计算机图形技术在数据计算领域的应用

北京工商大学计算机与信息工程学院 黄今慧 石海超 林佳男

计算机图形技术在数据计算领域的应用

北京工商大学计算机与信息工程学院 黄今慧 石海超 林佳男

将知识从大量的数据中提取出来即为数据挖掘技术。在用户和计算机之间需要一定的纽带进行连接，这时，数据挖掘可视化在其中就发挥了重要的作用，可视化是将有关知识和数据的直观信息为用户们提供出来，并且计算机图形学是可视化方法得以应用的前提。对此，文章通过下文提出应用交互式计算机图形技术，引出可视化技术在数据挖掘中的应用，根据可视化数据的对策构建可视化数据挖掘模型，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用，将更加安全、可靠的网络环境为人们打造出来。

图形技术；数据计算；可视化

数据可视化技术是指通过图像处理技术与计算机图形学的结合，用图像或者图形将数据在屏幕上展现出来，然后完成交互处理的技术与方法。科学计算化是数据可视化概念产生的源泉。近些年，随着电子商务和网络技术的发展，信息可视化也在不断的发展，在数据可视化中，它也逐渐的成为了其中的重点。尤其是计算机图形技术在数据计算中的应用发挥着更加重要的作用。所以，有关这方面的内容我们必须要高度的重视起来。

1.应用交互式计算机图形技术

在计算机应用领域中，计算机图形学是其中一个重要的发展方向。对于计算机图形学，国际标准化组织ISO给予了全新的定义：在转化图形和数据时,积极的应用计算机技术。在计算机图形学中，因为交互技术的重要性，所以，我们可以用交互式计算机图形学来阐述记手机图形学。

在交互软件的支持下，交互式图形系统通过计算机和交互式图形设备进行合作。并且需要通过相应的硬件和软件才能够完成交互式绘图，由输入设备、输出设备和主机一同构成了其中的硬件；由应用程序、图形系统和应用模型一同构成了软件。

VRML、Java3D、DirectX、OpenGL为现阶段应用较为普遍的计算机图形处理语言。跨平台性是OPENGL的一大特点，很多人通过它将三维应用程序编写出来。 但是，就一个局外人来讲，在编写三维应用程序时，应用它也会遇到一定的困难；在OPENGL三维图形库的基础上又出现了Java3D，更高层次的与对象相接触是Java3D API的一大特征，这种类型的变成接口是在场景图的基础上发展起来的，可以高性能的处理3D图形数据，可以有效的优化处理图形的旋转、拾取、删除和平移等操作，对复杂的图形模型可以利用它进行处理。在互联网上随处可见Java，并且，在3D图形上，它也具有更大的威慑力。平台无关性是应用Java的主要原因，它不用过多的编译是其平台无关性的主要来源。

1.1图形与图像的区别与联系

首先，我们理解的图像数据是从客观世界引进来的，而图形数据是从主观世界引进的，以图形为对象形式的表示，这就从他们的来源方面进行了区分。

其次，图像处理是基于数字信号处理、模糊数学和概率与统计等理论，采用图像变换、图像增强、几何修正、图像识别、图像分割等方法对图像进行处理，然而计算机图形学则是基于计算几何、分形、仿射与透视变换等理论，采用几何变换，隐藏线和隐藏面消除、纹理产生、明暗处理等方法应用在计算机模拟、动画等方面。

尽管图像和图形存在着区别，但在实际应用中，两者又是相互关联的，将图像处理和图形技术相结合，在一定程度上会让视觉效果更加完善。

近年来，随着图形图像技术的发展，两者之间相互渗透，相互交叉，界线也越来越模糊，图1所示即是计算机图形和图像处理之间的联系与转换。

图1　图像处理与图形之间的联系与转换

2.可视化技术和数据挖掘

将知识从大量的数据中挖掘或者提取出来即我们所说的数据挖掘。从广义上可以理解为：将有意义的知识从数据仓库、信息库和数据库中将其挖掘出来。分析和管理自然进化的产物即为数据挖掘。在数据的挖掘当中，可视化发挥着多样性的功能。在视觉上，可以令人对多维数据里面的复杂模式进行理解，通过在多重图形窗体和多重维数中观察数据的存在形态，能够快速、直接的将数据的发展趋势揭示出来。间数据挖掘模型的信任度挖掘出来。现阶段，在数据挖掘中应用可视化技术，通常是当做表达的工具，例如将最基本的视图生成出来，显示分析结果与分析多样的结构数据，但是，可视化在分析方法自身中并不存在。将分析过程和可视化充分的结合起来才能够构建起一个更加合理的可视化数据挖掘策，将一个强大的、统一的可视化数据挖掘工具构建起来。在分析过程中，人类可视的加入进去，然后完成相应的决策。将一个分析过程中的一些数学步骤通过可视化的人类决策来代替，当不能够自动生成决策时，这样人类在可视化的基础上可以进行相应的决策。

通过图像与图形将数据表征出来是可视化的基本思想。通过易于领会、直观的图像将隐藏在数据中的信息表示出来，从而确保能够更加迅速的获取有关信息。图形是可视化得以进行的基础，在数据挖掘可视化中，计算机图形学为其中一个非常重要的工具。在数据仓库中，数据可视化技术通过对数据的处理，从而将更加准确的数据信息获取出来，如图2，可以说，它是数据分析与处理中最为重要的一个环节，所以，必须要高度的重视起来。

图2　可视化分析技术形成的网络

2.1可视化技术在数据挖掘中的应用

因为计算机硬件处理能力的发展与数据库的不断庞大，所以大大的增加了需要存储的数据。但是，不管有多么大的数据库，或是速度多快的计算机，最后，一定会向着一个最紧的瓶颈中流入信息。庞大的数据能够将一切压倒，对于数据本身的工作要求，人的大脑和视觉系统是很难给予满足的，所以，将可视化的工具提供出来是非常必要的。通过新型计算机的处理能力和可视化技术，令人脑吸收与处理信息更加快速、便捷，进而将这个问题解决掉。而且，对可视化技术进行应用，对于别的方式都很难发现的模式和规律都能够利用可视化技术来完成。比如，通过一个等待开采的数据山来比喻一个数据仓库，这样，将其真正的看做一个山，这样获取知识就会变得更加容易。

有很多的模式都可以通过数据挖掘算法生成出来，并且，能够通过文字进行评估和解释的信息又非常的少。所以，作为用户之间和计算机之间的纽带，可视化技术在其中发挥着重要的作用。将有关知识和数据的直观信息为用户们提供出来。在数据挖掘系统中这些尽管不是最重要的，但是，也是不可缺少的。而且，传统的方法不直观、不可见，对于其中的挖掘过程用户没有办法去干预，就如同将一个黑色的匣子为用户呈现了出来，这样用户就很容易怀疑系统所给出的结论。对合理的可视化技术进行应用，确保整个挖掘过程同用户能够紧密的结合到一起，将挖掘系统内部可能存在的问题解决掉。

2.2可视化数据对策

有效的通过人类对可视化模式下的结构和模型的获取能力，并且，有效的分析与解释这个结果，这是可视化的主要目的。现阶段，有着种类多样的数据可视化，例如面向像素的方法、等级方法、图表方法和几何方法等。其中折线图、立方体、柱形图、面积图、散点图等为几种常见的可视化图表。

2.3分析具体的应用意义

机器是过去数据挖掘的核心，而全新的技术方式中将可视化技术的数据挖掘过程有效的融入了进去。数据挖掘过程中，一旦将人作为其中的中心，有效的结合起了可视化技术和数据挖掘，将与用户的交互性、数据挖掘过程的有效性和灵活性都有效的提升了上来。在数据的挖掘中，可视化技术在其中主要发挥着这样的作用：

首先，利用将知识与数据的可视化提供出来，可以将所挖掘出结果模式的有效性提升，评估人类的模式识别。

其次，对可视化进行应用，将数据挖掘系统和用户交互的有效沟通渠可以有效的构建起来。确保用户可以通过自身多样化的知识来约束和调整挖掘过程，提升挖掘结果的质量。

3.构建可视化数据挖掘模型

为了实现数据的独立性采集和可视化图形的多样性，可以对面向对象的技术进行应用，将两种不同的对象为数据集与可视化图形构建起来。将数据从数据源中获取出来是数据集的主要作用，之后将可视化对象调动起来再显示。查询交互与显示交互的方法是由可视化图形对象为用户们提供出来。对于可视化的数据集，用户能够通过这些方法进行改变与选择。因此，一种全新的可视化图形数据就形成于其中，在这种机制的基础上，能够将DVM模型构建起来。

图3　DVM模型

在模型里面，用户能够利用交互式查询方法与交互式显示将有关的结果获取出来。这样有关的查询语句终端用户能够在可视化定义中进行获取，而且利用数据的驱动，对有关的可视化技术进行应用，可是化所要查询的结果。同时，通过对于语句的查询，终端用户就可以得到相应的结果。

4.结语

综上所述，在数据挖掘中，广泛的应用了可视化技术，并且，随着技术的发展与进步，在可视化数据挖掘中，它已经成为了其中非常重要的一种技术方式。对于会将什么样的结果挖掘出来，数据挖掘事先并知晓，并且，对于挖掘模型会将什么样的挖掘结果得出来也并了解，在对复杂数据进行分析的时候，可视化在其中发挥着重要的作用，可视化与数据挖掘的结合将决策的效率和速度能够有效的提升上来。并且，交互式计算机图形学为可视化技术的发展与应用提供了巨大的帮助，尤其是JAVA3D由于其较强可移动植性，因此在很多的平台中都可以被应用，将过去可视化程序的局限性能够有效的打破。所以，近几年在计算机数据处理中广泛的应用了此项技术，那么，通过文章上述内容的阐述，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定理论支撑，满足社会不断发展的需要。

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Computer Graphics Technology In Data Computing

Huang Jinhui , Shi Haichao , Lin Jianan
（Beijing Technology and Business University ,College Of Compter and Information Engineering , Beijing 100048）

Data mining is to extract knowledge from large amounts of data. Between the user and the computer, there requires a certain bond to connect. Then, data mining visualization which played an important role in the visual information about the knowledge and data to provide users with computer graphics and visualization method can be premise applications. In this regard, the article proposes the application of interactive computer graphics technology by the following, leads to visualization technology in data mining, building visual data mining model based on visualization data mining model, so as to provide a helpful role in practical work to relevant units and staff. It will build out a safer and more reliable network environment.

graphics technology; data calculation; visualization