paraview用户指南

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Welcome to ParaView Documentation ! — ParaView Documentation 5.8.1 documentation

1.paraview简介

1.1介绍

1.paraview简介

1.1介绍

ParaView是一种开源、多平台的科学数据分析和可视化工具，能够对超大型数据集进行分析和可视化。ParaView既是一个通用的最终用户应用程序，其分布式架构可由桌面或其他远程并行计算资源无缝利用，并且具有各种应用（包括脚本（使用 Python）、Web 可视化（通过 ParaViewWeb）或就地分析（使用 Catalyst）的工具和库集合的扩展框架。

ParaView利用并行数据处理和渲染，为超大型数据集实现交互式可视化。它还包括支持大型显示屏，包括瓷砖显示器和具有头部跟踪和魔杖控制功能的身临其境的 3D 显示屏。

1.2 paraview可视化基础知识

Visualization is the process of converting raw data into images and renderings to gain a better cognitive understanding of the data. ParaView uses VTK, the Visualization Toolkit, to provide the backbone for visualization and data processing.

可视化是将原始数据转换为图像和渲染的过程，以便更好地了解数据。ParaView使用 VTK（可视化工具包）为可视化和数据处理提供骨干。

The VTK model is based on the data-flow paradigm. In this paradigm, data flows through the system being transformed at each step by modules known as algorithms.VTK 模型基于数据流范式。在此范式中，数据流经系统，每一步都会被称为算法的模块转换。

Algorithms could be common operations such as clipping, slicing, or generating contours from the data, or they could be computing derived quantities, etc. Algorithms have input ports through which they take in data and output ports through which they produce output. 算法可能是常见的操作，如剪切、切片或从数据中生成轮廓，也可以是计算衍生数量等。算法具有输入端口，通过这些端口接收数据和输出端口，通过这些端口生成输出。

You need producers that ingest data into the system. These are simply algorithms that do not have an input port but have one or more output ports. They are called sources . Readers that read data from files are examples of such sources.您需要将数据摄入到系统的生产商。这些只是没有输入端口但有一个或多个输出端口的算法。他们被称为来源。从文件中读取数据的读者是此类来源的示例。

Additionally, there are algorithms that transform the data into graphics primitives so that they can be rendered on a computer screen or saved to disk in another file. These algorithms, which have one or more input ports but do not have output ports, are called sinks . 此外，还有一些算法将数据转换为图形原始，以便它们可以在计算机屏幕上呈现或保存到其他文件中的磁盘中。这些算法，有一个或多个输入端口，但没有输出端口，被称为水槽。

Intermediate algorithms with input ports and output ports are called filters . Together, sources, filters, and sinks provide a flexible infrastructure wherein you can create complex processing pipelines by simply connecting algorithms to perform arbitrarily complex tasks.具有输入端口和输出端口的中间算法称为筛选器。源、过滤器和水槽一起提供了灵活的基础设施，通过简单地连接算法执行任意复杂的任务，您可以创建复杂的处理管道。

For more information on VTK’s programming model, refer to [SML96].有关 VTK 编程模型的更多信息，请参阅[SML96] 。

This way of looking at the visualization pipeline is at the core of ParaView’s work flow: You bring your data into the system by creating a reader – the source. You then apply filters to either extract information (e.g., iso-contours) and render the results in a view or to save the data to disk using writers – the sinks.

这种查看可视化管道的方式是ParaView工作流程的核心：您通过创建读卡器（源）将数据带入系统。然后，您将筛选器应用于提取信息（例如等式轮廓），并在视图中呈现结果，或者使用写入器（水槽）将数据保存到磁盘上。

ParaView includes readers for a multitude of file formats typically used in the computational science world. ParaView包括计算科学界通常使用的多种文件格式的读取器。

To efficiently represent data from various fields with varying characteristics, VTK provides a rich data model that ParaView uses. 为了有效地表示不同不同领域的数据，VTK 提供了ParaView使用的丰富数据模型。

The data model can be thought of simply as ways of representing data in memory. We will cover the different data types in more detail in Section 3.1. 数据模型可以简单地视为在内存中表示数据的方法。我们会在第3.1条更详细地涵盖不同的数据类型。

Readers produce a data type suitable for representing the information the files contain.读卡器生成适合表示文件包含的信息的数据类型。

Based on the data type, ParaView allows you to create and apply filters to transform the data. 基于数据类型，ParaView允许您创建和应用过滤器来转换数据。

You can also show the data in a view to produce images or renderings. Just as there are several types of filters, each perfoming different operations and types of processing, there are several kinds of views for generating various types of renderings including 3D surface views, 2D bar and line views, parallel coordinate views, etc.

您还可以显示数据以生成图像或渲染。就像有几个类型的过滤器，每个执行不同的操作和处理类型，有几种类型的视图生成各种类型的渲染，包括3D表面视图，2D条和线视图，并行坐标视图等。

可视化工具包（VTK）是一个开源、免费提供的 3D 计算机图形、建模、图像处理、卷呈现、科学可视化和信息可视化软件系统。VTK 还包括 3D 交互小部件、二维和三维注释以及并行计算的辅助支持。

VTK 的核心是作为C++工具包实施，要求用户通过将各种对象组合到应用程序中来构建应用程序。

SML96_URL: http://dl.acm.org/citation.cfm?id=244979.245018.

2.加载数据

解释如何从各种文件格式中读取数据

在可视化管道中，数据源将数据引入系统进行处理和可视化。Source（从菜单中访问）等源会以编程方式创建数据集以进行处理。另一种类型数据源是读取器。读者可以阅读在磁盘文件或其他数据库中写出的数据，并将其带入ParaView进行处理。ParaView包括可以阅读几种常用科学数据格式的读者。也可以编写插件，为新的或专有的文件格式添加支持。SphereSourcesparaview

ParaView为您提供了几个开始的示例数据集。您可以在数据部分下https://www.paraview.org/download下载页面下载包含多种类型的数据文件的存档。

3.了解数据

3.1VTK数据类型

本章简要介绍了paraview使用的VTK数据模型。有关详细信息，请参阅 VTK 书籍之一。

VTK 中最基本的数据结构是数据对象data object。数据对象可以是科学数据集，如直线网格rectilinear grids 或有限元素网格finite elements（见下文），也可以是更抽象的数据结构，如图形graphs或树木trees。这些数据集由较小的构建基块组成：网格mesh（拓扑学topology和几何学geometry）和属性attributes。

3.1.1mesh网格

3.1.2 attributes(fields,arrays) 属性（字段，阵列）

3.1.3 uniform rectilinear gred(image data) 统一直线网格（图像数据）

3.1.4 Rectilinear grid 直线网格

3.1.5 curvilinear grid(structured grid) 曲线网格（结构网络）

3.1.6 ARM dataset

3.1.7 Unstructured grid 非结构化网格

非结构化网格（如图 3.8）是最一般的原始数据集类型。它存储拓扑和点坐标明确。尽管 VTK 使用高效内存的数据结构来存储拓扑结构，但非结构化网格使用更多的内存来表示其网格。因此，只有在无法将数据集表示为上述数据集之一时，才能使用非结构化网格。VTK 支持大量细胞类型，所有这些类型都可以存在于一个非结构化网格中（异构）。VTK 支持的所有单元格类型的完整列表可在 VTK 源代码中的文件中找到。以下是编写本文档时蜂窝类型列表：vtkCellType.h。

D:\pv\ParaView\VTK\Common\DataModel\vtkCellType.h

/**
 * @class   vtkCellType
 * @brief   define types of cells
 *
 * vtkCellType defines the allowable cell types in the visualization
 * library (vtk). In vtk, datasets consist of collections of cells.
 * Different datasets consist of different cell types. The cells may be
 * explicitly represented (as in vtkPolyData), or may be implicit to the
 * data type (as in vtkStructuredPoints).
 */

// To add a new cell type, define a new integer type flag here, then
// create a subclass of vtkCell to implement the proper behavior. You
// may have to modify the following methods: vtkDataSet (and subclasses)
// GetCell() and vtkGenericCell::SetCellType(). Also, to do the job right,
// you'll also have to modify some filters (vtkGeometryFilter...) and
// regression tests (example scripts) to reflect the new cell addition.
// Also, make sure to update vtkCellTypesStrings in vtkCellTypes.cxx
// and the vtkCellTypes::IsLinear method in vtkCellTypes.h.

// .SECTION Caveats
// An unstructured grid stores the types of its cells as a
// unsigned char array. Therefore, the maximum encoding number for a cell type
// is 255.

3.1.8 Polygonal grid(polydata)多边网格

3.1.9 table表

3.1.10 Multiblock dataset多块数据集

3.1.11 Multipiece dataset多件数据集

3.2 paraview获取数据信息

这个Information面板提供有关活动源生成数据的摘要信息。

如果您需要概述ParaView在当前状态下使用了多少物理内存，您可以使用 memory inspector。

如果您需要快速汇总所有管道模块生成的数据，您可以使用Statistics Inspector面板

4.显示数据

representations表示

任何可视化过程的目标是生成数据的视觉表示。视觉表示显示在称为视图的模块中。视图提供了显示此类视觉表示的画布，以及指示这些表示如何从原始数据生成。可视化管道visualization pipeline的作用通常是转换数据，以便在这些视图中显示相关信息。

回溯到第 1.2 节的可视化管道时，视图是接收输入数据但不生成任何数据输出的水槽（即无法连接其他管道模块（如在视图中处理结果的过滤器）。但是，视图通常提供将结果保存为图像或其他格式（包括 PDF、VRML 和 X3D）的机制。

不同类型的视图提供了不同的数据可视化方式。这些可以大致分组如下：

渲染视图Render View是在图形上下文中呈现几何或卷的视图。Render view就是这样的view。其他渲染视图的base视图，例如，Slice View和Quad View，扩展基本渲染视图Render View，以添加机制以轻松检查切片或生成正交视图的能力。
图表视图Chart Views涵盖用于可视化非几何数据的大量图形和绘图。这些视图包括线图（Line Chart View）、条形图（Bar Chart View）、袋形图（Bag Chart View）、并行坐标（Parallel Coordinates View）等。
比较视图Comparative Views用于快速生成参数研究的并排视图，例如可视化参数更改的影响。可以在Paraview中，比较Render View变种或者比较几种Chart Views类型的。

在这一章中，我们仔细查看ParaView中的各种视图以及如何使用这些视图显示数据。

pipeline modules like sources, readers and filter，管道模块包括：sources,readers and filter.

Since the visualization process in general focuses on reducing data to generate visual representations, the rendering (broadly speaking) is less time- intensive than the actual data processing. Thus, changing properties that affect rendering are not as compute-intensive as transforming the data itself.

由于可视化过程一般侧重于减少数据以生成视觉表示，因此渲染（广义上）比实际数据处理的时间密集度要小。因此，影响渲染的更改属性不像更改数据本身那样耗时。