可视化导论 - 第五章 时空数据可视化 - 学习笔记
第5章 时空数据可视化
5.1 一维标量数据可视化
一维标量数据通常用二维坐标图或折线图来可视化。
制作坐标图时要注意：
数据转换
对输入数据进行数据转换生成新的变量，可以方便用户更好地观察数据。例如，人类感知系统最容易辨别的数据分布是线性趋势。坐标轴变换
通过对坐标轴的变化，可以将数据的某些性质更清晰地展现。
曲线拟合
通常一维标量数据用离散的点和折线表示。在特定情况下，把离散的点拟合成曲线更能体现数据的规律和趋势。
5.2 二维标量数据可视化
5.2.1 颜色映射法
常用于二维标量数据可视化。
第一步建立颜色映射表。颜色映射表中含有一个序列的颜色值。
第二步将标量数据转换为颜色表的索引值。
5.2.2 等值线提取法
通常用来提取二维标量数据中的某个特征，展示和分析特征的空间分布规律。如地图等高线。
生成等值线需要确定等值，然后在数据中搜索等值。
提取等值线包括跟踪法和移动四边形法，具体见书p142.
5.2.3高度映射法
高度映射将二维标量数据中的值转换为二维平面坐标上的高度信息并加以展示。
5.2.4 标记法
5.3 三维标量数据可视化
常用有两类：等值面绘制方法和直接显示三维空间数据场的直接体绘制方法。
5.3.1 等值面绘制
等值面提取方法是移动立方体法，具体见书p145.
5.3.2 直接体绘制
直接体绘制直接呈现三维空间标量数据中的有用信息。
- 图像空间方法
在光线遍历的路径上进行数据采样、重建、数据映射和着色等操作。
四类重要的图像空间体绘制方式：X关绘制、最大值投影、等值面绘制、半透明绘制
绘制具有真实感的直接提，除了要考虑全局光照，还要处理光与场景中各种不同材质表面间的相互作用。计算公式见书p148-151. - 数据空间方法
以三维空间数据场为处理对象，从数据空间出发向图像平面传递数据信息，累积光亮度贡献。代表方法是掷雪球法：将三维空间中的数据点想象成一个个的雪球，数据向投影平面投影的过程相当于将雪球投掷到投影平面而形成的二维的雪片，最后将雪片的密度叠加得到最终的雪片密度。
具体方法见p152-154.
5.4 多变量空间数据可视化
5.4.1 常规多变量数据可视化
几种多变量标记：
5.4.2 矢量图数据可视化
具体实现方法见p161-p166。
5.4.3 张量场数据可视化
张量在工程和物理领域常用于表示物理性质的各向异性。具体实现方法见书p167-171。
5.5 时空数据可视化方法
5.5.1 时间的属性
时间具有以下属性：有序、连续性、周期性、独立于空间、结构性
5.5.2 时序数据可视化方法
- 周期时间可视化
标准显示方法将时间数据作为二维的线图显示，x轴表示时间，y轴表示其他的变量。
- 日历可视化
将日期和时间看成两个独立的维度，可用第三个维度编码与时间相关的属性。
- 时间线可视化 p174
- 动画显示法 p174
- 时空坐标法 p175
- 邮票图表法 p177
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