計算機圖形技術在數據計算方面的應用

摘 要 數據挖掘的定義，可以簡單概括為從大量數據中提取目標知識，將數據挖掘可視化，是連接計算機和用戶的重要紐帶，可以向用戶直觀的提供所需要的信息，可視化的實現需要利用計算機圖形學。本文主要研究了交互式計算機圖形學在數據挖掘中的應用。

【關鍵詞】計算機圖形；數據挖掘；數據挖掘可視化

目前，經常提到的數據可視化，指的是通過圖像處理技術以及計算機圖形學，把數據變為圖形或者圖象，在熒幕上呈現出來，簡單來講，數據可視化表達的是“使之可見”，數據可視化可以實現信息的傳輸、數據的挖掘以及知識的發現，最終實現了決策支持。在數據挖掘中，可視化技術具有越來越廣泛的作用，可視化數據挖掘成了重要的內容。

1 交互式計算機圖形學

在計算機領域中，一個很重要的方向是計算機圖形學，而在計算機圖形學中，交互技術具有很重要的作用和意義，因此計算機圖形學也被稱為交互式計算機圖形學。

在交互軟件的支持下，操作人員通過交互式圖形，可以實現交互式繪圖設備和計算機的對話。

要想實現交互式繪圖，離不開軟件以及硬件，硬件指的是主機、輸入設備以及輸出設備，軟件指的是應用模型、應用程序以及圖形系統。對于應用模型，其保存著構造圖形各個對象的多有信息；對于應用程序，這是交互圖形系統的核心，通過應用模型，得到圖形對象的數據，對這些數據進行處理，通過圖形系統，生成相應的圖形；對于圖形系統，包括了一系列的圖形子程序，包括了各種圖形功能，可以驅動相應的輸出設備，產生圖形。

經常使用的計算機圖形處理語言，有DirectX、OpenGL、VRML和Java3D。OPENGL具有很好的跨平臺性，因此相當一部分人通過OPENGL編寫三維應用程序，但是非計算機人員編寫OPENGL語言是具有一定的困難的，因此Java3D凸顯出了極大的優勢，Java在互聯網上非常普遍，而且Java在3D圖形上具有很大的應用市場，而對于Java語言，使用其重要的原因之一是Java與使用平臺無關，這是因為Java只需要部分編譯，編譯Java的JVM（Java虛擬機），對于不同的平臺具有不同的JVM。Netscape以及IE這兩類瀏覽器都支持JVM，因此通過Java制作的3D圖形，在所有的瀏覽器上基本都可以顯示。

對于Java3D API的低層圖形結構，其綜合了其他底層API的優點，建立三維應用，重點在于構造特定的場景圖，對需要的形體進行定義，包括形體的外觀以及幾何信息，通過旋轉、平移等變換操作，添加到分支節點。

2 數據挖掘和可視化技術

數據挖掘，顧名思義，及時在大量的數據信息中，找到或者說是“挖掘到”所需要的知識，是一個尋求目標知識的過程。在數據挖掘中，可視化是一個多面手，可以在視覺上，幫助人們理解多維數據的復雜模式，分析數據的趨勢，分析數據挖掘模型的可信度，在數據挖掘方面運用可視化技術，可視化技術是很好的工具。

2.1 數據挖掘中可視化技術的提出

目前，數據庫不斷龐大，計算機硬件的處理能力也不斷飛速發展，但是依然存在一個不可忽視的瓶頸，對于新信息， 可以吸收和處理所能達到的最大速度。因此，可視化的工具具有十分重要的意義。通過可視化技術以及新型計算機的處理能力，可以使得對于新信息的處理變得簡單，同時，對于可視化技術，在某些情況下可以掌握其他情況下無法了解的模式以及規律。一個簡單的例子是指把數據庫類比為一座需要被挖掘的數據山，如果可以將其可視化為一座真正的山，那么將更容易得到所需求的知識。

數據挖掘算法，生成了許多的模式，但只有相當少的信息可以通過文字的形式，進行相應的解釋以及評估。因此，利用可視化技術，可以將計算機和用戶進行連接，向用戶展示需要的數據以及知識。這一步驟是至關重要的一步，在傳統的挖掘過程中，對用戶來說是不可見的，用戶對于系統結論保有一定的懷疑和不確定。但是通過可視化技術，用戶可以直觀的了解整個過程，更好的解決相應的問題。

2.2 數據可視化方法

對于可視化，其根本的目的是通過可視化，對該形式下的模型和結構進行分析和解釋。對于數據可視化的方法，有幾何方法、基于圖標法以及面向像素法等等，而常用的可視化圖表有立方體、柱形圖、散點圖雷達圖等等。

2.3 數據挖掘中可視化技術的應用

對于傳統的數據挖掘過程，均是以機器作為核心，而目前的數據挖掘過程均是將人作為核心。在這個過程中，數據挖掘與可視化進行了很好的結合，使整個數據挖掘過程更加的有效與靈活。總結可視化技術在數據挖掘中的作用，可以總結為以下兩個方面：

一是通過對數據以及知識進行可視化，可以借助人類的模式識別能力，提高挖掘結果的有效性；

二是通過可視化技術，可以建立用戶以及數據挖掘系統間的溝通性，用戶通過使用自己的經驗知識，可以約束、提高整個挖掘過程。

3 數據挖掘可視化模型（DVM）

通過面向對象技術，可以實現可視化圖形的多樣性以及數據采集過程的獨立性，建立兩種不同的對象。對于數據集對象，其總數據的源頭得到數據，通過可視化對象得以顯示；通過可視化圖形，可以向用戶提供交互以及查詢的途徑，用戶通過這些方法，可以選擇以及改變數據集。按照這種機制，可以建立DVM模型，即數據挖掘可視化模型。

在該模型中，用戶通過交互式顯示以及交互式查詢這些途徑，得到相應的結果。在可視化類中，終端用戶可以定義需要的查詢語句，從而得到相應的數據對象，通過可視化技術，將查詢的結構進行可視化顯示。

4 結束語

在數據挖掘中，可視化技術具有越來越廣泛的作用，可視化數據挖掘成了重要的內容。可視化為數據挖掘的不確定性提供了很大的幫助，兩者的結合可以提高最終決策的效率和準確度。在計算機圖形學中，Java3D憑其跨平臺實用性，很大程度的突破了傳統可視化程序的缺點，取得了越來越廣泛的應用。通過本文的研究，希望對計算機圖形技術在數據計算方面的應用有一定的借鑒意義。

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作者單位

江蘇省贛榆高級中學高三（16）班 江蘇省贛榆縣 222100