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Universidad de Colima Facultad de Ingeniería Civil Método del Elemento Finito Ramirez Silva Edgar Joel 9°C TRABAJO 3. Software ParaView Capítulo 1 Introducción ParaView es una aplicación de código abierto para visualizar dos y tres conjuntos de datos dimensionales. El tamaño de los conjuntos de datos que ParaView puede manejar varía ampliamente según la arquitectura en la que se ejecuta la aplicación. Las plataformas admitidas por ParaView van desde estaciones de trabajo con un solo procesador hasta supercomputadoras de memoria distribuida con múltiples procesadores o grupos de estaciones de trabajo. Utilizando una máquina paralela, ParaView puede procesar conjuntos de datos muy grandes en paralelo y luego recopilar los resultados. Hasta la fecha, se ha demostrado que ParaView procesa miles de millones de células no estructuradas y más de un billón de células estructuradas. El marco paralelo de ParaView se ha ejecutado en más de 100.000 núcleos de procesamiento. El diseño de ParaView contiene muchas características conceptuales que lo distinguen de otras soluciones de visualización científica. - Una aplicación de visualización multiplataforma, escalable y de código abierto. - Soporte para modelos de computación distribuida para procesar grandes conjuntos de datos. - Una interfaz de usuario abierta, flexible e intuitiva. - Una arquitectura modular extensible basada en estándares abiertos. - Una licencia BSD flexible de 3 cláusulas. - Mantenimiento y soporte comercial. Desarrollo y financiación El proyecto ParaView comenzó en 2000 como un esfuerzo de colaboración entre Kitware Inc. y el Laboratorio Nacional de Los Alamos. La financiación inicial provino de un contrato de tres años con el programa ASCI Views del Departamento de Energía de EE. UU. El primer lanzamiento público, ParaView 0.6, se anunció en octubre de 2002. El desarrollo de ParaView continuó gracias a la colaboración de Kitware Inc. con Sandia National Laboratories, Los Alamos National Laboratories, el Army Research Laboratory y varias otras instituciones académicas y gubernamentales. En septiembre de 2005, Kitware, Sandia National Labs y CSimSoft iniciaron el desarrollo de ParaView 3.0. Desde entonces, el desarrollo de ParaView continúa. ParaView 4.0 se lanzó en junio de 2013 e introdujo controles GUI más coherentes y una mejor interacción multibloque. ParaView 5.0 se lanzó en enero de 2016 y proporcionó una actualización importante al sistema de renderizado. El desarrollo de ParaView continúa hoy. Sandia National Laboratories continúa financiando el desarrollo de ParaView a través del proyecto ASC. Conceptos básicos de visualización En pocas palabras, el proceso de visualización consiste en tomar datos sin procesar y convertirlos a un formato que sea visible y comprensible para los humanos. Esto nos permite obtener una mejor comprensión cognitiva de nuestros datos. La visualización científica se ocupa específicamente del tipo de datos que tienen una representación bien definida en un espacio 2D o 3D. Los datos que provienen de mallas de simulación y datos de escáner son muy adecuados para este tipo de análisis. ParaView fue diseñado principalmente para manejar datos con representación espacial. Por tanto, los principales tipos de datos utilizados en ParaView son las mallas. Rectilíneo uniforme (datos de imagen) Una cuadrícula rectilínea uniforme es una matriz de datos de una, dos o tres dimensiones. Los puntos son ortonormales entre sí y están espaciados regularmente a lo largo de cada dirección. Rectilíneo no uniforme (cuadrícula rectilínea) Similar a la cuadrícula rectilínea uniforme excepto que el espacio entre puntos puede variar a lo largo de cada eje. Curvilínea (cuadrícula estructurada) Las cuadrículas curvilíneas tienen la misma topología que las cuadrículas rectilíneas. Sin embargo, cada punto en una cuadrícula curvilínea se puede colocar en una coordenada arbitraria (siempre que no dé como resultado celdas que se superpongan o se intersequen). Las cuadrículas curvilíneas proporcionan una huella de memoria más compacta y una topología implícita de las cuadrículas rectilíneas, pero también permiten mucha más variación en la forma de la malla. Poligonal (polidatos) Los conjuntos de datos poligonales se componen de puntos, líneas y polígonos 2D. Las conexiones entre células pueden ser arbitrarias o inexistentes. Los datos poligonales representan las primitivas de representación básicas. Todos los datos deben convertirse a datos poligonales antes de renderizarse (a menos que se emplee renderización de volumen), aunque ParaView realizará esta conversión automáticamente. Cuadrícula no estructurada Los conjuntos de datos no estructurados se componen de puntos, líneas, polígonos 2D, tetraedros 3D y celdas no lineales. Son similares a los datos poligonales excepto que también pueden representar tetraedros 3D y celdas no lineales, que no se pueden representar directamente. Además de estos tipos de datos básicos, ParaView también admite datos multibloque. Un conjunto de datos básico de múltiples bloques se crea cada vez que se agrupan conjuntos de datos o cada vez que se lee un archivo que contiene múltiples bloques. Mas información La página web de ParaView, www.paraview.org, también es un lugar excelente para encontrar más información sobre ParaView. Desde allí puede encontrar enlaces útiles al foro de ParaView Discourse, páginas Wiki y preguntas frecuentes, así como información sobre servicios de soporte profesional. Capitulo 2 Interfaz de usuario La GUI de ParaView se ajusta a la plataforma en la que se ejecuta, pero en todas las plataformas se comporta básicamente igual. El diseño que se muestra aquí es el diseño predeterminado que se proporciona cuando se inicia ParaView por primera vez. La GUI consta de los siguientes componentes. Barra de menú Como ocurre con casi cualquier otro programa, la barra de menú le permite acceder a la mayoría de las funciones. Barras de herramientas Las barras de herramientas brindan acceso rápido a las funciones más utilizadas dentro de ParaView. Pipeline Browser ParaView gestiona la lectura y el filtrado de datos con una canalización. El navegador de canalización le permite ver la estructura de la canalización y seleccionar objetos de la canalización. El navegador de canalización proporciona una lista conveniente de objetos de canalización con un estilo de sangría que muestra la estructura de la canalización. Panel de propiedades El panel de propiedades le permite ver y cambiar los parámetros del objeto de tubería actual. En el panel de propiedades hay una palanca de propiedades avanzadas que muestra y oculta controles avanzados. Las propiedades están combinadas de forma predeterminada con una pestaña Información que muestra un resumen básico de los datos producidos por el objeto de canalización. Vista 3D El resto de la GUI se utiliza para presentar datos para que usted pueda verlos, interactuar con ellos y explorarlos. Inicialmente, esta área se llena con una vista 3D que proporcionará una representación geométrica de los datos. Fuentes Hay dos formas de obtener datos en ParaView: leer datos de un archivo o generar datos con un objeto fuente. Todas las fuentes se encuentran en el menú Fuentes. Las fuentes se pueden utilizar para agregar anotaciones a una vista, pero también son muy útiles al explorar las funciones de ParaView. Ejercicio 2.1: Creación de una fuente Interacción 3D básica Ahora que hemos creado nuestra primera visualización simple, queremos interactuar con ella. Hay muchas formas de interactuar con una visualización en ParaView. Comenzamos explorando los datos en la vista 3D. Ejercicio 2.2: Interactuar con una vista 3D Modificación de los parámetros de visualización Aunque los controles interactivos 3D sonuna parte vital de la visualización, una capacidad igualmente importante es la de modificar los parámetros de procesamiento y visualización de datos. ParaView contiene muchos componentes GUI para modificar los parámetros de visualización, que comenzaremos a explorar en el siguiente ejercicio. Ejercicio 2.3: Modificación de los parámetros de visualización Ejercicio 2.4: alternar aplicación automática Ejercicio 2.5: Cambiar la paleta de colores Ejercicio 2.7: Abrir un archivo Ejercicio 2.8: Representación y coloración de campos Ejercicio 2.9: aplicar un filtro Ejercicio 2.10: Creación de un canal de visualización Ejercicio 2.11: uso de múltiples vistas Ejercicio 2.12: Líneas de corriente Ejercicio 2.13: Hacer líneas de corriente elegantes Ejercicio 2.14: Trazar sobre una línea en el espacio Ejercicio 2.15: Opciones de visualización de series de gráficos Ejercicio 2.16: Activar la renderización de volumen Ejercicio 2.17: Combinación de renderizado de volúmenes y visualización basada en superficies Ejercicio 2.18: Modificación de funciones de transferencia de renderizado de volumen Ejercicio 2.19: Cargando datos temporales Ejercicio 2.20: Error de datos temporales Ejercicio 2.21: Ralentizar una animación con el modo Animación Ejercicio 2.22: Interpolación temporal Ejercicio 2.23: Agregar anotaciones de texto Ejercicio 2.24: Agregar anotaciones de tiempo Ejercicio 2.25: Guardar captura de pantalla Ejercicio 2.26: Guardar animación Ejercicio 2.27: Realizar selecciones basadas en consultas Ejercicio 2.28: Selecciones de elementos de datos versus selecciones espaciales Ejercicio 2.29: Etiquetado de selecciones Ejercicio 2.30: Trazar en el tiempo Ejercicio 2.31: Extracción de una selección Ejercicio 2.32: Propiedades de animación Ejercicio 2.33: Modificación de fotogramas clave de pista de animación Ejercicio 2.34: Múltiples pistas de animación Ejercicio 2.35: Animaciones de la órbita de la cámara Ejercicio 2.36: Seguir datos en una animación
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