計算機圖形技術在數(shù)據(jù)計算方面的應用

韋凱

摘 要 計算機在現(xiàn)在的生活中是非常普遍存在的事物，也是我們的生活工作所必需的，計算機是一個多種先進技術結合的產物，計算機中的很多應用對于其他領域來說，會有很大的借鑒意義。計算機的圖形處理技術是一種很復雜的技術應用，在數(shù)據(jù)計算領域的應用，是此技術的一種有效利用，同時對于數(shù)據(jù)計算來說，也是一種有益的借鑒來源，二者在一定程度上，可以說是有效的結合使用，相互促進，相互提高。本文通過對計算機交互式的圖形技術的分析，引出可視化技術在數(shù)據(jù)的挖掘中所起到的重要作用，進而闡述交互式技術在計算機的圖形處理中的重要作用。

關鍵詞 計算機圖形技術 數(shù)據(jù)計算 可視化

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

0引言

幾年來，計算機的圖形處理技術越來越頻繁的被人們應用于其他的領域，也是現(xiàn)在這個科學技術非常發(fā)達的社會的一種形勢所在?，F(xiàn)代一種相對比較常見的數(shù)據(jù)的可視化技術，指的就是運用計算機的圖形學和圖像處理的技術，把數(shù)據(jù)轉化為可以被識別的圖像或者圖形，進而可以在顯示器的屏幕上顯示出來，被看見的使用者所理解和接受，同時還要進行交互處理的技術。這樣一種技術涉及的技術和領域比較廣泛，計算機的圖形學、圖像處理技術、計算機設計、計算機視覺技術、人機交互技術等，多個領域的結合才是一種比較實用的技術。今年以來，隨著網(wǎng)絡科學技術和網(wǎng)上電子商務技術的發(fā)展，在以往科學計算可視化的基礎之上，出現(xiàn)了信息可視化的概念，并且逐漸在吸引人們的眼球，成為科學技術領域研究的焦點問題。我們都知道，“可視化”就是使之可見，可以被看見，就是可視化的最基本的含義，那么，數(shù)據(jù)在挖掘過程中，很多活動都可以被認為是可視化，利用可視化的技術進行信息的傳遞、知識的發(fā)現(xiàn)等。

1交互式計算機圖形技術概述

交互式計算機圖形的處理技術是計算機圖形處理中很常見的一種技術方法，也是一種在當今時期比較實用的技術，在整個計算機圖形技術方面還是有著比較高的地位的，下文主要對這種技術做以介紹。

1.1圖形技術的含義

在計算機的研究領域中，計算機的圖形技術是一個很重要的研究方向。國際標準化組織將之定義為：研究用計算機進行書記和圖形之間相互轉化的方法和技術。交互式技術憑借其特有的優(yōu)勢，經(jīng)常在計算機圖形技術匯總被使用，正是這樣，計算機圖形技術經(jīng)常被直接稱作交互式計算機技術。交互式根據(jù)字面的含義理解就是相互之間的交流溝通等，交互式圖形技術系統(tǒng)在運行的過程中是依賴交互軟件的支持的，操作人員與計算機之間進行相互的溝通交流，在這個過程匯總，還要通過交互式繪圖設備來完成。

1.2交互式圖形技術的軟件支持

交互式圖形的繪制，需要計算機軟件和硬件的協(xié)調配合來完成，不是單獨的技術可以完美實現(xiàn)的。涉及的硬件主要是：主機、輸入設備和輸出設備所組成。軟件包括：圖形系統(tǒng)、應用模型和應用程序。本文主要研究的是計算機的軟件技術，所以對所需要的硬件設施不做詳細介紹說明。

圖形系統(tǒng)：是整個系統(tǒng)的主要部分，包括圖形的子程序，可以為圖形的整體提供多種圖形的具體功能，進而驅動輸出設備運行，然后產生相應的圖形；應用模型：這個部分主要是為顯示出來的具體圖形提供數(shù)據(jù)的支持和所描述的具體對象的詳細情況，所以，這一部分會對整個圖形中多個對象的具體描述，有著一個保存原始數(shù)據(jù)文件的作用；應用程序：這一部分是整個圖形系統(tǒng)的核心部分，它會從應用模型中獲取各個具體對象的數(shù)據(jù)信息，并且對這些數(shù)據(jù)進行一定的處理，并且在圖形系統(tǒng)中生產對象數(shù)據(jù)可以生產的圖形，最后在在輸出設備上將該圖形輸出，進而被識別、這三個部分就是交互式圖形處理技術的基本原理的組成部分，是該技術的主要軟件支持。

1.3計算機圖形處理語言

現(xiàn)階段，計算機圖形處理的語言有多重，比如：DirectX、OpenGL、Java3D等。依靠目前的科技水平來看，有很多專業(yè)的人士利用OpenGL來編寫一些三維的程序，可以很好的顯示圖形和圖像，但是對于一些專業(yè)性不是非常強的人士來說，如果要運用這種技術，在很多方面，還是會存在一些不容易解決的問題的。

Java3D在處理圖形的過程中，有著自身的特點，Java在互聯(lián)網(wǎng)和計算機軟件的設計中是很常見的，同時他的3D圖形的處理也顯示出更強大的性能。他是在OpenGL的基礎之上發(fā)展和完善起來的，主要針對于三維的圖形處理技術。Java3D是較高層次的面向對象技術的延伸，可以實現(xiàn)對3D立體圖形數(shù)據(jù)的高效率處理，對整體圖形中局部或單個圖形的增添、刪除、平移等操作的更便捷的操作處理，同時還可以處理更加多種、豐富的三維圖形。圖形處理中使用Java語言的是有一定的原因的，最主要的就是平臺無關性，這樣的特點主要是它在運行過程中的部分編譯。不同的操作平臺，由于處理的問題有差異，所以每個平臺的JVM不同。使用Java語言程序設計的3D圖形，可以很好的在最常見的瀏覽器中顯示，瀏覽器主要是IE瀏覽器和Netscapegoat瀏覽器。由于平臺無關，Java3D體現(xiàn)出了自身“一次書寫，隨處運行”的優(yōu)勢，使得可以運行于多種平臺之間，可以更有效的應用立體圖形的加速技術。

2數(shù)據(jù)挖掘與可視化技術

2.1數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘，顧名思義，就是從大量的數(shù)據(jù)中提取出來的知識。數(shù)據(jù)之所以需要挖掘，是因為大量的數(shù)量有著不相關的信息知識，需要在這個過程中被除去。數(shù)據(jù)挖掘可以說是信息處理技術和數(shù)據(jù)管理分析技術的結合產物。

可視化技術在數(shù)據(jù)的挖掘過程中起到很大的作用，是一個可以解決多個問題的重要技術手段，主要體現(xiàn)在可以使人在視覺上理解一種比較復雜的多維數(shù)據(jù)模式，通過觀察數(shù)據(jù)在維度中的存在形式，能夠直觀、快速的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關系以及多個數(shù)據(jù)的變化規(guī)律等，可以有效的幫助驗證挖掘出來的數(shù)據(jù)是否符合挖掘的目的和要求。

2.2可視化技術在數(shù)據(jù)挖掘中的必要性

隨著科技的發(fā)展，計算機硬件對數(shù)據(jù)的要求也在加大，與此同時，數(shù)據(jù)庫在增多，數(shù)據(jù)量在增大，對數(shù)據(jù)處理能力的要求也在逐漸的提高，高校科學合理的處理數(shù)據(jù)就是一個一直存在的嚴峻的問題。無論多快的計算機，對數(shù)據(jù)的處理都是有一個限度的，所以，數(shù)據(jù)在增多的同時，就面臨著數(shù)據(jù)處理被推向一個技術的瓶頸。龐大的數(shù)據(jù)可以壓倒一切與之相關的事物，計算機的處理壓力增大，數(shù)據(jù)庫的容量面臨挑戰(zhàn)，最直接的，也是最現(xiàn)實的，人腦的承受能力是有限的，那么這樣的大數(shù)據(jù)是無法正常被挖掘的，如果僅僅是依靠原來的技術。在這樣的情況下，可視化技術在數(shù)據(jù)挖掘中的應是很有必要的，一方面減輕了計算機和人員的壓力，另一方面，可以為了以后的數(shù)據(jù)庫的繼續(xù)發(fā)展奠定了基礎。

2.3可視化技術的應用

現(xiàn)階段，可視化技術應用于數(shù)據(jù)的挖掘中，一般主要是在輸出階段發(fā)揮作用，用來表示數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的可視，生成一般的視圖、顯示復雜數(shù)據(jù)的分析結果等?？梢暬募夹g主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)顯示的階段，也就是在分析篩選出數(shù)據(jù)之后的工作，而這些數(shù)據(jù)在被分析的過程中，是不會涉及到可視化技術的應用的。

既然分析的過程不涉及，就要考慮到是否可以在分析的階段也應用這樣的技術來進行，設計出一個強大的數(shù)據(jù)分析的可視化挖掘工具。問題是這樣的，人類的建立在可視化的基礎上的決策，替代一個分析選擇過程中的科學數(shù)學的步驟，當決策不可以自動的形成時，就用可視化來處理決策。通過新型的數(shù)據(jù)處理技術，期望做到讓人腦吸收的更多、更快，信息處理的速度更快，信息處理的正確率更高。

2.4可視化技術應用的主要思想

可視化技術應用于數(shù)據(jù)分析的主要思想，就是將原來的數(shù)據(jù)用圖形或者圖形來表示，在此之前，要嚴格的處理好數(shù)據(jù)之間的關系，在轉化為圖形或者圖像后不可以改變原來的屬性等，把原本大量的數(shù)據(jù)表示為圖形或圖像，畢竟圖形圖像看起來和分析起來，會讓人的思路更加清晰，數(shù)據(jù)的觀看更加直觀、明了，達到加快分析處理速度的目的?？梢暬且劳杏趫D形的，所以計算機圖形學就是數(shù)據(jù)挖掘的強大的基本工具。在數(shù)據(jù)分析處理的整個過程中，將數(shù)據(jù)可視化，也就是把數(shù)據(jù)分析轉化為一種可以很直觀的圖形或圖像，是分析過程中一個重要的前期環(huán)節(jié)，也是數(shù)據(jù)處理的關鍵。

在當今這樣的科學技術的水平下，數(shù)據(jù)可視化研究的主要方向是將數(shù)據(jù)庫中的不同的數(shù)據(jù)進行可視化的標準做以明確，將不同層次中的數(shù)據(jù)進行有效率的區(qū)分，數(shù)據(jù)的屬性和緯度按照一定的規(guī)律進行整合，展現(xiàn)給最終用戶的是不同的呈現(xiàn)形式，目前，稱之為“前端展示”。目前，我國在這方面開展了相應的投入和研究，并且取得了一定的、不可否認的成績。在進行數(shù)據(jù)的可視化的階段，可以從不一樣的維度觀察數(shù)據(jù)庫的全部數(shù)據(jù)，多角度的分析數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)，從而可以更加深入的對數(shù)據(jù)進行分析。

3可視化技術應用的意義

在過去的數(shù)據(jù)挖掘的過程中國，處理數(shù)據(jù)的機器是核心的部分，而如果在機器中融入可視化的技術，那么護具的挖掘，就變成了機器與人的互動，就不再是機器本身的處理，還包括了人的因素，人與機器的互動，可以保證數(shù)據(jù)處理過程不是很死板，而是變得靈活起來，畢竟人的思想是活的，有區(qū)別與機器。

一方面，將知識與數(shù)據(jù)的可視化結合起來，可以提升挖掘出來的知識的有效性。結果模式的有效性有所提升，那么數(shù)據(jù)的分析處理就更有意義，不再是簡單的機器篩選出來的死板、不變通的數(shù)據(jù)知識。

另一方面，對可視化技術的應用，可以有效的建立人與機器之間的聯(lián)系，也就是把用戶交互有效的結合數(shù)據(jù)的挖掘系統(tǒng)。保證了在數(shù)據(jù)挖掘的過程中，有效的結合了用戶本身的主觀意愿，也就是對數(shù)據(jù)進行處理的基本初衷，這樣才會起到對知識的選擇的最初的根本目的。

4總結

綜上所述，計算機圖形處理技術中的最主要的可視化的技術，在數(shù)據(jù)的計算處理方面，可以起到重要的作用。新技術的引入，避免了傳統(tǒng)技術在對數(shù)據(jù)進行計算過程中機械死板的固態(tài)，用戶與機器的有效互動在可視化中的充分體現(xiàn)，就在很大程度上解決了最終選擇的知識與用戶的最初目的存在很大偏差的情況，使得數(shù)據(jù)的分析更有意義。

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