三维信息可视化交互技术及其在网络安全中的应用

论文摘要

交互技术是信息可视化中重要的而且必不可少的一部分。通过交互,有些显示方式的缺陷能够被很好地克服,而且有利于用户更好的理解和分析数据。但是目前在信息可视化中,对交互方式的理论研究相对于显示方式来说不够完备;研究表明,在信息可视化中三维空间无论在显示信息量大小上,还是在对人的认识感知上都优于二维空间,由于当前某些二维的交互方法拓展到三维空间会带来一些问题,所以并没有被很好的应用。本文论述了当前交互技术的现状,并对三维场景中的交互做了理论研究和应用分析:首先,提出了一种视线访问扭曲算法。该算法解决了二维扭曲方法拓展到三维空间中的一个基本问题,在视线路径上,远处的数据项会被近处的所遮蔽,这样数据就不能被很好的观察。本算法将视线上遮挡观察数据的数据项根据离视线的远近做了一定的拉伸,从而在保持原有场景数据集逻辑关系的基础上,对数据能够很好的观察。其次,将一种二维网格拉伸压缩算法拓展到三维空间。在这个方法的拓展中,提出了一种面的分割比数据存储结构,在此数据存储结构的基础上,一次拉伸操作中不但对数据更新的时间复杂度大大降低,而且针对大规模数据集提出了一种基于局部的多区域拉伸压缩方法。最后,开发了一套网络数据分析系统,针对网络数据的特点,提出了一种新颖的三维网络数据显示方式。在此显示模型的基础上,将较为主流的交互技术和视线访问扭曲算法应用于此系统,并对结果进行了分析。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 信息可视化简介
• 1.1.1 信息可视化相关概念
• 1.1.2 信息可视化的特点
• 1.1.3 信息可视化的过程
• 1.1.4 信息可视化的研究现状
• 1.2 论文的主要工作内容和框架结构
• 1.2.1 本文的主要工作内容
• 1.2.2 本文的框架结构
• 第二章 交互技术综述
• 2.1 选择标记式交互
• 2.2 探索式交互
• 2.3 重组式交互
• 2.4 编码式交互
• 2.5 摘要/细节式交互
• 2.6 过滤式交互
• 2.7 连接式交互
• 2.8 焦点上下文交互技术
• 第三章 视线访问扭曲算法
• 3.1 二维扭曲算法简单拓展到三维的分析
• 3.1.1 Stretch orthogonal模式
• 3.1.2 Non-Linear Orthogonal模式
• 3.1.3 Non-Liner Radial模式
• 3.1.4 Step Orthogonal模式
• 3.2 视线访问扭曲算法
• 3.2.1 算法描述
• 3.2.2 算法推导过程
• 3.2.3 多关注点算法描述
• 3.3 实验结果和结论
• 3.3.1 实验结果一
• 3.3.2 实验结果二
• 3.4 本章小结
• 第四章 三维网格拉伸压缩算法
• 4.1 数据结构
• 4.2 算法描述
• 4.2.1 算法详解
• 4.2.2 举例分析
• 4.3 实验结果和结论
• 4.4 本章小结
• 第五章 交互技术在网络安全系统中的应用
• 5.1 NetAnalyse系统简介
• 5.1.1 NetAnalyse系统框架
• 5.1.2 显示方式描述
• 5.2 NetAnalyse系统中交互方式应用
• 5.2.1 选择标记式交互的应用
• 5.2.2 探索式交互的应用
• 5.2.3 重组式交互的应用
• 5.2.4 摘要/细节式交互的应用
• 5.2.5 过滤式交互的应用
• 5.2.6 视线访问扭曲式交互的应用
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢