理论课程教学大纲参考体例-中国海洋大学信息科学与工程学院

1、中国海洋大学海洋信息可视化课程大纲英文名称 oceanic information visualization开课单位信息科学与工程学院海洋技术系课程模块专业知识课程编号课程类别选修【学时数 】j48 （理论上实践16 ）【学分数 】2.5一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。（一）教学对象海洋技术专业本科生。（二）教学目标及修读要求1、教学目标人类处理数据的能力已远远落后于人类获取这些数据的能力。机器智能仍然远远低于人脑 智能的水平。一个必然的提高数据处理效率的关键途径是是以视觉感知为通道，通过有效的交 互手段，形成人脑和计算机智能的双向转换，将人的智能特别是只

2、可意会，不能言传”的人类知识和个性化经验可视地融入到整个数据分析和推理决策过程中。这门课程的目的是向学生介 绍如何用丰富的可视表达方法和技术来理解、处理和发布复杂的海洋数据。课程内容是基础知 识和案例分析相结合，丰富有趣。完成该课程后，学生将了解可视化与可视分析的基本思想和主要方法，配备一种可视地思考问题的思维，进而具备采用可视化技术提升分析数据的能力。2、修读要求可视化和可视分析正是通过对数据进行交互的可视表达以增强认知和传递信息的一门学 科，已经被广泛应用于各个领域和学科，如自然科学、生命科学、教育、工程和社会科学等。（三）先修课程c+程序设计、虚拟现实与数字海洋二、教学内容（一）第一章概

3、论1、主要内容：可视化介绍与综述2、教学要求：理解3、重点、难点：无4、其它教学环节：1） 参观可视化实验室，了解可视化设备的组成2） 听实验员介绍，了解可视化设备的基本工作原理3） 观看实验员操作，了解可视化设备的功能与使用方法标量场可视化：等值面1 、主要内容：标量场可视化 ：等值面1） 加速等值面抽取方法2）依赖于时间序列的等值面抽取3）优化等值面抽取4 ）等值面与level set2、教学要求：1 ）掌握等值面抽取方法。2）理解等值面抽取加速算法。3）了解level set 等概念3、重点、难点：重点：等值线抽取算法。4 、其它教学环节：1 ）针对算法数学建模2）编程实现标量场可视化

4、: 体绘制1 、主要内容：标量场可视化 体绘制1 ）体绘制简介2 ）使用溅射方法（splatting ）进行体绘制3）体绘制的多维转换函数4）预插值体绘制5）硬件加速体绘制2、教学要求：1 ）掌握体绘制概念2）掌握溅射方法3）了解与插值体绘制与硬件加速体绘制3 、重点、难点：重点：体绘制概念4 、其它教学环节： ：1 ）针对算法数学建模2）编程实现向量场可视化2 、主要内容：向量场可视化1 ）流可视化简介2）流纹理：高分辨率流可视化3）漩涡检测与可视化2、教学要求：1 ）掌握流可视化概念2）掌握流纹理3）掌握漩涡检测与可视化方法3 、重点、难点：重点：流可视化概念难点：漩涡检测与可视化方法4

5、、其它教学环节： ：1 ）针对算法数学建模2）编程实现张量场可视化2 、主要内容：张量场可视化1 ）有向张量重建2）弥散张量可视化3）流可视化的拓扑方法2、教学要求：1 ）理解有向张量重建概念2）了解弥散张量可视化方法3）理解流可视化的拓扑方法3 、重点、难点：重点：有向张量重建概念4 、其它教学环节： ：1 ）针对算法数学建模2）编程实现面向可视的几何造型2 、主要内容：面向可视的几何造型1 ）三维网格压缩2）面向可视的各种建模方法3）模型简2、教学要求：1 ）理解网格压缩2）了解建模方法3）理解模型简方法3 、重点、难点：重点：三维网格压缩4 、其它教学环节：1 ）针对算法数学建模2）编程

6、实现可视的虚拟环境2 、主要内容：可视的虚拟环境1 ）在虚拟现实中操作2）可视触觉工作台3）可视几何信息系统4）使用虚拟现实进行可视2、教学要求：1 ）理解虚拟现实2）了解触觉工作台和可视集合信息系统3）理解使用虚拟现实进行可视3 、重点、难点：重点：使用虚拟现实进行可视4 、其它教学环节：1 ）针对算法数学建模2）编程实现大规模数据可视1 、主要内容：大规模数据可视1 ）访问大规模数据2）时变体数据可视化方法3）大规模数据可视化与渲染：问题驱动方法4）大规模数据可视化结构5 ）使用 visapult 进行网格可视化2、教学要求：1 ）理解大规模数据2）理解时变体数据可视化方法3 ）了解 vi

7、sapult4 、重点、难点：访问大规模数据5 、其它教学环节：1 ）针对算法数学建模2）编程实现可视化工具1 、主要内容：可视化工具1） 可视化工具集2） scirun环境3） nag s iris 浏览器4） avs表达5） vis5d , cave5d和 visad6） 使用avs进行可视化7） ） paraview: 一个大规模数据可视化的终端工具8） insight 工具集：开源的数据分割工具9 ） amira: 面向可视化数据分析的交互系统2、教学要求：理解各种可视化工具3、重点、难点：4 、其它教学环节： ：1 ）了解vis5d 的功能、特性、组成2 ）认识vis5d 的用法可视

8、化中感知方法1 、主要内容：可视化中感知方法1 ）知觉方法：感知在有效信息传递中的重要性。2）可视化中艺术与科学3）在可视化开发人的视觉感知2、教学要求：理解感知方法3 、重点、难点：重点：知觉方法4 、其它教学环节：1 ）针对算法数学建模2）编程实现其他题目与应用2 、 主要内容：3 ）可扩展网络可视化2）可视化数据挖掘技术3）天气与气候研究中的可视化技术4）绘画与可视化5）显微可视化6）计算物理学中的可视化技术4 、 教学要求：1 ）理解网络可视化2）了解可视化数据挖掘技术3）理解天气与气候研究中的可视化技术4）理解计算物理学难点：数据挖掘3 、重点、难点：重点：天气与气候中的可视化技术4

9、 、其它教学环节： ：1 ）针对算法数学建模2）编程实现（十二）第十二章海洋数据可视化应用1、主要内容：海洋数据可视化应用已有可视化软件在海洋领域中的应用2、教学要求：理解3、重点、难点： 无4、其它教学环节：1） 了解vvocean的功能、特性和组成2）认识 vvocean的用法三、教学环节及学时分配本课程总学时 48学时，其学时分配见下表。海洋信息可视化课程教学学时分配表教学内容总学时课堂教学学时课外辅导/课 外实践学时备注理论讲授实践环节第一章概论22第二章标量场可视化等值面422第三章标量场可视化体绘制642第四章向量场可视化642第五章张量场可视化642第六章面向可视化的几何造型22

10、第七章可视化的虚拟环境422第八章大规模数据可视化22第九章可视化工具422第十章可视化中感知方法22第十一章其他题目与应用422第十二章海洋数据可视化应用22第十三章可视化的数学基础知识讲解422合计483216四、考核方式及评价体系1、考核方式：提交论文及实践2、评价体系：课程考核成绩由平时成绩和期末考试成绩构成，平时成绩根据出勤、课20% :实践成堂讨论、课后作业、期中检查等评定。考核各部分的比重：平时成绩:绩： 30 %;论文成绩： 50 %五、选用教材及必读参考书1、选用教材主要以电子讲义的形式发给学生2、主要参考书charles d. hansen, chris r. johnson. the visualization handbook. academic