基于混合現實的可視化分析：元宇宙的新分析范式（2022）（32頁）.pdf

1、基于混合現實的可視化分析：元宇宙的新分析范式陳為浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室浙江大學教育部藝術與考古圖像數據實驗室元宇宙空間海量，多維，多源社會空間數據信息空間數據物理空間數據三維空間的物理模型地形地貌建筑物植被等分布軌跡、打卡等位置信息資源分配時序數據社交媒體數據社交關系數據群體、聯動數據廣泛應用于場景的態勢理解和決策分析，諸如城市大腦、智慧城市等體量大與多源異構大規模的數據給數據挖掘，和數據展示帶來了困難多源異構性給數據的協同分析帶來了挑戰元宇宙中分析的挑戰實時分析需要交互式的分析系統，完成不同用戶的實時分析需求數據理解困難信息爆炸與結構復雜，造成了數據理解的困難基礎架構和

2、平臺整合符號邏輯、概率和機器學習等模型三元空間物理空間人類社會信息空間對話交互可視化交互增強現實知識計算引擎支持直覺感知和深度推理的模型與方法在線博弈與智能模擬開放環境中博弈與神經元交互機制模型決策與服務創新設計、智慧醫療、智能經濟、社會管理機器學習理論無監督學習與內隱知識加載等新一代人工智能規劃-大數據智能混合現實MR與增強現實AR將真實世界信息和虛擬信息“無縫”集成的新技術 借助專用硬件和計算模擬技術，創造出一個虛擬或虛實混合的世界，欺騙用戶或機器的感官（視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等），并與其進行體驗和交互，產生身臨其境的感覺?；旌犀F實混合現實的基本特征 Immersion,Interacti

3、on,Imagination從現實到虛擬Real ObjectRealityReal ObjectVirtual ObjectRealityVirtual Reality從現實到虛擬Real ObjectRealityVirtual RealityAugmented VirtualityAugmented RealityMixed RealityAugmented Virtual ObjectAugmented Reality ObjectVirtual Object再到虛實混合Real ObjectRealityVirtual RealityAugmented VirtualityAugme

4、nted RealityMixed Reality技術流程感知交互客觀世界呈現與交互界面交互信息處理感知信息合成注冊/控制虛擬環境獲取建模主觀世界混合現實的技術內涵 虛擬對象/環境的表達與建模幾何外形、物理屬性 虛擬對象/環境的感知信息合成和呈現視覺、聽覺、力/觸覺 虛實對象/環境的三維注冊和融合 用戶與虛實混合環境的交互膝蓋替換手術模擬和規劃混合現實的技術挑戰 建模的自動化 呈現的沉浸性和舒適性 計算響應的實時性 交互的自然性智能化！可視化與可視分析是人類理解數據的導航儀：運用與人類視認知相一致的圖形展示數據內在結構與規律，增強理解和分析效率。7重要性：中國計算機學會每年發布十大大數據發展趨

5、勢報告科學性：Science連續發文指出：借助可視化手段將人機智能有機結合，形成可視分析環境，可有效提升數據關聯分析的效率4.大數據分析與可視化8.可視化分析與可視化呈現1.可視化推動大數據平民化10.可視化技術和工具提升大數據分析工具的易用性急迫性：2018年11月，美國擬提議的最新14類技術出口管制之第六條：數據分析（可視化、自動分析算法、上下文感知計算）2008年后，美、歐盟、日均成立國家可視分析研究中心。國內外著名企業成立獨立部門，研發新興可視化與可視分析技術。中國科技創新2030“新一代人工智能”和“大數據”專項均將可視化和可視分析列為大數據智能急需突破的關鍵共性技術?？茖W可視化讓人

6、們穿越時空，領略科學之美科學可視化展示自然現象NASANCSA流場可視化通過軌跡生成或特征提取等計算復雜度較高的方法表達流場特性結合可視分析交互實現可視化方法優化，讓數據分析更靈活高效海洋環流數據可視化智能工廠數據可視化分析（Bosch,浙江大學）中央電視臺，英國退歐三集紀實片（2019年8月，浙江大學）浙江大學、新華網 聯合制作數據新聞互動版（pc端支持更多交互）：http:/ http:/ http:/ leap的演示場景：軍事推演/競技體育演練/游戲規劃等博弈場景意義：實際演練成本過大；真實推演的后果難以預料數據：敵我裝備、敵我部署、戰場地形、天氣功能：模擬武器傷害、對戰情況和結果技術：

7、AR：呈現實景以給遠程任務增加帶入感仿真技術：了解現狀，預測發展可視分析：理解動態；定制策略；回顧戰斗過程；協作分析應用場景設想一：對抗博弈推演應用場景設想一：對抗博弈推演應用場景設想二：城市數字駕駛艙模擬仿真：通過仿真模型對交通、人流等事件進行模擬、預測呈現：靜態場景、動態數據、模擬仿真可視分析：查詢、探索；策略定制；結果理解、分析城市的狀態數據：城市的地形、建筑物信息等；傳感器數據：人流密度數據、氣象數據、攝像數據；通信、軌跡數據：交通數據、手機基站數據。社交網絡數據：比如網絡輿情數據。其他數據：需結合實際需求，例如交通管理決策可能需要各地車輛類型及車道寬度等數據。案例1：交通管控技術和功

8、能AR：打破2D地圖的束縛，提供道路和建筑物之間真實的關系。模擬仿真：預測車流量變化，事故影響，做好預防。應用場景設想二：城市數字駕駛艙應用場景設想二：城市數字駕駛艙案例2：應急管理AR：實時呈現出人員聚集區域周邊的建筑物信息仿真：基于仿真模型，提前預警危險推薦：應急預案。輿情：監控可能會導致人流密集的社會事件。建筑物內救人野火撲救場景場景描述從商場等起火建筑中救出受困者阻止野火蔓延并設法迅速將其撲滅數據建筑物內部結構起火點、火勢待救援人分布環境：地勢、植被、空氣濕度、風向等災情：起火點、火勢保護對象：周圍居民、資源分布策略：可用措施及影響功能火情分析救援路線規劃風險評估火勢預測滅火方案推薦風險評估應用場景設想二：城市數字駕駛艙案例3：防災減災功能：災情分析、情報收集、方案推薦、風險評估技術：AR：呈現實景以給遠程任務增加帶入感仿真技術：了解現狀，預測發展可視分析：快速協調異構信息，協調多部門給出解決方法輿情分析：搜尋、聯系待救援的人；調動民智了解一線災情應用場景設想二：城市數字駕駛艙