Un environnement configurable pour la visualisation de donnees

The characteristic elements of a data visualization environment are its functionality and its dialogue. Because of the diversity in numerical simulation types as well as in various interest in visualization and analysis, the tendency has been to use data visualization programs adapted to their needs and field of research. Despite the name and signification attached to each solution entity, the basic functions of data visualization are, however, the same; i.e. information extraction and representation. The objective is to present a methodology for the building of a configurable software program for visualization and analysis. The design of a field-specific or even project-specific environment is possible, while maintaining a core program to perform all the work of data extraction, manipulation and rendering.

To achieve this goal, it is necessary to interpret visualization data in a generic sense. The grid, the primary variables of the problem, and the derived variables are all considered as a number of simple scalar fields. Basic entities in the program then provide building blocks to create images. By combining these in specific ways, one can adapt or configure the appearance of the interface to reflect the requirements of the user. This allows for a complete variety of associating the data to the various representations possible.

A visualization and analysis language is presented on the basis of a semiological analysis of the visualization process. Its entities are defined in a paradigm while the possible combinations of these are described in its syntagm. This language allows for the specification of data, the associated representation, the probe positions and the displaying modes. The data dictionary or paradigm of this methodology includes: the grid, the solution, the support, the travel path, the entity, the tracer, the script, the window, the figure and the expression. As well as the language of algebra allows the definition of operations acting on numbers, this algebra defines a syntagm of functions on data extraction and presentation. There are four different modes resulting from the association of the program basic entities: (1) Static: Item Set + Support + Windows; (2) Dynamic: Item Set + Travel Path + Windows; (3) Injection: Tracer + Support + Windows; (4) Animation: Script + Windows.

The expressions, directly interpreted by the program gives a tool for the creation of derived fields from the solution information. It is therefore possible, for example, to calculate secondary variables, deduct quality measures of a grid or a solution, as well as producing error estimators.

Alternate abstract:

Les éléments caractéristiques d'un environnement de visualisation de données sont sa fonctionnalité et son dialogue. En raison de la diversité des types de simulation numérique ainsi que des divers intérêts pour la visualisation et l'analyse, la tendance a été d'utiliser des programmes de visualisation de données adaptés à leurs besoins et à leur domaine de recherche. Malgré le nom et la signification attachés à chaque entité de la solution, les fonctions de base de la data visualisation sont cependant les mêmes ; c'est-à-dire l'extraction et la représentation d'informations. L'objectif est de présenter une méthodologie pour la construction d'un logiciel paramétrable de visualisation et d'analyse. La conception d'un environnement spécifique à un domaine ou même à un projet est possible, tout en maintenant un programme de base pour effectuer tout le travail d'extraction, de manipulation et de rendu des données.

Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire d'interpréter les données de visualisation dans un sens générique. La grille, les variables primaires du problème et les variables dérivées sont toutes considérées comme un certain nombre de champs scalaires simples. Les entités de base du programme fournissent ensuite des blocs de construction pour créer des images. En les combinant de manière spécifique, on peut adapter ou configurer l'apparence de l'interface pour refléter les exigences de l'utilisateur. Cela permet une variété complète d'association des données aux différentes représentations possibles.

Un langage de visualisation et d'analyse est présenté sur la base d'une analyse sémiologique du processus de visualisation. Ses entités sont définies dans un paradigme tandis que les combinaisons possibles de celles-ci sont décrites dans son syntagme. Ce langage permet de spécifier les données, la représentation associée, les positions des sondes et les modes d'affichage. Le dictionnaire de données ou paradigme de cette méthodologie comprend : la grille, la solution, le support, le parcours, l'entité, le traceur, le script, la fenêtre, la figure et l'expression. De même que le langage de l'algèbre permet de définir des opérations agissant sur les nombres, cette algèbre définit un syntagme de fonctions sur l'extraction et la présentation des données. Il existe quatre modes différents résultant de l'association des entités de base du programme : (1) Statique : Item Set + Support + Windows ; (2) Dynamique : Ensemble d'éléments + Chemin de déplacement + Fenêtres ; (3) Injection : Traceur + Support + Windows ; (4) Animation : Scénario + Fenêtres.

Les expressions, directement interprétées par le programme, donnent un outil pour la création de champs dérivés à partir des informations de la solution. Il est ainsi possible, par exemple, de calculer des variables secondaires, de déduire des mesures de qualité d'une grille ou d'une solution, ainsi que de produire des estimateurs d'erreur.