計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在數(shù)據(jù)計(jì)算方面的應(yīng)用

韋凱

摘 要 計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)是一個(gè)多種先進(jìn)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，計(jì)算機(jī)中的很多應(yīng)用對于其他領(lǐng)域來說，會有很大的借鑒意義。計(jì)算機(jī)的圖形處理技術(shù)是一種很復(fù)雜的技術(shù)應(yīng)用，在數(shù)據(jù)計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用，是此技術(shù)的一種有效利用，同時(shí)對于數(shù)據(jù)計(jì)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(jié)合使用，相互促進(jìn)，相互提高。本文通過對計(jì)算機(jī)交互式的圖形技術(shù)的分析，引出可視化技術(shù)在數(shù)據(jù)的挖掘中所起到的重要作用，進(jìn)而闡述交互式技術(shù)在計(jì)算機(jī)的圖形處理中的重要作用。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)圖形技術(shù) 數(shù)據(jù)計(jì)算 可視化

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

幾年來，計(jì)算機(jī)的圖形處理技術(shù)越來越頻繁的被人們應(yīng)用于其他的領(lǐng)域，也是現(xiàn)在這個(gè)科學(xué)技術(shù)非常發(fā)達(dá)的社會的一種形勢所在。現(xiàn)代一種相對比較常見的數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)，指的就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)的圖形學(xué)和圖像處理的技術(shù)，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以被識別的圖像或者圖形，進(jìn)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(shí)還要進(jìn)行交互處理的技術(shù)。這樣一種技術(shù)涉及的技術(shù)和領(lǐng)域比較廣泛，計(jì)算機(jī)的圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等，多個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合才是一種比較實(shí)用的技術(shù)。今年以來，隨著網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)上電子商務(wù)技術(shù)的發(fā)展，在以往科學(xué)計(jì)算可視化的基礎(chǔ)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(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)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(rèn)為是可視化，利用可視化的技術(shù)進(jìn)行信息的傳遞、知識的發(fā)現(xiàn)等。

1交互式計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)概述

交互式計(jì)算機(jī)圖形的處理技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形處理中很常見的一種技術(shù)方法，也是一種在當(dāng)今時(shí)期比較實(shí)用的技術(shù)，在整個(gè)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)方面還是有著比較高的地位的，下文主要對這種技術(shù)做以介紹。

1.1圖形技術(shù)的含義

在計(jì)算機(jī)的研究領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)的圖形技術(shù)是一個(gè)很重要的研究方向。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織將之定義為：研究用計(jì)算機(jī)進(jìn)行書記和圖形之間相互轉(zhuǎn)化的方法和技術(shù)。交互式技術(shù)憑借其特有的優(yōu)勢，經(jīng)常在計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)匯總被使用，正是這樣，計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)經(jīng)常被直接稱作交互式計(jì)算機(jī)技術(shù)。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(shù)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中是依賴交互軟件的支持的，操作人員與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行相互的溝通交流，在這個(gè)過程匯總，還要通過交互式繪圖設(shè)備來完成。

1.2交互式圖形技術(shù)的軟件支持

交互式圖形的繪制，需要計(jì)算機(jī)軟件和硬件的協(xié)調(diào)配合來完成，不是單獨(dú)的技術(shù)可以完美實(shí)現(xiàn)的。涉及的硬件主要是：主機(jī)、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所組成。軟件包括：圖形系統(tǒng)、應(yīng)用模型和應(yīng)用程序。本文主要研究的是計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)，所以對所需要的硬件設(shè)施不做詳細(xì)介紹說明。

圖形系統(tǒng)：是整個(gè)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(jìn)而驅(qū)動輸出設(shè)備運(yùn)行，然后產(chǎn)生相應(yīng)的圖形；應(yīng)用模型：這個(gè)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(xì)情況，所以，這一部分會對整個(gè)圖形中多個(gè)對象的具體描述，有著一個(gè)保存原始數(shù)據(jù)文件的作用；應(yīng)用程序：這一部分是整個(gè)圖形系統(tǒng)的核心部分，它會從應(yīng)用模型中獲取各個(gè)具體對象的數(shù)據(jù)信息，并且對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，并且在圖形系統(tǒng)中生產(chǎn)對象數(shù)據(jù)可以生產(chǎn)的圖形，最后在在輸出設(shè)備上將該圖形輸出，進(jìn)而被識別、這三個(gè)部分就是交互式圖形處理技術(shù)的基本原理的組成部分，是該技術(shù)的主要軟件支持。

1.3計(jì)算機(jī)圖形處理語言

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)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(qiáng)的人士來說，如果要運(yùn)用這種技術(shù)，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(diǎn)，Java在互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)中是很常見的，同時(shí)他的3D圖形的處理也顯示出更強(qiáng)大的性能。他是在OpenGL的基礎(chǔ)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(shù)。Java3D是較高層次的面向?qū)ο蠹夹g(shù)的延伸，可以實(shí)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(gè)圖形的增添、刪除、平移等操作的更便捷的操作處理，同時(shí)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(guān)性，這樣的特點(diǎn)主要是它在運(yùn)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(gè)平臺的JVM不同。使用Java語言程序設(shè)計(jì)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(guān)，Java3D體現(xiàn)出了自身“一次書寫，隨處運(yùn)行”的優(yōu)勢，使得可以運(yùn)行于多種平臺之間，可以更有效的應(yīng)用立體圖形的加速技術(shù)。

2數(shù)據(jù)挖掘與可視化技術(shù)

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?yàn)榇罅康臄?shù)量有著不相關(guān)的信息知識，需要在這個(gè)過程中被除去。數(shù)據(jù)挖掘可以說是信息處理技術(shù)和數(shù)據(jù)管理分析技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物。

可視化技術(shù)在數(shù)據(jù)的挖掘過程中起到很大的作用，是一個(gè)可以解決多個(gè)問題的重要技術(shù)手段，主要體現(xiàn)在可以使人在視覺上理解一種比較復(fù)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(guān)系以及多個(gè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律等，可以有效的幫助驗(yàn)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(shù)在數(shù)據(jù)挖掘中的必要性

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)硬件對數(shù)據(jù)的要求也在加大，與此同時(shí)，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(xué)合理的處理數(shù)據(jù)就是一個(gè)一直存在的嚴(yán)峻的問題。無論多快的計(jì)算機(jī)，對數(shù)據(jù)的處理都是有一個(gè)限度的，所以，數(shù)據(jù)在增多的同時(shí)，就面臨著數(shù)據(jù)處理被推向一個(gè)技術(shù)的瓶頸。龐大的數(shù)據(jù)可以壓倒一切與之相關(guān)的事物，計(jì)算機(jī)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(shí)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(shù)。在這樣的情況下，可視化技術(shù)在數(shù)據(jù)挖掘中的應(yīng)是很有必要的，一方面減輕了計(jì)算機(jī)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(chǔ)。

2.3可視化技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，可視化技術(shù)應(yīng)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(fù)雜數(shù)據(jù)的分析結(jié)果等。可視化的技術(shù)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(shù)的應(yīng)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(yīng)用這樣的技術(shù)來進(jìn)行，設(shè)計(jì)出一個(gè)強(qiáng)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(chǔ)上的決策，替代一個(gè)分析選擇過程中的科學(xué)數(shù)學(xué)的步驟，當(dāng)決策不可以自動的形成時(shí)，就用可視化來處理決策。通過新型的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，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(shù)應(yīng)用的主要思想

可視化技術(shù)應(yīng)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(yán)格的處理好數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，在轉(zhuǎn)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(dá)到加快分析處理速度的目的。可視化是依托于圖形的，所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)就是數(shù)據(jù)挖掘的強(qiáng)大的基本工具。在數(shù)據(jù)分析處理的整個(gè)過程中，將數(shù)據(jù)可視化，也就是把數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)化為一種可以很直觀的圖形或圖像，是分析過程中一個(gè)重要的前期環(huán)節(jié)，也是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。

在當(dāng)今這樣的科學(xué)技術(shù)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(jìn)行可視化的標(biāo)準(zhǔn)做以明確，將不同層次中的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(yīng)的投入和研究，并且取得了一定的、不可否認(rèn)的成績。在進(jìn)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(guān)聯(lián)，從而可以更加深入的對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3可視化技術(shù)應(yīng)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(jī)器是核心的部分，而如果在機(jī)器中融入可視化的技術(shù)，那么護(hù)具的挖掘，就變成了機(jī)器與人的互動，就不再是機(jī)器本身的處理，還包括了人的因素，人與機(jī)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(jī)器。

一方面，將知識與數(shù)據(jù)的可視化結(jié)合起來，可以提升挖掘出來的知識的有效性。結(jié)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(jī)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(shù)的應(yīng)用，可以有效的建立人與機(jī)器之間的聯(lián)系，也就是把用戶交互有效的結(jié)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(jié)合了用戶本身的主觀意愿，也就是對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jié)

綜上所述，計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)中的最主要的可視化的技術(shù)，在數(shù)據(jù)的計(jì)算處理方面，可以起到重要的作用。新技術(shù)的引入，避免了傳統(tǒng)技術(shù)在對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算過程中機(jī)械死板的固態(tài)，用戶與機(jī)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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