【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据管理和可视化领域，具体涉及一种3d可视化数据管理系统。
技术介绍
1、数据是信息的载体，是人类认识和改造世界的重要工具。随着科技的发展和社会的进步，数据的来源、类型、规模和复杂度都在不断增加，给数据的管理和利用带来了巨大的挑战。传统的数据管理系统通常只能对数据进行存储、查询、分析等基本操作，而不能对数据进行直观和生动的展示，导致数据的价值没有得到充分的发挥。
2、数据可视化是一种将数据转换为图形的技术，它能够利用人类的视觉感知能力，帮助用户更好地理解和探索数据，发现数据的规律和特征，提高数据的可读性和可交互性。数据可视化的方法有很多，例如二维图形、三维图形、动画、虚拟现实等。其中，三维(3d)可视化是一种利用三维空间的坐标轴(x，y，z)来表示数据的方法，它能够提供更多的视觉变量和视角，增加数据的维度和信息量，增强数据的立体感和真实感，适用于表示复杂的数据结构和关系。
3、然而，现有的3d可视化数据管理系统存在以下问题：
4、(1)数据处理能力不足。现有的系统通常不能对数据进行有效的预处理、转换、过滤、聚合等操作，导致数据的质量、格式、数量、分布等不适合3d可视化，影响3d图形的生成和渲染。
5、(2)3d可视化方法不够灵活。现有的系统通常只能提供一种或几种固定的3d可视化方法，不能根据数据的特征和用户的需求，动态地选择和调整合适的3d可视化方法和参数，导致3d图形的表达能力和美观性不足。
6、(3)交互方式不够丰富。现有的系统通常只能提供简单的交互方
7、(4)显示设备不够多样。现有的系统通常只能使用普通的显示设备，如屏幕和投影仪，不能使用多种和新型的显示设备，如虚拟现实设备、增强现实设备、全息投影设备等，导致3d可视化数据的呈现方式和感受不够多样和新颖。
8、因此，有必要提供一种新的3d可视化数据管理系统，该系统能够对数据进行有效的处理和呈现，以提高数据的可理解性和可利用性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供能够对数据进行有效的处理和呈现，以提高数据的可理解性和可利用性的一种3d可视化数据管理系统。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种3d可视化数据管理系统，包括数据源、数据处理模块、3d可视化模块、交互模块和显示设备；
3、所述的数据源用于提供数据的输入和输出，包括但不限于数据库、文件、网络等；
4、所述的数据处理模块用于对数据进行预处理、转换、过滤、聚合等操作，以生成适合3d可视化的数据格式，该模块包括数据清洗子模块、数据转换子模块、数据过滤子模块和数据聚合子模块；
5、所述的3d可视化模块用于根据数据的特征和用户的需求，选择合适的3d可视化方法和参数，以生成和渲染3d图形，该模块包括3d图形生成子模块、3d图形渲染子模块和3d图形优化子模块；
6、所述的交互模块用于提供用户与3d可视化数据的交互方式和反馈，以增强用户的体验和参与感，该模块包括交互控制子模块、交互反馈子模块和交互评估子模块；
7、所述的显示设备用于将3d可视化数据呈现给用户，包括但不限于屏幕、投影仪、虚拟现实设备等。
8、优选的：所述的数据清洗子模块采用数据质量评估和数据修复的方法，对数据的完整性、一致性、准确性、时效性等进行检测和改善，用于去除数据的噪声、统一数据的格式、补全数据的缺失等。
9、优选的：所述的数据转换子模块采用数据模型转换和数据格式转换的方法，对数据的结构、语义、表示等进行变换和统一，用于将数据转换为xml或json等标准数据格式，以便于数据的交换和传输。
10、优选的：所述的数据过滤子模块采用数据选择和数据抽样的方法，对数据的范围、数量、分布等进行筛选和抽取，用于筛选有效数据、降低数据的维度、平衡数据的类别等。
11、优选的：所述的数据聚合子模块采用数据分组和数据汇总的方法，对数据的维度、度量、层次等进行分析和概括，用于生成数据的摘要、统计、趋势等。
12、优选的：所述的3d图形生成子模块采用数据映射和数据编码的方法，将数据的属性和关系映射到3d图形的几何元素和视觉变量，例如位置、大小、形状、方向、颜色、纹理等，用于生成散点图、柱状图、饼图、曲面图、体素图、流图等不同类型的3d图形。
13、优选的：所述的3d图形渲染子模块采用光栅化和光照模型的方法，将3d图形的几何结构转换为像素，并根据光源、材质、观察点等计算3d图形的颜色和亮度，用于设置3d图形的颜色、纹理、光照、阴影、透明度、反射、折射等视觉效果。
14、优选的：所述的3d图形优化子模块采用多辨率技术和视觉感知模型的方法，根据3d图形的复杂度和用户的注意力，动态调整3d图形的分辨率和细节，用于减少渲染时间、消除锯齿、增加细节等，以提高3d图形的性能和质量。
15、优选的：所述的交互控制子模块提供用户与3d可视化数据的交互方式，包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、手势、语音、眼球追踪等，用于实现对3d可视化数据的选择、放大、缩小、旋转、平移、切换、过滤、排序等操作。
16、优选的：所述的交互评估子模块评价用户的交互效果，包括但不限于满意度、易用性、可学习性等，用于改进用户的交互体验和参与感。
17、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：
18、(1)提高了数据的质量和格式。通过数据处理模块，本专利技术能够对数据进行有效的预处理、转换、过滤、聚合等操作，以生成适合3d可视化的数据格式，从而提高了数据的完整性、一致性、准确性、时效性等，统一了数据的结构、语义、表示等，筛选了有效数据、降低了数据的维度、平衡了数据的类别等，生成了数据的摘要、统计、趋势等。
19、(2)提高了3d图形的表达能力和美观性。通过3d可视化模块，本专利技术能够根据数据的特征和用户的需求，动态地选择和调整合适的3d可视化方法和参数，以生成和渲染3d图形，从而提高了3d图形的信息量和维度，增强了3d图形的立体感和真实感，适应了不同类型的数据结构和关系，设置了3d图形的颜色、纹理、光照、阴影、透明度、反射、折射等视觉效果，减少了渲染时间、消除了锯齿、增加了细节等，以提高3d图形的性能和质量。
20、(3)提高了用户的交互效果和体验。通过交互模块，本专利技术能够提供多种和多模态的交互方式和反馈，以增强用户的感知、认知、情感等，从而提高了用户与3d可视化数据的交互效果和体验，实现了对3d可视化数据的选择、放大、缩小、旋转、平移、切换、过滤、排序等操作，显示了交互的结果、声音、图像、文字、动画、振动等，评价了交互的满意度、易用性、可学习性等，改进了用户的交互体验和参与感。
21、(4)提高了3d可视化数据的呈现方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：该系统包括数据源、数据处理模块、3d可视化模块、交互模块和显示设备；
2.根据权利要求1所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据清洗子模块采用数据质量评估和数据修复的方法，对数据的完整性、一致性、准确性、时效性等进行检测和改善，用于去除数据的噪声、统一数据的格式、补全数据的缺失等。
3.根据权利要求1所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据转换子模块采用数据模型转换和数据格式转换的方法，对数据的结构、语义、表示等进行变换和统一，用于将数据转换为XML或JSON等标准数据格式，以便于数据的交换和传输。
4.根据权利要求1所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据过滤子模块采用数据选择和数据抽样的方法，对数据的范围、数量、分布等进行筛选和抽取，用于筛选有效数据、降低数据的维度、平衡数据的类别等。
5.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据聚合子模块采用数据分组和数据汇总的方法，对数据的维度、度量、层次等进行分析和概括
6.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的3d图形生成子模块采用数据映射和数据编码的方法，将数据的属性和关系映射到3d图形的几何元素和视觉变量，例如位置、大小、形状、方向、颜色、纹理等，用于生成散点图、柱状图、饼图、曲面图、体素图、流图等不同类型的3d图形。
7.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的3d图形渲染子模块采用光栅化和光照模型的方法，将3d图形的几何结构转换为像素，并根据光源、材质、观察点等计算3d图形的颜色和亮度，用于设置3d图形的颜色、纹理、光照、阴影、透明度、反射、折射等视觉效果。
8.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的3d图形优化子模块采用多辨率技术和视觉感知模型的方法，根据3d图形的复杂度和用户的注意力，动态调整3d图形的分辨率和细节，用于减少渲染时间、消除锯齿、增加细节等，以提高3d图形的性能和质量。
9.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的交互控制子模块提供用户与3d可视化数据的交互方式，包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、手势、语音、眼球追踪等，用于实现对3d可视化数据的选择、放大、缩小、旋转、平移、切换、过滤、排序等操作。
10.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的交互反馈子模块显示用户的交互结果，包括但不限于声音、图像、文字、动画、振动等，用于增强用户的感知、认知、情感等。
...【技术特征摘要】
1.一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：该系统包括数据源、数据处理模块、3d可视化模块、交互模块和显示设备；
2.根据权利要求1所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据清洗子模块采用数据质量评估和数据修复的方法，对数据的完整性、一致性、准确性、时效性等进行检测和改善，用于去除数据的噪声、统一数据的格式、补全数据的缺失等。
3.根据权利要求1所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据转换子模块采用数据模型转换和数据格式转换的方法，对数据的结构、语义、表示等进行变换和统一，用于将数据转换为xml或json等标准数据格式，以便于数据的交换和传输。
4.根据权利要求1所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据过滤子模块采用数据选择和数据抽样的方法，对数据的范围、数量、分布等进行筛选和抽取，用于筛选有效数据、降低数据的维度、平衡数据的类别等。
5.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的数据聚合子模块采用数据分组和数据汇总的方法，对数据的维度、度量、层次等进行分析和概括，用于生成数据的摘要、统计、趋势等。
6.根据权利要求3所述的一种3d可视化数据管理系统，其特征在于：所述的3d图形生成子模块采用数据映射和数据编码的方法，将数据的属性和关系...
【专利技术属性】
技术研发人员：张芸菲，朱丹，朱锦涛，崔玉婷，王诏威，吴予迪，王思慧，蒋可盈，刘滨榕，严超，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学信息工程学院，
类型：发明
国别省市：
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