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pyParaOcean、海洋データの視覚的分析システム: pyParaOcean: アーキテクチャ@oceanography

pyParaOcean、海洋データの視覚的分析システム: pyParaOcean: アーキテクチャ

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この論文では、研究者らが pyParaOcean を紹介し、Paraview での海洋データの視覚化を強化して、動的なプロセス追跡とイベント検出を実現します。
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著者:

(1)トシット・ジェイン、インド科学研究所バンガロール校、インド

(2)ヴァルン・シン、インド科学研究所バンガロール校、インド

(3)ビジェイ・クマール・ボダ、インド科学研究所バンガロール校、インド

(4)インド科学研究所バンガロール校のウプカル・シン氏、インド

(5)イングリッド・ホッツ、インド科学研究所バンガロール校、スウェーデン・ノルシェーピング、リンショーピング大学科学技術学部(ITN)

(6)PN Vinayachandran、インド科学研究所バンガロール校、インド

(7)ビジェイ・ナタラジャン、インド科学研究所バンガロール校、インド。

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3. pyParaOcean: アーキテクチャ

pyParaOceanは、海洋学者の視覚化ニーズに応えるためにParaview上に開発されたプラグインです(図1を参照)。Paraview [AGL05]はオープンソースの視覚化ソフトウェアです。Paraviewの視覚化パイプラインは、実行可能なモジュールのデータフローネットワークです。モジュールは、0個以上の入力ポートと0個以上の出力ポートを持つParaviewの機能単位です。Paraviewのモジュールは、データの生成(ソース)、受信データの処理と処理(フィルタ)、または画像のレンダリング/生成(シンク)の3つのタスクのいずれかを実行できます。Paraviewは汎用の視覚化ツールであるため、次のものが含まれます。


図 2: pyParaOcean の機能とユーザー インターフェイス。(A) すべての pyParaOcean モジュールは、Paraview フィルターとして実装されています。(B) Paraview パイプライン ブラウザーには、調査対象のさまざまなデータセットと、それらに適用されたフィルターが表示されます。(C) pyParaOcean のシーディング フィルターは、フィールド ラインをトレースするための複数のオプションを提供します。この図は、さまざまなフィルターの使用法を示しており、(D) ボリューム レンダリングを使用した紅海の塩分可視化、(G) 流線を使用した紅海の流れ可視化、(H) 紅海でインタラクティブにシードされたパスライン、(I) ベンガル湾の渦検出と可視化、(J) 表面前線トラックによるインド東海岸への高塩分水の動きを追跡しています。


多数のリーダー、データ ソース、およびフィルター。使用可能なフィルターの数が膨大になると、特にアプリケーション ドメインの専門家にとっては、操作が困難になりがちです。Paraview では、使用可能なモジュールのコレクションがユーザーのニーズを満たさないシナリオで、プラグインを介して新しいモジュールを追加するメカニズムも提供しています。


このプラグインは、3D 海洋データのインタラクティブな分析のための視覚化ツールと、渦計算と視覚化、高塩分水の視覚化、高塩分水塊の追跡などの特殊な機能を提供するフィルターのコレクションです。海洋データは通常、NetCDF 形式の直線グリッド上のサンプルとして利用できます。このプラグインは、適切な場合に組み込みの VTK および Paraview ライブラリを使用します。これらのライブラリは適切に保守およびサポートされているため、ユーザー コミュニティからのサポートを利用できます。このプラグインは、いくつかの簡単な手順でロードできます。


Paraview は、データ サーバー、レンダリング サーバー、クライアントで構成される 3 層のクライアント サーバー アーキテクチャとして設計されています。データ サーバーは、読み取り、書き込み、フィルタリングなどのすべてのデータ関連タスクを担当します。レンダリング サーバーはレンダリングを担当し、対話と探索はクライアントで実行されます。クライアントはサーバー上のオブジェクトの作成、実行、破棄を管理しますが、データは保持しません。このアーキテクチャは、並列環境でアプリケーションを実行する場合に便利です。データ サーバーとレンダリング サーバーはヘッドレス サーバーまたはスーパーコンピューターで実行でき、エンド ユーザーのデバイスはクライアントとして機能します。リモート サーバーに接続せずにクライアントで実行すると、Paraview は組み込みサーバーにシームレスに接続し、そのすべての機能を提供します。pyParaOcean は、Paraview の並列化機能を活用して、より大きなデータ サイズに合わせて拡張できるように設計されています。pyParaOcean は、海洋学者のニーズに特化した、広範でアクセスしやすく使いやすいフィルター セットを提供することを目指しています。


この論文はCC 4.0ライセンスの下でarxivで公開されています