读数据可视化36可视化软件

1. 医学可视化软件

1.1. 临床医学影像数据是科学可视化领域最早、最成熟的应用对象

1.2. VolView、3D Slicer和Osirix是三个最具代表性的软件系统

1.3. VolView

• 1.3.1. 美国Kitware公司*开发、易使用、交互式的三维数据场可视化商业软件

• 1.3.2. 底层使用了Kitware公司负责开发并维护的两个著名开源医学影像分析与可视化开发包*VTK和ITK

• 1.3.3. VolView基于ITK开发包封装了分割与配准算法，提供了等值面生成算法

• 1.3.4. 主要针对Windows操作系统，也支持Linux系统

• 1.3.5. 在生物医学领域，VolView提供了医学影像处理功能，可完成各类医学影像数据的三维可视化，辅助医生进行手术规划和对病变部位定位等深入认识

• 1.3.6. 在工业工程领域，可提供零件模型反求工程，探测零件的内部探伤等细微错误，并进行精确定位

• 1.3.7. 主要功能

  • 1.3.7.1. 二维切片图像处理，包括浏览、放大、缩小和旋转等

  • 1.3.7.2. 提供图像格式转换

  • 1.3.7.3. 大规模体数据的格式转换和滤波处理等

  • 1.3.7.4. 快速三维重建，包括三维轮廓重建、等值面重建和光线投射体绘制等

  • 1.3.7.5. 对重建的三维对象交互操作，如旋转、放大、缩小、分割、局部编辑和测量等

1.4. 3D Slicer

• 1.4.1. 简称Slicer

• 1.4.2. 一个免费的、开源的、跨平台的医学图像分析与可视化软件

• 1.4.3. 被广泛应用于科学研究与医学教育领域

• 1.4.4. 支持Windows、Linux和Mac OS X等平台

• 1.4.5. 得益于模块化、平台化的设计，Slicer可方便地扩展到其他应用

• 1.4.6. 支持包括分割、配准在内的很多医学图像功能，同时支持GPU硬件加速的体绘制

• 1.4.7. 面向的用户主要是医学领域和科学可视化领域的研究人员，而不是临床医生

• 1.4.8. 功能

  • 1.4.8.1. 支持DICOM图像，并支持其他格式图像的读写

  • 1.4.8.2. 支持三维体数据、几何网格数据的交互式可视化

  • 1.4.8.3. 支持手动编辑、数据配准与融合和自动图像分割

  • 1.4.8.4. 支持弥散张量成像和功能磁共振成像的分析和可视化，提供图像引导放射治疗分析和图像引导手术的功能

• 1.4.9. 实现全部*基于开源工具包

  • 1.4.9.1. 用户界面采用强大的QT框架

  • 1.4.9.2. 可视化使用VTK

  • 1.4.9.3. 图像处理使用ITK

  • 1.4.9.4. 手术图像引导使用IGSTK

  • 1.4.9.5. 数据管理使用MRML

  • 1.4.9.6. 基于跨平台的自动化构建系统CMake实现跨平台编译

1.5. Osirix

• 1.5.1. 最早由瑞士的放射科医生Antoine Rosset发起

• 1.5.2. 在功能、操作和性能上非常*符合临床医生的要求

• 1.5.3. 成为Mac OS平台上最成功的开源医学图像软件

• 1.5.4. 集PACS工作站和图像处理软件于一体，为放射成像、功能影像、三维成像和分子影像等研究提供支持

• 1.5.5. 可用于显示、浏览、解析和后处理由MRI、CT、PET、PETCT等医疗设备产生的DICOM数据

• 1.5.6. 完全兼容DICOM标准，与现有的医学图像浏览软件形成互补

• 1.5.7. 支持很多其他图像和视频格式，如TIFF、JPEG、PDF、AVI、MPEG和Quicktime

• 1.5.8. 提供高效的二维和三维图像处理功能，支持64位系统和多线程的高性能计算

• 1.5.9. 支持三维数据场可视化方法

  • 1.5.9.1. 多平面重建（Multiplanner Reconstruction,MPR）

  • 1.5.9.2. 面绘制（Surface Rendering）

  • 1.5.9.3. 体绘制（Volume Rendering）

  • 1.5.9.4. 最大密度投影（Maximum Intensity Projection,MIP）

  • 1.5.9.5. 不同模态数据的融合可视化（如PET-CT）

• 1.5.10. 所使用的编程语言为*Objective-C

  • 1.5.10.1. 无法直接移植到Windows和Linux平台

  • 1.5.10.2. 缺乏跨平台性

2. 科学可视化软件

2.1. GrADS

• 2.1.1. Grid Analysis and Display System

• 2.1.2. 美国马里兰大学开发的一款气象格点数据和站点数据的分析与可视化软件

• 2.1.3. 被当今气象界广泛使用

• 2.1.4. 优势*是气象数据分析功能强，地图投影坐标丰富，高级编程语言使用容易，功能强大等

• 2.1.5. 缺点在于使用不方便，用户支持少

• 2.1.6. 支持的平台有：DEC、Intel/Linux、SUN、Mac OSX、SGI、IBM/AIX、Windows

• 2.1.7. 运行环境主要是命令行

2.2. OpenDX

• 2.2.1. IBM开发的一款面向科学数据和工程数据的开放可视化环境软件，*现已开源

• 2.2.2. 允许以工作流的方式实现可视编程，用户可使用编辑器在界面上拖拽部件、创建部件之间的连接以实现数据的处理和通信

• 2.2.3. 主要部件

  • 2.2.3.1. 输入和输出组件：载入数据和保存数据到不同的格式

  • 2.2.3.2. 流程控制组件：创建循环和条件执行

  • 2.2.3.3. 实现组件：将数据映射到绘制可视化实体

  • 2.2.3.4. 绘制组件：控制显示属性

  • 2.2.3.5. 变换组件：对数据做一些操作

  • 2.2.3.6. 交互组件：界面交互的部件

2.3. AVS

• 2.3.1. AVS/Express是一个可在各种操作系统下开发可视化应用程序的平台

• 2.3.2. 允许快速建立具有交互式可视化与图形功能的科学和商业应用

• 2.3.3. 涉及工程分析、航空航天、石油工业、地理信息系统、气象、有限元分析、流体力学计算、电信、医学、金融和国防等广泛领域

• 2.3.4. 提供一个面向对象的可视化编程环境，允许用户在开放和可扩展的环境下快速建立应用程序原型，处理大尺度三维数据

• 2.3.5. 提供了大量预制的可视化编程对象，开发者除了可以使用这些高级对象，还可对它们进行重新定制

• 2.3.6. 大大缩短了编程时间，提高了工作效率

• 2.3.7. 主要缺点是内存占用量大

2.4. Amira

• 2.4.1. 澳大利亚Visage Imaging公司出品的一款功能强大的可视化*商业软件

• 2.4.2. 主要支持生命科学和生物医学的数据类型，包括：光学和电子显微镜、CT、MR、PET、SPECT、超声波、工程和表面建模工具、蛋白数据库和分子模拟，以及各种物理测量和模拟

2.5. IDL

• 2.5.1. Interactive Data Language，交互式数据语言

• 2.5.2. 进行多维数据可视化和分析的可视化语言工具

• 2.5.3. 作为面向矩阵、语法简单的第四代可视化语言，IDL致力于科学数据的可视化和分析，是跨平台应用开发的最佳选择

• 2.5.4. 集可视化、交互分析、大型商业开发为一体，为用户提供了完善、灵活、有效的开发环境

• 2.5.5. 具有的高级图像处理能力、交互式二维和三维图形技术、面向对象的编程、OpenGL硬件图形加速功能、集成的数学分析与统计软件包、完善的信号分析和图像处理功能、灵活的数据输入输出方式、跨平台的图形用户界面工具包、连接ODBC兼容数据库，以及具有多种外部程序连接方式，已使它成为数据分析和可视化的首选工具

• 2.5.6. 被广泛应用于海洋、气象、医学、空间物理、地球科学、教育、天文学和商业等各个领域

2.6. World Wind

• 2.6.1. 简称WW，世界风

• 2.6.2. NASA发布的一款开放源代码的地理科普软件，是一个可视化地球仪，将NASA、USGS以及其他WMS服务商提供的图像通过一个三维的行星模型展现

• 2.6.3. 结合在线资料库，World Wind最高的解析度可以达到每像素代表15米，还可以观察到可见光以外的影像

• 2.6.4. 图像与地形数据主要有Blue marble 影像（地球全景，最高解析度为每像素15米）​、Landsat 影像（陆地卫星遥感数据，通过不同的传感器探测地球上的水、植物、土壤、岩石等不同资源）​、USGS 影像（美国地质勘探局的一些地质探测数据）以及SRTM（航天飞机雷达地形测图）地形数据

• 2.6.5. MODIS是一些灾害性事件的数据模拟；GLOBE则能观看全球气温的变化

2.7. Vis5D

• 2.7.1. 美国威斯康星大学空间科学与工程中心开发的可运行于多种工作平台、数值预报模式的产品数据可视化软件

• 2.7.2. 具备强大的三维图形处理能力，同时提供全部源代码，允许用户修改和扩充Vis5D的函数和物理量，或编程调用Vis5D提供的API函数，使用户拥有更大的自由度和灵活性

2.8. Google Earth

• 2.8.1. Google公司开发的一款虚拟地球仪软件

• 2.8.2. 提供了查看卫星图像、三维建筑、三维树木、地形、街景视图、行星等不同数据的视图，支持计算机、手机、写字板、浏览器等多终端浏览应用

3. 信息可视化软件

3.1. 面向图的可视化软件

• 3.1.1. IBM System G

  • 3.1.1.1. IBM公司推出的一个完整的图计算套件，内部包含了可应用于大数据的图计算工具、云及解决方案

  • 3.1.1.2. 拥有丰富的图算法和计算框架，同时在图计算性能和构架方面的表现优于业界水平

  • 3.1.1.3. 支持不同类型的图数据，无论图的大小、静态或动态，包括拓扑图、语义图、特征图或贝叶斯图都可以进行处理

  • 3.1.1.4. 支持图数据库、图可视化、图分析库、图形中间件，以及网络结构的科学分析工具等

  • 3.1.1.5. 在架构方面，无论是IBM的主机还是x86的服务器架构，均可以支持

• 3.1.2. Gephi

  • 3.1.2.1. 一个应用于各种网络、复杂系统和动态分层图的交互可视化与探索平台，支持Windows、Linux和Mac等各种操作系统

  • 3.1.2.2. 可用于探索性数据分析、链接分析、社交网络分析、生物网络分析等，其设计初衷是采用简洁的点和线描绘与呈现丰富的世界

  • 3.1.2.3. 从各个方面对图以及大图的可视化进行了改进，并使用图形硬件加速绘制

  • 3.1.2.4. 使用聚类和分层图的方法处理较大规模的图，通过加速探索编辑大型分层结构图来探究多层图，如社交社区和网络交通图

  • 3.1.2.5. 利用数据属性和内置的聚类算法聚合图网络

  • 3.1.2.6. 处理的图规模上限约为50 000个节点和1 000 000条边

• 3.1.3. CiteSpace

  • 3.1.3.1. 由美国可视化专家Chaomei Chen教授开发的一款文献分析的可视化软件，着重于科研论文之间相互引用所构成的网络

  • 3.1.3.2. 数据主要来源于Web of Science

  • 3.1.3.3. 分析过程主要包括确定主题词和专业术语、收集数据、提取研究前沿术语、时区分割、阈值选择、显示、可视检测和验证关键点8个步骤

3.2. 面向高维多变量数据的可视化软件

• 3.2.1. XmdvTool

  • 3.2.1.1. 一个多维数据可视化软件包，支持所有的主流平台，如UNIX、Linux、Mac和Windows

  • 3.2.1.2. 支持5种数据可视化方法：散点图（Scatter Plot）​、星形图（Star Plot）​、平行坐标（Parallel Coordinates）​、高维堆叠（Dimensional Stacking）和像素图（Pixel Chart）​

  • 3.2.1.3. 支持多种交互模式和工具，包括对屏幕、数据和结构空间的笔触式选择、缩放、平移和重排数据的某些维度

  • 3.2.1.4. 支持使用树图和改进版的盒须图（Box Plot）进行单变量的显示和图形化的总体展示

• 3.2.2. InfoScope

  • 3.2.2.1. 由Macrofocus公司开发的一个交互式可视化工具，支持大量复杂多维度数据集的处理和分析

• 3.2.3. ParSets

  • 3.2.3.1. Parallel Sets（ParSets）是一款支持平行集的可视化软件，主要用于多维类别型数据的可视化与分析，如人口普查数据、商品类别数据，支持Mac、Windows和Linux等多个平台上的应用

3.3. 文本可视化软件

• 3.3.1. Jigsaw

  • 3.3.1.1. 美国乔治亚理工大学的可视化实验室研发的文档可视分析软件

  • 3.3.1.2. 主要焦点是显示所有文本中文字或者语义实体之间的连接，并为文档集合提供一种可视索引

  • 3.3.1.3. 核心是一个简单的、易于理解的实体连接模型：如果两个实体同时出现在一个或多个文档中，则它们之间存在关联

• 3.3.2. IN-SPIRE

  • 3.3.2.1. 由美国西北太平洋国家实验室开发的一款展示不同文本类型数据的可视化软件

3.4. 面向商业智能的可视化软件

• 3.4.1. Tableau

  • 3.4.1.1. 可视化领域标杆性的商业智能分析软件，起源于美国斯坦福大学的科研成果

  • 3.4.1.2. 设计目标是以可视的形式动态呈现关系型数据之间的关联，并允许用户以所见即所得的方式完成数据分析和可视图表与报告的创建

• 3.4.2. Spotfire

  • 3.4.2.1. TIBCO Spotfire也是一个面向商业企业数据的分析和可视化软件平台，其特色在于自然的可视化人机交互界面和高效的数据分析功能

  • 3.4.2.2. 相比Tableau,Spotfire有着更强的数据分析能力，加上清晰的可视化交互界面，能够帮助数据分析人员迅速发现新的问题，做出最优选择

• 3.4.3. Power BI

  • 3.4.3.1. 微软开发的一款商业智能（BI）工具

  • 3.4.3.2. 分为免费版和Power BI Pro版，主要区别集中在共享和协作方面

  • 3.4.3.3. 主要区别集中在共享和协作方面

  • 3.4.3.4. 相较于Tableau,Power BI在价格上更加优惠

• 3.4.4. Splunk

  • 3.4.4.1. 一个功能强大的基于云的日志管理工具

  • 3.4.4.2. 有免费版和收费版，最主要的差别在于每天的索引容量大小

  • 3.4.4.3. 免费版每天最大为500MB

  • 3.4.4.4. 通过多种方式来收集日志，主要包括监听syslog消息、访问WMI、监控日志文件、FIFO队列等

• 3.4.5. Weave

  • 3.4.5.1. 一款开源的网络数据可视化软件，由IVPR（可视化和感知研究学院）和OIC（开放指标联盟）合作推出

3.5. 面向公众传播的数据可视化平台

• 3.5.1. FlowingData

  • 3.5.1.1. 一个探讨统计学、大数据、数据科学、数据分析的可视化研究网站

  • 3.5.1.2. 由来自加州大学洛杉矶分校的统计学博士Nathan Yau创办，他的出发点是关注个人数据收集，以及日常生活中的各种数据，分析这些*数据背后的故事

• 3.5.2. Visual.ly

  • 3.5.2.1. 一个为数据可视化爱好者提供分享信息图作品并使之商业化的平台

  • 3.5.2.2. 核心工具是基于Web的在线信息化图表制作工具Visual.ly Create

  • 3.5.2.3. 支持超过5种可视化模板，允许用户从Twitter、Facebook以及Google Plus等社交网站采集数据，如分析用户Twitter信息、展示用户喜欢的图片和文章等

3.6. 面向地理信息的可视化软件

• 3.6.1. CommonGIS

  • 3.6.1.1. 一个基于Java的交互式地理信息系统，支持以可视的形式分析基于地理位置的统计数据

• 3.6.2. GeoVista Studio

  • 3.6.2.1. 美国宾州州立大学研发的开源的地理信息可视化开发环境

4. 可视分析软件

4.1. Gapminder

• 4.1.1. Gapminder Trendalyzer是瑞士 Gapminder 基金会开发的一款用于时变多变量数据变化趋势的可视分析软件

• 4.1.2. 用一种互动的可视化形式动态地展示世界各地、各机构公开的各项人文、政治、经济和发展指数，在信息产业界产生了积极的影响

4.2. Google Public Data Explorer

• 4.2.1. 使用Google的Dataset Publishing Language（DSPL，数据发布语言）​，支持各类数据库链接，方便实现可视化的定制

4.3. Palantir

• 4.3.1. 可视分析领域的标杆性软件，为政府机构和金融机构提供高级数据分析服务

• 4.3.2. 主要功能是链接网络各类数据源，提供交互的可视化界面，辅助用户发现数据间的关键联系，寻找隐藏的规律或证据，并预测将来可能发生的事件