trabajo software de visualización - galindo cárdenas enrique

5/10/2018 Trabajo Software de Visualización - Galindo Cárdenas Enrique - slidepdf.com

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Nombre: Galindo Cárdenas Enrique

Trabajo: Software de Visualización

Introducción.

Cuando se habla de visualización en cómputo se tiene que identificar con un programa que hagavisualización de imágenes, el cual tiene como finalidad mostrar al usuario la imágen esperada con

respecto a los datos que se tienen previamente.

Existen muchos tipos de software que realizan esta función, algunos tienen programado una

serie de estructuras que permiten realizar y manejar objetos de forma más sencilla, pero otros el lugar

de programados los tiene en librerías de las cuales dependiendo el objeto a manejar y mostrar es la

librería que utilizan.

Cuando se muestran imágenes no sólo se pueden ver en segunda dimensión, también se puede

manejar vectores y hacer cálculos para representar objetos e imágenes en tercera dimensión, con ayuda

de hardware y software específico para tal fin.

La intención de este trabajo de investigación es conocer las herramientas de visualización entercera dimensión más usados en la investigación científica y comparar sus características para mostrar

sus fortalezas u debilidades de cada uno de ellos.

Open DX.

OpenDX es un software libre y de código abierto que permite compilar y modificar su código

para perfeccionar sus características y funciones, tiene librerías que le permiten realizar sus operacionesgráficas y de datos, pero no son librerías genéricas, es decir, son aplicables sólo al software de OpenDX

o programas que tengan compatibilidad con el mismo.

Entre sus principales características destacan:

• Importar y Exportar Información.

• Transformación de los Datos.

• Rendering.

• Salida de Gráficos.

• Interactores.

• Control de Flujo.

• Depuración.

Puede analizar desde un conjunto de datos simples hasta un conjunto de datos complejos en

función del tiempo y de múltiples fuentes, permite construir aplicaciones de visualización para usuariosfinales, debido a que su objetivo es ser usado para ingeniería científica.

Por tal motivo su diseño está enfocado en una interfaz familiar estándar, tiene un modelo dedatos sofisticados que permite a los usuarios tener una gran flexibilidad en la creación de

visualizaciones.



Adentrándonos en la historia de este software nos podemos dar cuenta que fue creado y

pertenece a IBM, surgiendo en 1991 como un explorardor de visualización de datos. En aquél tiempo

era un software sencillo y sobre todo un software propietario, es decir, se requería adquirir el produtocon un costo si se deseaba usar sin poder modificar el código.

Este software trabaja para sistemas operativos tipo Windows de 32 bits, MacOS (versióncomercial) y tipo Unix, su interfaz gráfica se basa en OSF/Motif y X Window System. Su versión más

actual cuenta con visualización a 8, 12, 16, 24 y 32 bits.

La interfaz se divide en dos partes muy importantes, la primera se cataloga como interactores

directos, los cuales se encargan de manipular las imágenes de forma directa, como por ejemplo, al girar

una imágen o ampliarla.

La segunda se cataloga como interactores indirectos que permiten manipular varios aspectos de

la visualización como son diales, interruptores, botones, deslizadores entre otros. Cabe destacar que la

intefaz soporta metadatos y campuras de pantalla de entrada para su posterior análisis.

OpenDX tiene funciones de cálculo muy poderosas capaces de reolver ecuaciones algebráicas,

un conjunto de funciones al mismo tiempo, funciones trigonométricas y normalización de los datos.

En cuanto a su forma de programación, OpenDX está orientado a objetos por lo que permite

manjear de una menera muy sencilla y eficiente los datos de entrada y el sistema de coordenadas, por tal motivo la correlación de datos de muchas fuentes es una tarea muy sencilla, los datos no válidos se

manejan en redes superpuestas lo que evita un error crucial en la ejecución del programa.

OpenDX trabaja en un entorno cliente/servidor y se puede ejecutar en paralelo con unmultiprocesador de memoria compartida para implementar múltiples entornos de trabajo; todo esto sin

necesidad de programación y de una manera sencilla de realizar.

Los principales componentes de OpenDX son:

• Modelo de Datos. Son las definiciones, reglas, y las convenciones usadas para describir entidades geométricas, campos e imágenes.

• Apuntador de los Datos. Una interfaz de usuario que describe los datos a ser importados.

• Buscador de Datos. Una interfaz de usuario para visualizar datos de archivo, determinando lalocalización y la organización de lo que contienen estos datos, para transferir la información

resultante al Apuntador de Datos.

• Lenguaje de Secuencia de Comandos (Scripting). Un lenguaje de alto nivel para crear

programas de visualización.• Editor Visual del Programa (VPE). Una interfaz gáfica de usuario para crear y modificar

programas de visualización.

• Módulos. Son bloques del programa o externos descargables en la página principal de OpenDXcon funciones específicas.

• Constructor de Módulos. Permite crear módulos.

• Ventana Imagen. Una ventana interactiva para observar y modificar la presentación de laimagen producida por un programa visual.

• Paneles de Control. Una interfaz de usuario para cambiar los valores de parámetros usados.



Ejemplos de Visualización con OpenDX.



AMIRA.

Amira es un software de visualización con licencia que permite manipular y entender lasciencias de la vida y las ciencias bio-médicas con datos de diferentes fuentes y en diferentes

modalidades, según su página oficial.

Sus características son:

• Es de Multipropósito. Es una herramienta para trabajo interdisciplinario.

• Flexible. Opciones de paquetes para configurar AMIRA a las necesidades requeridas.

• Eficiente. Compatible con las últimas tarjetas gráficas y procesadores disponibles en el

mercado.

• Fácil de Usar. Una interfaz de usuario intuitiva y mucha documentación.

• Costo Efectivo. Opciones múltiples y modelos de licencias flexibles.

• Gran Manejo de Datos. Datos muy largos son fácilmente accesibles con lectores específicos.

• Extensible. Tiene un asistente de codificación de extensión técnica y personalización en C++.

• Soporte. Soporte directo de personalización en varios niveles.• Inovación. Siempre actualizado a la última innovación.

Cuenta con una visualización en tercera dimensión al trabajar con datos de imágen clínica o

preclínica, datos nucleares, ópticos o imágenes de microscopía óptica, modelos moleculares, y el flujode datos vectoriales.

Se complementa con un conjunto de módulos que se adquieren por separado y permiten la

personalización del programa, así como también su especialización en un cierto tipo de investigación.

Este software es capaz de importar y exportar información y datos en diferentes formatos,

algunos ejemplos son:

• Imágenes JPEG, BMP, TIFF, PNG y SGI.

• Formatos de microscopio.

• Virtual Reality Markup Language - VRML.

• Imágenes Médicas.

• Formatos de Neurociencia.

• Elementos finitos de modelado.

• Modelado Geométrico y CAD.

• Archivos RAW.

• Series de tiempo.• Flexibilidad y Extensibilidad.

• Y formatos de módulos propios.

Para visualizar tenemos diferentes aspectos y formas de visualización que Amira utiliza de

forma fácil, rápida y eficiente:



• Orto y corte oblicuo.

• Volumen de representación.

• Superficie de representación.

• Isolíneas y isosuperficies.

• Multicanal imágenes.

• Fusión de imágenes.• Campos vectoriales.

• Tensores.

• Filamentos de seguimiento.

• Redes espaciales.

• Visualización molecular.

En cuanto al análisis puede realizarlo con:

• Instrumentos de medición.

•

Estadísticas de tejidos.• Co-localización de análisis.

• Operaciones aritméticas.

• Densitometría.

• Análisis molecular.

• Análisis de superficie.

• Espesor de detección.

• De análisis de redes de topología.

• Integración de MATLAB® (Este último muy útil).

Entre los procesos más importantes destacan: El filtrado de imágenes, generación de superficie,

segmentación, esqueletización y deconvolución. Con esto se pueden hacer presentaciones, películas,visión en 3D, realidad virtual y demos de alta calidad. Para lograr esto requiere OpenGL.



Ejemplos de Visualización con AMIRA.



AVS

AVS (Advanced Visual Systems) es otro software de visualización que no es libre compiladodesde 1991 hasta la fecha y que se adapta a múltiples necesidades con gráficos en segunda y en tercera

dimensión. Este software ofrece cuatro productos:

• OpenViz. Es un conjunto de herramientas de visualización de datos de gran alcance diseñado

para proporcionar un análisis visual altamente interactiva para Web o aplicaciones de escritorio

en una amplia gama de industrias. OpenViz es un sistema de desarrollo basado en estándaresque ofrece posibilidades casi ilimitadas para la conversión de todo tipo de información de los

datos en fácil de entender visualizaciones.

• AVS / Express. Es un sistema de desarrollo de software diseñado para los programadores la

creación de visualización de datos sofisticadas y aplicaciones habilitadas para los distintos

usuarios finales que desean visualizar de forma independiente y explorar ciencia compleja,

ingeniería, fabricación de médicos, y otros tipos de datos.

• Toolmaster. Es una biblioteca gráfica completa que se utiliza para crear tablas y gráficos, da unasalida impresa con calidad de presentación sobre el legado de las principales plataformas.

• Gsharp. Es un producto de software de Windows y Unix, que genera gráficos técnicos y

gráficos. Se permite a los analistas, investigadores y otros usuarios elegir entre una ampliagalería de gráficos y con un mínimo de conocimientos técnicos crear visualizaciones de datos

de gran alcance.

Se puede usar para fines estadísticos por la facilidad que tiene para representar la información

de manera fácil y con relación con diferentes datos, pero no se queda ahí, porque puede hacer gráficos

en tercera dimensión para representar gráficos estadísticos y en cualquiera de las dos formas las puederealizar en tiempo real.

Sirve para monitoreo en tiempo real y permite crear mapas de ubicación con la posibilidad de

marcar con diferentes colores y superficies cada región para determinar su estado actual.

Es capaz de simular eventos físicos complejos como son tornados, maremotos, tsunamis,

huracanes, etc. para ingeniería compleja y geoespacial.

Cuenta con más de quinientas librerías con funciones de modelado, rendering, filtros, colores,

etc. en C, C++ y FORTRAN.

Es compatible con sistemas operativos Windows de 32 bits y sistemas operativos Unix, cuenta

con una interfaz de usuario amigable y de forma gráfica.



Ejemplos de Visualización con AVS.



Conclusión.

En cuestiones de visualización existen diferentes alternativas que bien pueden ser seleccionadassegún lo que se desee realizar, por ejemplo, si se necesitan evaluar datos en segunda dimensión no es

necesario adquirir un visualizador tan potente con efectos y funciones en tercera dimensión.

OpenDX es mejor opción cuando no se tienen recursos suficientes para adquirir una versión

más completa y con soporte, pero aún así es muy completo el programa y no le quitan el

posicionamiento dentro de los primeros lugares.

AMIRA tiene mucho manejo de superficies y colores llamativos acercándose al color real de

cada una de sus visualizaciones, esta pensado principalmente por tal motivo para estudios médicos y

biológicos puesto que tiene un sin fin de formatos compatibles que se adaptan a los aparatos demedición que hay dentro de un hospital.

AVS es más genérico ya que tiene diferentes tipos de visualización, sobre todo cuenta con la

visualización estadística de los sucesos en tiempo real o datos de una compañía, facilita observar elflujo de información al instante por lo que se puede aplicar el monitoreo a diferentes objetos o zonas.

Para recomendar uno de estos tres, recomendaría en primer lugar OpenDX independientemente

del proyecto a elegir, porque con este software puedes introducirte a esta rama de la computación,

aprender muchas cosas y ya una vez estudiado la manera de hacer visualizaciones elegir entre AMIRA,AVS o quedarse con OpenDX.

Bibliografía.

1.- http://opendx.org

2.- Center for Computation & Technology at Louisiana State University. Cientific Visualization. HighPerformance Computing: Concepts, Methods & Means. Thomas Sterling. 12 de Abril de 2007.

3.- http://www.amira.com

4.- http://www.avs.com

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