IBM OpenDX

OpenDX هو اختصار لـ Open Data Explorer، وهو برنامج من إنتاج شركة IBM لعرض البيانات العلمية بصريًا . يستطيع البرنامج التعامل مع مجالات معقدة (مثل ترس ميكانيكي أو دماغ بشري ) بالإضافة إلى البيانات المقاسة أو المحسوبة . قد تكون البيانات كمية (مثل تركيز مادة كيميائية في الدماغ)، أو متجهة، أو موترية (مثل موتر الإزاحة أو موتر الإجهاد عند تشغيل الترس) عند نقاط مختلفة من الجسم. لا يشترط أن تكون النقاط التي تُقاس عندها البيانات متساوية التباعد أو متجانسة التباعد. بدأ المشروع عام 1991 تحت اسم Visualization Data Explorer .

يُمكن لبرنامج OpenDX إنتاج صور ثلاثية الأبعاد مع تمثيل الكميات بالألوان أو بتدرجات الرمادي، أو كمتجهات وخطوط انسيابية وشرائط. كما يُتيح البرنامج تقطيع الجسم للحصول على رؤية لبنيته الداخلية، ثم تمثيل البيانات على مستوى هذا التقطيع كرسم بياني مُرمّز بالارتفاع. ويُمكنه تدوير الجسم لعرض البيانات من أي زاوية، كما يُتيح إنشاء رسوم متحركة لهذه الحركة.

واجهة المستخدم الرسومية

يعتمد OpenDX على مجموعة أدوات Motif المبنية على نظام X Window . تتميز واجهة المستخدم الرسومية الخاصة به بتنوع كبير في عناصر التفاعل ، المباشرة وغير المباشرة. تتيح عناصر التفاعل المباشرة للمستخدم التلاعب بالصور مباشرةً (مثل التدوير أو التكبير ). أما عناصر التفاعل غير المباشرة ( مثل الأقراص والمفاتيح والأزرار والمنزلقات ) فتُمكّن المستخدم من التحكم في جوانب مختلفة من عملية العرض. تتميز عناصر التفاعل بذكائها لأنها تعتمد على البيانات ، فهي ذاتية التحديد والضبط. تقوم هذه العناصر بفحص البيانات، وبناءً على نوعها، تحدد الحد الأدنى والحد الأقصى لها، أو تُنشئ قائمة خيارات بناءً على البيانات. كما يُمكن للمستخدم تعيين تسمية عنصر التفاعل بناءً على جانب من جوانب البيانات (مثل البيانات الوصفية ).

لقطة شاشة OpenDX تُظهر محرر البرامج المرئي والعديد من عناصر التفاعل

لا يقتصر مفهوم الاعتماد على البيانات على أشرطة التمرير والمؤشرات وقوائم الخيارات فحسب، بل يشمل أيضاً عناصر التفاعل المتجهة. إذ تُعيد هذه العناصر تشكيل نفسها تلقائياً بناءً على أبعاد البيانات، كما تُحدد نطاقاتها تلقائياً استناداً إلى الحدين الأقصى والأدنى لكل مكون من مكونات المتجه.

تصميم

مستكشف البيانات هو نظام من الأدوات وواجهات المستخدم لعرض البيانات بصريًا. وبشكل عام، يمكن اعتبار عملية عرض البيانات بصريًا عملية من ثلاث مراحل:

  • وصف البيانات واستيرادها
  • معالجة البيانات من خلال برنامج عرض البيانات
  • عرض الصورة الناتجة.

المكونات الرئيسية لـ OpenDX هي

نموذج البيانات
هذه هي مجموعة التعريفات والقواعد والاتفاقيات المستخدمة لوصف كيانات مستكشف البيانات (بما في ذلك حقول البيانات والأشكال الهندسية والصور).
مُوجِّه البيانات
واجهة مستخدم لوصف البيانات المراد استيرادها إلى مستكشف البيانات.
متصفح البيانات
واجهة مستخدم لعرض ملف البيانات، وتحديد تخطيط وتنظيم البيانات التي يحتويها، ونقل هذه المعلومات إلى موجه البيانات.
لغة البرمجة النصية
لغة برمجة عالية المستوى لإنشاء برامج عرض البيانات. يمكن استخدامها أيضًا مباشرةً في وضع الأوامر لتنفيذ مهام متنوعة. تُكتب البرامج المرئية - أي برامج عرض البيانات المعروضة في نافذة محرر البرامج المرئية على شكل شبكات من أيقونات الوحدات - بلغة البرمجة النصية. يُترجم البرنامج المرئي الذي يُنشئه المستخدم في هذه النافذة إلى اللغة نفسها عند حفظه على القرص.
محرر البرامج المرئي (VPE)
واجهة مستخدم رسومية لإنشاء وتعديل البرامج المرئية (الشبكات). يتم ترجمة البرامج التي يتم إنشاؤها باستخدام هذا المحرر إلى لغة البرمجة النصية بواسطة مستكشف البيانات، ويتم تخزينها بهذا الشكل.
الوحدات
المكونات الأساسية ( أدوات التصور ) التي تشكل شبكة البرنامج المرئي. يمكن الوصول إليها ومعالجتها مباشرة في محرر البرنامج المرئي .
منشئ الوحدات النمطية
واجهة مستخدم لإنشاء وحدات نمطية مخصصة لاستخدامها في البرامج المرئية.
نافذة الصورة
نافذة تفاعلية لعرض وتعديل عرض الصورة التي ينتجها برنامج مرئي.
لوحات التحكم
واجهة مستخدم لتغيير قيم المعلمات المستخدمة بواسطة برنامج مرئي.

لقطات الشاشة

تصوير حقل قياسي

لقطة شاشة من OpenDX توضح تصور حقل قياسي.

في هذا المثال، نعرض تمثيلًا مرئيًا لتدفق مادة جسيمية (غبار) داخل مبنى. في هذه الحالة، الكمية المعروضة هي كمية قياسية، وهي تركيز الجسيمات. يُعبَّر عن تركيز الجسيمات في كل نقطة في الفضاء باستخدام الألوان. يمكن للقارئ استنتاج التركيز بمقارنة الألوان مع شريط الألوان في الزاوية العلوية اليمنى من الصورة. ولتحسين التمثيل المرئي، تم تظليل الرسم كما لو كان له ارتفاع في الاتجاه العمودي على المستوى يتناسب مع التركيز. في OpenDX، يُطلق على هذا اسم تأثير الصفيحة المطاطية .

تصوير حقول المتجهات

يصعب تصور الحقول المتجهة مقارنةً بالحقول العددية. لنأخذ في الاعتبار هنا التدفق في تجويف مكعب (النسخة ثلاثية الأبعاد من التجويف المربع الذي دُرِسَ جيدًا ). ​​يساعد استخدام خطوط الانسياب في تحديد اتجاه التدفق. تمثل الصواريخ (الأسهم الحمراء الكبيرة أعلى التجويف) التدفق المفروض .