可視化入門

可視化入門

MicroAVS体験版付
著者名 一般社団法人 日本計算工学会
宮地 英生
荒木 文明
鈴木 喜雄
発行元 丸善出版
発行年月日 2013年01月
判型 A5 210×148
ページ数 224ページ
ISBN 978-4-621-08583-7
Cコード 3353
NDCコード 530
ジャンル 土木・建築 >  土木
土木・建築 >  シリーズ土木・建築 >  計算力学レクチャーコース

内容紹介

可視化(Visualization)とは、「見えないものを見えるようにする」「見えているものをより解りやすくする」ことである。広義には時間を見えるようにする時計、車の速度を見えるようにするスピードメータも可視化の装置と言えるが、本書では、数値シミュレーションの結果を画像にする処理にしぼって紹介する。可視化の目的は、数値シミュレーションの結果の確認、評価および伝達である。第1章では、可視化作業に必要なコンピュータ環境、可視化システムの運用、可視化の一般的な流れ、そして可視化の対象となるデータ構造について述べる。

目次

1 可視化の基本
 1.1 可視化作業の環境
  1.1.1 CPU
  1.1.2 メモリ
  1.1.3 ハードディスク
  1.1.4 グラフィックスサブシステム
  1.1.5 モニタ
 1.2 可視化システムの運用 
  1.2.1 バッチ処理と対話処理
  1.2.2 ファイル管理
 1.3 可視化の一般的な流れ
  1.3.1 データの読込み
  1.3.2 フィルタリング
  1.3.3 マッピング
  1.3.4 レンダリング
  1.3.5 可視化結果の記録
 1.4 データ構造
  1.4.1セルをもたないデータ
  1.4.2 セルとノード
  1.4.3 非構造格子と構造格子
  1.4.4 データの次元数
  1.4.5 空間の次元数
 Column1 可視化処理に沿ったデータ量の変化
2 コンピュータグラフィックスの基本
 2.1 3次元グラフィックス
  2.1.1 幾何変換
  2.1.2 シェーディング
  2.1.3 陰面消去
  2.1.4 半透明の表示
  2.1.5 テクスチャマッピング
 2.2 サーフェスレンダリング
 2.3 リアルタイムレンダリング
 2.4 グラフィックスプリミティブ
  2.4.1 点
  2.4.2 線
  2.4.3 三角形
  2.4.4 球(円)
  2.4.5 文字
 2.5 画素(ピクセル)
 2.6 色(カラー)
  2.6.1 色の考え方
  2.6.2 カラーマップ
 Column2 大規模可視化の問題
3 可視化手法とパラメータ
 3.1 カメラ
 3.2 等値線図
  3.2.1 パラメータ
  3.2.2 描画条件
 3.3 コンタ図
  3.3.1 パラメータ
  3.3.2 描画条件
 3.4 ベクトル図
  3.4.1 パラメータ
  3.4.2 描画条件
 3.5 マーカ図
  3.5.1 パラメータ
 3.6 等値面図
  3.6.1 複数の等値面
  3.6.2 等値面の作成方法
 3.7 変形図
 3.8 流線図(流跡線,流脈線)
 3.9 ボリュームレンダリング
 Column3 大規模可視化の問題の解決
4 数値シミュレーションと可視化
 4.1 計算力学のための数値シミュレーション手法
 4.2 構造解析の目的と期待される成果
 4.3 可視化の目的
  4.3.1 直感的理解
  4.3.2 見落としの回避
  4.3.3 検証と妥当性確認(V&V)
  4.3.4 評価・判断
 4.4 可視化に至るまでの流れ
  4.4.1 プレ処理
  4.4.2 解析実行
  4.4.3 ポスト処理(可視化)
 4.5 構造解析の結果の可視化
  4.5.1 3次元的手法の利用
  4.5.2 3次元的手法と2次元的手法を合わせた利用
  4.5.3 2次元的手法
 4.6 商用ソフトウェア
 4.7 おわりに
 Column4 複数のファイルに分割して格納されたデータの可視化
5 プレゼンテーションのための可視化
 5.1プレゼンテーションの目的
  5.1.1 情報の発信先
  5.1.2 情報の受け手
  5.1.3 情報の伝達手段
  5.1.4 情報の提示形式
 5.2 可視化結果の表示手段
  5.2.1 ウォール型表示装置
  5.2.2 立体視表示装置
  5.2.3 タブレット端末
 5.3 可視化画像の編集
  5.3.1 画像
  5.3.2 可視化画像の直接加工
 5.4 可視化表現
  5.4.1 複数の可視化技法の組合せ
  5.4.2 アンチエイリアシング
  5.4.3 リアルな可視化表現
  5.4.4 特殊な可視化表現
  Column5 可視化の精度(その1)
6 可視化実践例
 6.1 3次元構造解析の可視化
  6.1.1 サンプルデータの説明
  6.1.2 データの読込み
  6.1.3 メッシュ形状の確認
  6.1.4 応力分布の可視化
  6.1.5 カラーマップの色数とコンタ図の補間処理
  6.1.6 視点の変更
  6.1.7 凡例の表示
  6.1.8 座標軸の表示
  6.1.9 画像の保存
 6.2 2次元キャビティフローの可視化
  6.2.1 格子データの確認
  6.2.2 ファイル出力の一般事項
  6.2.3 流れ関数値,渦度分布の観察
  6.2.4 速度ベクトルの表示
  6.3.5 流線の表示
  6.2.6 計算の発展の様子の確認
  6.2.7 画像として保存(アニメーション)
 6.3 3次元室内空調の可視化
  6.3.1 計算結果の出力(バイナリのケース)
  6.3.2 速度ベクトル図表示
  6.3.3 温度の等値面の表示
  6.3.4 ボリュームレンダリング
  6.3.5 形状データの重ね合せ
  6.3.6 流線の表示(出発点の選択)
 6.4 渦に対する可視化と分析
  6.4.1 回転方向をしらべる
  6.4.2 最後に流れはどこへ行くのか?
  6.4.3 この渦は内側と外側ではどちらが速いのか
  6.4.4 Z方向の速度分布
  6.4.5 可視化で見えていないもの
 6.5 3次元片持ちはりの可視化
  6.5.1 格子データの確認
 Column6 可視化の精度(その2)
索引

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