三维可视化既是一种解释工具,也是一种成果表达工具。与传统剖面解释方法完全不同,常规的三维解释是通过对每一条地震剖面上的每个层位、每条断层拾取后,再通过三维空间的组合来完成的。
随着物流行业整合加速,智慧物流、虚拟物流、物流数字化、3d可视化数字孪生仿真物流的发展方向已经相对成熟,虚拟仿真可视化智泡漫网慧物流的关键技术总体包括感知层、网络传输层、数据存储层和应用服务层,智慧物流要从智慧运输、智慧仓储、智慧配送、智慧包装、智慧装卸、智慧信息处理等6个方面展开基础设施设备的研发,为虚拟仿真数字孪生智慧物流保驾护航,提供虚拟物流物联网系统解决方案,推动传统物流转型升级,为物流行业带来新的发展。
北京智汇云舟科技有限公司
企业技术:数字孪生技术、3DGIS引擎(专利研发)、视频融合(行业领先)、位置智能LI 、三维建模等行业相关技术。属于软件技术研发供应商。
应用行业:数字乡村、军工、工厂 、轨道交通、区域应急、智慧城市、智慧园区、智能监所、水利、电力、智慧交通、高速、智慧高铁、雪亮工程、机场管理、矿厂等等数字孪生赋能行业。【众多项目案例索取,电话咨询】
企业简介:
1,国家级高新技术企业,
2,中关村级高新技术企业,
3,海淀城市大脑联盟的发起单位,
4,中科院创新发展研究院理事单位,
5,背靠中科院、清华、北航等权威科研院所的前沿科研成果。
6,应用3DGIS+视频融合+时空位置智能(LI)技术首创“实景数字孪生”,
7,自主研发了实景孪生解决方案、Paas平台、实景孪生虚实融合一体机等产品,
8,参与多项国家级重点项目建设(保密性质,目前不能公开)。
9,在数字乡村、军工、轨道交通、应急、智慧城市/智慧园区等领域积累了丰富实施经验与实践结果。【电话咨询,索取项目技术、案例等】
咨询电话:400 666 8015
3d可视化数字孪生可视化解释是通过对来自于地下界面的地震反射率数据体采用各种不同的透明度参数在三维空间内直接解释地层的构造、岩性及沉积特点。这种三维立体扫描和追踪技术可使解释人员快速选定目标,结合精细的钻井标定,可帮助解释人员准确快速的描述各种复杂的地质现象。
处在高速发展的电商购物时代,虚拟仿真可视化智慧物流的出现,使得物流的流程更加简化,发货时效及服务更加精细,物联网技术、数字孪生技术、大数据技术,将传统物流仓库虚拟整合为一个大型物流支持的D仿真可视化虚拟物流智慧监控系统,企业可以快速、精确、稳定的保障物资运输快速到达,满足物流市场的多频度、小批量订货需求,同时使得虚拟物流彰显可视化智慧化。
从简单的纸质记录,到灵活的电子图表,再到进一步的三维可视化、沉浸式体验……为了清晰有效地传递、挖掘和交互信息,类表征世界的技术段经过了代代的演化改进,用以实现更好地分析与推理知识,最终有效理解和洞察世界。随着人工智能的发展,如今3D知识可视化已成为最炙手可热的表达方式之一。本篇将从知识图谱可视化的技术内核切入,介绍3D图谱可视化的技术要点和应用方式,最后提出关于该技术的落地前景和创新实践。
虚拟仿真数字孪生3D可视化智慧物流应用范畴广
虚拟3D仿真数字孪生3D可视化智慧物流应用范畴广,涉及电商虚拟物流、快递虚拟物流、城市配送服务虚拟物流、合同虚拟物流、供应链虚拟物流等等虚拟物流,改变传统物流的信息不对称,运输不及时等问题,创建3D仿真可视化虚拟物流智慧监控系统,构建智慧物流数字孪生可视化运作模式,打破物流工序流程界限,打造智慧企业智慧物流。
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目录
一、什么是知识图谱可视化?
二、知识图谱可视化的现状
三、3D图谱可视化的价值
四、3D图谱渲染技术
五、3D图谱布局计算
六、VR/AR技术在图谱可视化上的应用
七、知识图谱可视化技术的创新实践:DataExa-Sati认知智能平台
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3d可视化数字孪生可视化是根据数据体的透明度属性,假定地下界面的反射率是地下界面的原始、真正的三维模型,本质上讲,它是由三维空间中的构造、地层及振幅属性综合组成的。无论是做三维区域分析,还是做特定前景目标评价(包括流体界面识别),都可以通过这种‘进去看’的方式来快速完成。在基于三维象素的立体可视化中,每个数据样点都被转换成为一个三维象素(其大小近似面元间距和采样间隔的三维象素)。每一个三维象素具有与原三维数据母体相对应的数值,一个三色(红、绿、蓝)值以及一个暗度变量,该变量用来调整数据体的透明度。这样,每一个地震道被转换成为一个三维象素柱。
一、什么是知识图谱可视化
3d可视化数字孪生,知识图谱是将复杂的信息通过计算、处理成能够结构化表示的知识的一种现代理论,可视化技术是其技术基础之一,利用可视化技术手段能够形象展示知识资源及其载体间的相互联系。
3d可视化数字孪生"一画胜千言"。从生物认知的角度,图像视觉信息远比单一的文字、声音来的迅捷丰富。数据的可视化意义在于视物致知,即从看见物体到获取知识,从视觉感知与认知的角度看,用户是所有行为的主体,通过视觉感知器官获取可视信息、编码并形成认知,在交互分析过程中获取解决问题的方法。在这个过程中,感知和认知能力直接影响着信息的获取和处理进程,进而影响对外在世界环境所做出的反应。人类处理数据的能力远远落后于获取数据的能力,人类视觉对于形象视觉符号的理解能力更强。
3d可视化数字孪生知识图谱可视化既是一门技术也是一门艺术,旨在借助于图形化手段,清晰有效地传达与沟通信息。但知识可视化不只是为了看上去绚丽多彩显得复杂,为的是有效地传递思想概念,美学与功能需要齐头并进,通过直观地传达关键的方面与特征,实现对于相当稀疏而又复杂的数据集的深入洞察。
借助计算机图形可视化技术,知识图谱的可视化维度也从2D拓展到了3D,近几年基于3D可视化技术衍生了VR/AR以及目前统一后的XR技术等,3D可视化从生物感知的生理特点决定了是一个更贴近自然的交互方式,后文将一一阐述。
二、知识图谱可视化的现状
知识图谱3d可视化数字孪生可视化经过是一个逐步演进的过程,经过了几个阶段的技术引入,包括SVG、Canvas2D、WebGL、WebGL2以及最新的WebGPU,目前的技术现状是受限于计算机软硬件的限制,主要以2D为主。
1、可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics,SVG),是一种用于描述二维的矢量图形,基于XML的标记语言。作为一个基于文本的开放网络标准,SVG能够优雅而简洁地渲染不同大小的图形,并和CSS,DOM,JavaScript等其他网络标准无缝衔接操作非常方便。其中D3.js开创了使用SVG绘制知识图谱网络图的先河,为开源社区提供了早期知识图谱可视化的技术库资源。
2、Canvas是HTML5提供的一种新的标签,它定义了一个矩形区域的画布,通过Javascript可以再画布上绘制各种图形,拥有多种绘制路径、矩形、圆形、字符以及添加图像的方法,为区别WebGL这里的Canvas主要是指Canvas2D。
Canvas、SVG技术的优劣势比较:
从大部分的实践来看,Canvas比SVG在渲染绘制性能上有优势,特别是在绘制对象数量比较多的情况,但另一个方面是画布尺寸的影响,因为SVG是矢量的,所以在大尺寸的绘制上性能有优势。微软MSDN上给的一个对比图:
而且在小数据量的情况下,SVG的方案通常内存占用会更小,做缩放、平移等操作的时候往往帧率也更高。
从交互优势上,看由于SVG是基于HTML的DOM,能快速应用浏览器底层的鼠标事件、CSS样式、CSS3动画等,在交互、局部重绘制上有很多便利。
3、 WebGL(Web图形库)是一个JavaScript API,可在任何兼容的Web浏览器中渲染高性能的交互式3D和2D图形,而无需使用插件。WebGL通过引入一个与OpenGL ES 2.0非常一致的API来做到这一点,该API可以在HTML5的Canvas元素中使用。
4、WebGL 2是WebGL的一个主要更新,它通过WebGL2RenderingContext接口提供。它基于OpenGL ES 3.0,新一些功能特性,在性能上也有较大提升,但受限于OpenGL引擎技术相对WebGPU落后。
5、WebGPU是基于Vulkan、Metal和Direct3D 12设计上更好的反映了GPU硬件技术这些年新的发展,能提供更好的性能,支持多线程,采用了偏面向对象的编程风格,WebGPU目前能支持的设备还比较少,相关的生态还在发展阶段,但这个是未来的趋势。
在知识图谱的可视化逐步演进的过程中,也涌现出了一些较为经典的开源项目和企业,如:
1、D3.js项目
D3是一款可视化Javascript库,提供了可视化的的基础能力:如图形、色彩、比例尺、布局算法、定时器、缩放、动画已经操作交互等。
2、Sigma.js项目
Sigma.js相较D3.js是专门为图谱渲染编写的Javascript库,期主要特点是对图谱渲染做了一些优化努力,包括使用Canvas技术来渲染图谱,所以能处理上千节点的图谱渲染。
3、Cytoscape.js项目
Cytoscape.js主要专注在图论算法上,Cytoscape.js图布局上上做了很多研究,在提供了大量的实践示例对不同布局的同时Cytoscape.js也提供了手势等交互控制。
4、Cambridge-intelligence公司
Cambridge-intelligence开发了多款知识图谱可视化产品,Keylines是基于Javascript的图谱可视化库,ReGraph是基于React前端框架的可视化组件库,KronoGraph是用于时序数据分析的工具,剑桥公司在知识图谱领域实践了很多应用场景,是目前改领域大家争相学习的对象。
三、3D图谱可视化的价值
目前主流的图谱可视化还是基于平面的可视化,使用的技术也是基于Canvas为主,其表现力和性能方便还比较有限。但随着新的技术演进、硬件的更新,WebGL、WebGPU技术将2D的可视化扩展到3D的可视化,未来3D可视化技术在软硬件成熟后将给人以更贴近自然的方式去了解把握知识。
3D可视化技术是一种新的管理、分析和交互数据的方式。它能实现实时反射、实时折射、动态阴影等高品质,也可以逼真地实时渲染3D图像。3D数据可视化与一般数据可视化主要区别就是更立体、更真实、更有沉浸感。2D的图谱由于平面空间比较有限,节点与边容易糊在一起形成麻球状,使得视觉不清晰,而3D图谱数据可视化呈现了一个全新的视角,运用3D空间,我们可以很容易的通过旋转视角、缩放相机达到深入了解并且查看数据的目的。
3D图谱可视化可以运用物理坐标体系,将数据映射到地理空间上,结合图谱与地理信息进行数据汇集,使得用户更好地理解数据与物理现实之间的关系,加深对数据的理解,创造更好的体验感。
3D数据可视化技术能够呈现数据独特的立体美,使用粒子、轨迹线、流光等特效大大提升用户交互体验。
3D可视化技术在知识图谱应用中的价值正在逐渐显现,渊亭科技作为行业内领先的人工智能产品提供商,始终紧跟行业前沿技术趋势,并依靠强大的自主研发能力,在自研的DataExa-Sati 平台中拓展了多种3D图谱技术,包括3D图谱渲染技术、布局计算技术、VR/AR应用技术等。
四、3D图谱渲染技术
原生的WebGL接口包括WebGL上下文、视野和裁剪、状态信息、缓冲区、帧缓冲、渲染缓冲、纹理、程序对象和着色器对象、Uniform、Attribute、绘制缓冲区等,但对于实际的应用开发来说,WebGL的原生接口比较技术化,使用起来不是很友好,因此主流的WebGL开发有一些更友好的库来完成,3D基于Web方面有Three.js和Babylon.js两款著名的引擎,基于原生应用的有Unity、Unreal。
从图谱渲染技术角度来看主要包含:材质纹理、文本渲染、节点渲染、边渲染、动画处理、相机、粒子系统、交互处理等技术。
1、材质纹理
在DataExa-Sati 中,我们可以选择不同的材质贴图,为图谱节点对象进行贴面渲染,材质在场景中受灯光等作用下可以呈现丰富的视觉效果,对于材质有PBR(Physically Based Rendering)材质和传统的Bling-Phong材质,他们使用不同的算法所达到的效果也有差异。
2、文本渲染
3D场景下的文本比2D要复杂很多,文本需要考虑光影、呈现角度、抗锯齿等复杂的问题。
3、节点、边等元素渲染
节点、边元素包括是主要的图谱呈现元素,节点通过边连接构成图谱,节点之间需要通过合理的布局达成分布位置,使观察者能得到易读、易用、可分析的数据可视化。
4、动画
动画的作用不仅仅是好看、炫酷,流畅的动画表达能指引用户理解数据的含义,节点动画能吸引用户的注意力,不同的动画类型可以表述不用的动画含义,进而赋予业务意义。边的动画能表述节点间的方向关系,不同的边动画也可以指向不同的业务目的。
5、相机
3d可视化数字孪生,相机是用户的视角,用户以不同的观察点、视野宽度观察图谱,它定义了三维空间到二维屏幕的投影方式。
3d可视化数字孪生,技术创新是企业前进发展的不竭动力,渊亭将努力把更多的前沿技术带入到知识图谱产品中,丰富产品能力,为客户创造更多的价值。
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