件時(shí)，它會(huì)根據(jù)屬性名和新舊值來(lái)刷新表示模型的可視圖形。
[0033]模型-視圖-控制器(Model-View-Controller, MVC)模式用來(lái)解除用戶界面、行為和表示之間的耦合。模型可以用任何C++對(duì)象表示。視圖必須實(shí)現(xiàn)IFigure接口?？刂频念愋捅仨毷荅ditPart或它的子類。
[0034]Model-View-Controller,即把一個(gè)應(yīng)用的輸入、處理、輸出流程按照Model、View、Controller的方式進(jìn)行分離，這樣一個(gè)應(yīng)用被分成三個(gè)層_模型層、視圖層、控制層。
[0035]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的可視化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，詳述如下:
[0036]模擬裝置21，用于通過(guò)歸納建立模型，并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解。
[0037]在本發(fā)明的實(shí)施例中，模型包括可視化模型、三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)流模型、分布式可視化系統(tǒng)模型。
[0038]其中，可視化模型以科學(xué)計(jì)算可視化過(guò)程為核心，研究其基本流程和基本功能模塊；三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型主要以可視化所處理的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)形式為核心，研究其數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)流模型以數(shù)據(jù)處理為核心，研究數(shù)據(jù)的處理過(guò)程；分布式可視化系統(tǒng)模型以分布式可視化系統(tǒng)組成為核心，研究分布式可視化系統(tǒng)的基本形式和功能。
[0039]模型存儲(chǔ)了所有用戶可以編輯或?yàn)g覽的數(shù)據(jù)。這同時(shí)包括和可視化表示相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如邊界、尺寸、顏色等。建立模型時(shí)需提供持久化模型的方法。當(dāng)瀏覽器在關(guān)閉時(shí)，模型需要被保存或持久化。當(dāng)瀏覽器被打開時(shí)，模型狀態(tài)可以從持久存儲(chǔ)器中恢復(fù)。
[0040]模型必須保持與視圖或控制器無(wú)關(guān)。模型中不存儲(chǔ)任何對(duì)視圖或控制器的引用。因?yàn)榭蚣芸赡軙?huì)丟棄視圖或控制器。如果保持了這些引用，就很難避免可能會(huì)碰到失效的可視圖形或編輯部件。建立模型時(shí)需提供方法允許監(jiān)測(cè)模型的變化。這使得控制器可以及時(shí)響應(yīng)修改，并對(duì)視圖作適當(dāng)調(diào)整。模型中將控制器作為一個(gè)事件接受者注冊(cè)(和撤銷注冊(cè))，并使用屬性修改事件通知。
[0041]可視化裝置22，用于將模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
[0042]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可視圖形是簡(jiǎn)單圖形或者彼此嵌套的復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)。
[0043]可視圖形是模型或其某一部分在屏幕上的可視化表示。它可以是簡(jiǎn)單圖形，也可以是彼此嵌套的復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)。同時(shí)，可視圖形不需要了解模型和控制器，它通過(guò)IFigure與控制器和模型交換數(shù)據(jù)。任何實(shí)現(xiàn)IFigure接口的類都可以作為可視圖形。
[0044]由于圖形瀏覽器相對(duì)較簡(jiǎn)單，不必動(dòng)態(tài)創(chuàng)建可視圖形來(lái)表示數(shù)據(jù)模型，而是使用預(yù)定義的可視圖形。這允許用戶將對(duì)象拖放到任何位置，即使視圖沒(méi)有引用模型或控制器，它都必須為每個(gè)用戶可能需要查看或修改的模型定義可視化屬性。因此常常會(huì)定義擁有大量可視化屬性，比如顏色、文本、嵌套可視圖形等的復(fù)雜可視圖形，每個(gè)屬性都對(duì)應(yīng)于它們所表示的模型屬性。
[0045]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，控制器由用戶瀏覽模型時(shí)創(chuàng)建，所述模型的的片段與控制器的子控制器相對(duì)應(yīng)。
[0046]也就是說(shuō)，當(dāng)用戶開始瀏覽模型時(shí)，一個(gè)頂層的控制器首先被創(chuàng)建出來(lái)。如果模型由若干個(gè)片段組成，頂層控制器就會(huì)將這個(gè)信息通知框架。進(jìn)而，每個(gè)片段的子控制器被創(chuàng)建出來(lái)。如果它們又包含子片段，這個(gè)過(guò)程就會(huì)一直遞歸的繼續(xù)下去，直到所有組成模型的對(duì)象都有相對(duì)應(yīng)的控制器。
[0047]控制器23，用于根據(jù)交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并表示模型。
[0048]在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器還用于監(jiān)測(cè)模型的修改，并更新模型的可視化表示。模型變化時(shí)會(huì)發(fā)送PropertyChangeEvent通知。當(dāng)控制器收到此通知時(shí),通過(guò)調(diào)整模型的外觀或結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的改變。
[0049]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將模型、視圖與控制器分離，使得一個(gè)模型可以具有多個(gè)顯示視圖。如果用戶通過(guò)某個(gè)視圖的控制器改變了模型的數(shù)據(jù)，所有其它依賴于這些數(shù)據(jù)的視圖都應(yīng)反映到這些變化。因此，無(wú)論何時(shí)發(fā)生了何種數(shù)據(jù)變化，控制器都會(huì)將變化通知所有的視圖，導(dǎo)致顯示的更新。這實(shí)際上是一種模型的變化-傳播機(jī)制。
[0050]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可視化的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 通過(guò)歸納建立模型，并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解； 將所述模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互； 根據(jù)所述交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并用來(lái)表示模型。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型包括可視化模型、三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)流模型、分布式可視化系統(tǒng)模型。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可視圖形是簡(jiǎn)單圖形或者彼此嵌套的復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器由用戶瀏覽模型時(shí)創(chuàng)建，所述模型的的片段與控制器的子控制器相對(duì)應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述控制器用于監(jiān)測(cè)模型的修改，并更新模型的可視化表示。
6.一種可視化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 模擬裝置，用于通過(guò)歸納建立模型，并選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算求解； 可視化裝置，用于將所述模型中求解的數(shù)據(jù)與控制器中數(shù)據(jù)進(jìn)行交互； 控制器，用于根據(jù)所述交互數(shù)據(jù)創(chuàng)建可視圖形并表示模型。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模型包括可視化模型、三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)流模型、分布式可視化系統(tǒng)模型。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可視圖形是簡(jiǎn)單圖形或者彼此嵌套的復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器由用戶瀏覽模型時(shí)創(chuàng)建，所述模型的片段與控制器的子控制器相對(duì)應(yīng)。
10.如權(quán)利要求6或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于監(jiān)測(cè)模型的變化，并更新模型的可視化表示。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK103473041SQ201310300504
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】楊小輝, 王海偉, 位忠生, 馬騰, 韓冰, 劉更, 吳立言, 劉嵐, 楊占鐸, 方旋, 張利, 韓琳 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)