42、利用人类视觉感知进行可视化

利用人类视觉感知进行可视化

1. 引言

大多数可视化都服务于特定的视觉任务，例如研究翼尖的气流，或者观察中世纪照明条件下对中世纪陶器的感知。在大多数情况下，与任务相关的对象或数据可以提前确定，如翼尖或中世纪陶器。在实际的可视化过程中，观察者的视觉系统必须将注意力集中在这些对象和数据上，以完成任务。人类的视觉系统虽然强大，但并不完美。当观察者专注于某些对象时，往往会忽略场景中的其他大部分内容。利用人类视觉感知的这一特点，可以在可视化中节省大量的计算时间，即对人类观察者不会注意到的部分采用较低的分辨率进行计算。

我们将先探讨一个在计算机上重现高保真考古遗址的可视化任务，该任务旨在重现遗址在其创建时的视觉感知，包括当时的光照条件。然后，我们会讨论如何根据用户事先明确的可视化任务，利用视觉注意力，有选择地渲染数据，在不影响观察者视觉质量感知的前提下，大幅减少整体计算时间。

2. 可视化过去

人类视觉感知可应用于许多领域，考古遗址的可视化就是其中之一。3D 计算机重建为我们提供了一种可视化过去环境的方法，让我们得以一窥那些可能难以直接感受的历史场景，这对于那些在时间长河中遭受严重破坏甚至已消失的遗址尤为重要。为实现这一目的而生成的许多可视化效果看起来很逼真，但要想这些可视化能够真实地反映过去，它们必须具有可量化的真实性。也就是说，考古学家需要确信所生成图像中的场景与过去真实场景中的人类感知是相近的。若无法保证这种真实度，可视化结果就有可能歪曲历史。

法国的 Cap Blanc 史前岩棚遗址就是一个很好的例子，高质量的可视化能够为考古学家提供有价值的见解。Cap Blanc 俯瞰着多尔多涅省的博讷山谷，拥有上旧石器时代最壮观、最令人印象深刻的高浮雕