RU2128365C1

RU2128365C1 - Method for dynamic object data visualization

Info

Publication number: RU2128365C1
Application number: RU98114818A
Authority: RU
Inventors: А.С. Кашик; А.Л. Федоров; С.В. Голосов; Г.Н. Гогоненков; В.З. Гарипов; М.В. Перепечкин
Original assignee: Кашик Алексей Сергеевич
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 1999-03-27

Abstract

FIELD: computer engineering and instruments, in particular, for geophysics, medicine, finances. SUBSTANCE: method involves inputting data which represent object in N-dimensional domain space into computer database, displaying object data in window of display screen as object's model in three-dimensional or two- dimensional sub-space of N-dimensional space according geometry of sub-space and object, alternation of data about object's geometry and displaying this alternation on screen. Display screen has at least one additional window for displaying of object data in another sub- space of N-dimensional space in addition to first window. Alternation of visual representation in first window causes alternation of object representation in additional window. EFFECT: possibility to display alternation of object characteristics and their relations defined in different sub-spaces of N-dimensional space. 11 cl, 23 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для исследования различных физических объектов в различных областях техники, например в геофизике, медицине, экономике и других. The invention relates to computing and measuring technology and can be used to study various physical objects in various fields of technology, for example, in geophysics, medicine, economics and others.

Известна аппаратура для отображения многопараметрической информации N-мерного пространства [1]. Known equipment for displaying multi-parameter information of N-dimensional space [1].

При функционировании аппаратуры вводят данные об объекте в базу данных компьютера, выводят их в окно на экране монитора в виде представления функций в двумерном пространстве в полярной системе координат, при внесении изменений в данные наблюдают на экране монитора изменение поведения функций. When the equipment is functioning, data about the object is entered into the computer database, it is displayed in a window on the monitor screen as a representation of the functions in two-dimensional space in the polar coordinate system, when changes are made to the data, a change in the behavior of the functions is observed on the monitor screen.

Ограничением этого технического решения является сложность проведения исследований, так как подпространство N-мерного пространства представляется в плане на плоскости в полярной системе координат, недостаточная информативность, так как устройство не позволяет одновременно наглядно отобразить поведение других функций из другого подпространства при изменении геометрии объекта. The limitation of this technical solution is the complexity of the research, since the subspace of N-dimensional space is represented in plan on a plane in the polar coordinate system, insufficient information, since the device does not allow you to simultaneously visualize the behavior of other functions from another subspace when changing the geometry of the object.

Известен способ отображения данных N-мерного пространства в (N-1)-мерном пространственном формате, включающий ввод данных об объекте, представляющих объект в предметном N-мерном пространстве в базу данных компьютера, вывод данных об объекте в окно на экране монитора в виде его представления в трехмерном или двумерном подпространстве N-мерного пространства в соответствии с геометрией подпространства и самого объекта, внесение изменения в объект и наблюдение в окне на экране монитора этих изменений, по которым судят о свойствах объекта [2]. A known method of displaying data of N-dimensional space in an (N-1) -dimensional spatial format, comprising inputting data about an object representing an object in a subject N-dimensional space into a computer database, outputting data about an object to a window on a monitor screen in the form of representations in three-dimensional or two-dimensional subspace of N-dimensional space in accordance with the geometry of the subspace and the object itself, making changes to the object and observing in the window on the monitor screen these changes, which are used to judge the properties of the object [2].

В этом способе исследование объекта производится отображением его данных в сечении (surface slice) трехмерного пространства, а внесение изменений в объект производится за счет перемещения сечений вдоль любого из выбранных направлений. Способ позволяет произвести исследование изменения поведения различных функций вдоль заданного направления, что повышает оперативность анализа. In this method, an object is examined by displaying its data in the surface slice of three-dimensional space, and changes to the object are made by moving the sections along any of the selected directions. The method allows the study of changes in the behavior of various functions along a given direction, which increases the efficiency of the analysis.

Ограничением способа является невозможность проведения одновременного анализа различных подпространств N-мерного пространства, что снижает его информативность. The limitation of the method is the inability to conduct simultaneous analysis of various subspaces of the N-dimensional space, which reduces its information content.

Наиболее близким является способ динамической визуализации данных об объекте, включающий ввод данных об объекте, представляющих объект в предметном N-мерном пространстве, в базу данных компьютера, вывод данных об объекте в окно на экране монитора в виде его представления в трехмерном или двумерном подпространстве N-мерного пространства в соответствии с геометрией подпространства и самого объекта, внесение изменения в объект и наблюдение в окне на экране монитора этих изменений, по которым судят о свойствах объекта [3]. The closest is a method for dynamically visualizing data about an object, including entering data about an object representing an object in a subject N-dimensional space into a computer database, outputting data about an object to a window on a monitor screen as a representation of it in a three-dimensional or two-dimensional subspace N- dimensional space in accordance with the geometry of the subspace and the object itself, making changes to the object and observing in the window on the monitor screen these changes, which are used to judge the properties of the object [3].

В этом способе также используют метод исследования объекта с помощью сечений, которые образуют собой смотровые области произвольной формы, перемещаемые по произвольно выбранным траекториям, за счет чего удается уменьшить время на проведение исследования одного выбранного подпространства объекта, представленного данными в предметном N-мерном пространстве. This method also uses the method of researching an object using sections that form viewing areas of arbitrary shape that move along randomly selected paths, thereby reducing the time it takes to study one selected subspace of an object represented by data in a subject N-dimensional space.

Ограничением способа является невозможность исследования сложного объекта, характеризуемого данными в предметном N-мерном пространстве в целом, что снижает информативность и уменьшает оперативность получения информации. The limitation of the method is the impossibility of researching a complex object characterized by data in the subject N-dimensional space as a whole, which reduces the information content and reduces the efficiency of obtaining information.

Решаемая изобретением задача - повышение качества проведения исследований объекта. The problem solved by the invention is improving the quality of research on the object.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа - обеспечение возможности наблюдения изменения параметров объекта при изменении геометрического положения сечений и определения взаимосвязи этих параметров, описываемых в различных подпространствах N-мерного пространства, обеспечение возможности одновременного анализа объекта в целом для повышения оперативности анализа данных об объекте. The technical result that can be obtained by implementing the method is providing the ability to observe changes in the parameters of the object when changing the geometric position of the cross sections and determining the relationship of these parameters described in various subspaces of the N-dimensional space, providing the possibility of simultaneous analysis of the object as a whole to increase the efficiency of data analysis on object.

Поставленная задача решается тем, что в способе динамической визуализации данных об объекте, включающем ввод данных об объекте в базу данных компьютера, представляющих объект в предметном N-мерном пространстве, вывод данных об объекте в окно на экране монитора в виде его представления в трехмерном или двумерном подпространстве N-мерного пространства в соответствии с геометрией подпространства и самого объекта, внесение изменения в объект и наблюдение в окне на экране монитора этих изменений, по которым судят о свойствах объекта, согласно изобретению на экране монитора формируют по меньшей мере одно дополнительное окно, в которое выводят данные об объекте в ином подпространстве N-мерного пространства, чем представленное в первом окне, связывают данные об объекте в первом и дополнительном окне, а внесением изменения в объект в первом окне инициируют изменение представления объекта в дополнительном окне, и наоборот, внесением изменения в объект в дополнительном окне инициируют соответствующее изменение представления объекта в первом окне. The problem is solved in that in a method for dynamically visualizing data about an object, including inputting data about an object into a computer database representing an object in a subject N-dimensional space, outputting data about an object to a window on a monitor screen as a representation thereof in three-dimensional or two-dimensional subspace of N-dimensional space in accordance with the geometry of the subspace and the object itself, making changes to the object and observing in the window on the monitor screen these changes, which are used to judge the properties of the object, agree of the invention, at least one additional window is formed on the monitor screen into which data about the object in a different subspace of N-dimensional space is displayed than that presented in the first window, data about the object in the first and additional windows is connected, and changes are made to the object in the first window initiate a change in the representation of the object in the additional window, and vice versa, by making changes to the object in the additional window, initiate a corresponding change in the representation of the object in the first window.

Возможны дополнительные варианты осуществления способа, в которых целесообразно, чтобы:
- объект представлял собой совокупность взаимосвязанных объектов;
- в качестве объекта использовали функции на N-мерном пространстве;
- объект представляли бы в виде сечения поверхностью произвольной формы;
- сечением поверхностью произвольной формы ограничивали бы визуализируемую часть объекта;
- динамически изменяли бы геометрическое положение сечения поверхностью произвольной формы;
- вводили вспомогательный объект, в качестве которого использовали бы подпространство N-мерного пространства, которое представляли бы в виде аксонометрических проекций трехмерного параллелепипеда;
- вводили вспомогательный объект, в качестве которого использовали бы области в N-мерном пространстве, которые представляли бы в виде аксонометрических проекций поверхностей, ограничивающих эти области.There are additional options for implementing the method, in which it is advisable that:
- the object was a collection of interconnected objects;
- as an object used functions on the N-dimensional space;
- the object would be represented in the form of a section by a surface of arbitrary shape;
- a section with a surface of arbitrary shape would limit the visualized part of the object;
- would dynamically change the geometric position of the section by a surface of arbitrary shape;
- introduced an auxiliary object, which would use the subspace of the N-dimensional space, which would be represented in the form of axonometric projections of a three-dimensional parallelepiped;
- introduced an auxiliary object, which would use areas in the N-dimensional space, which would be represented in the form of axonometric projections of the surfaces bounding these areas.

В дополнение к последнему варианту также целесообразно вводить сечение поверхностью произвольной формы, которым ограничивают визуализируемую часть объекта, а также динамически изменять положение сечения поверхностью произвольной формы. In addition to the latter option, it is also advisable to introduce a section with an arbitrary shape surface, which limits the visualized part of the object, and dynamically change the position of the section with an arbitrary shape surface.

За счет формирования дополнительных окон, в которые выводят данные об объекте в различных подпространствах N-мерного пространства, и связи отображения информации относительно сечения объекта в одном окне с получаемой информацией для подобного сечения в других окнах удалось решить поставленную задачу и максимально обеспечить возможность визуального представления объекта N-мерного пространства в целом. Due to the formation of additional windows that display data about the object in various subspaces of the N-dimensional space, and the connection of the display of information regarding the section of the object in one window with the information obtained for such a section in other windows, the problem was solved and the maximum possible visual representation of the object N-dimensional space as a whole.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его осуществления со ссылками на прилагаемые рисунки. These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best option for its implementation with reference to the accompanying drawings.

Фиг. 1 изображает функциональную схему для реализации заявленного способа на базе компьютера, связанного с монитором;
Фиг. 2 - трехмерное подпространство для анализа четырехмерного объекта при фиксированном значении одного из аргументов;
Фиг. 3 - то же, что фиг. 2, другое подпространство для анализа четырехмерного объекта;
Фиг. 4 - то же, что фиг. 3, с измененным положением вспомогательного объекта;
Фиг. 5 - то же, что фиг. 2, при другом фиксированном значении аргумента;
Фиг. 6 - несколько двумерных подпространств, отображающих различные параметры;
Фиг. 7 - то же, что фиг. 6, при другом фиксированном значении аргумента;
Фиг. 8 - то же, что фиг. 3, несколько взаимосвязанных вспомогательных объектов;
Фиг. 9 - трехмерное подпространство для изучения томографических данных;
Фиг. 10 - двумерное подпространство для отображения данных в плоскости XY;
Фиг. 11 - то же, что фиг. 10, в плоскости XZ,
Фиг. 12 - то же, что фиг. 10, в плоскости YZ;
Фиг. 13 - то же, что фиг. 9, с изображением областей в виде аксонометрических проекций, ограничивающих эти области;
Фиг. 14 - то же, что фиг. 13, с сечением поверхностью произвольной формы, которым ограничивают визуализируемую часть объекта;
Фиг. 15 - двумерное подпространство для отображения данных в плоскости XY;
Фиг. 16 - трехмерное подпространство XYT, совмещенное с двумя двумерными подпространствами FT;
Фиг. 17 - то же, что фиг. 16, с измененными данными об объекте;
Фиг. 18 - трехмерное подпространство МОТ, совмещенное с двумя двумерными подпространствами FT;
Фиг. 19 - то же, что фиг. 18, с измененными данными об объекте;
Фиг. 20 - трехмерное пространство XYZ с изображением области в виде аксонометрической проекции, ограничивающей эту область;
Фиг. 21 - окно с цветокодированными шкалами;
Фиг. 22 - трехмерное подпространство XYT с выделенной областью, соответствующей выбранным данным из фиг. 21;
Фиг. 23 - то же, что фиг. 22, с сечением, ограничивающим визуализируемую часть выделенной области.FIG. 1 depicts a functional diagram for implementing the inventive method on the basis of a computer connected to a monitor;
FIG. 2 - three-dimensional subspace for the analysis of a four-dimensional object with a fixed value of one of the arguments;
FIG. 3 is the same as FIG. 2, another subspace for the analysis of a four-dimensional object;
FIG. 4 is the same as FIG. 3, with the changed position of the auxiliary object;
FIG. 5 is the same as FIG. 2, with another fixed value of the argument;
FIG. 6 - several two-dimensional subspaces displaying various parameters;
FIG. 7 is the same as FIG. 6, with another fixed value of the argument;
FIG. 8 is the same as FIG. 3, several interconnected auxiliary objects;
FIG. 9 - three-dimensional subspace for the study of tomographic data;
FIG. 10 - two-dimensional subspace for displaying data in the XY plane;
FIG. 11 is the same as FIG. 10, in the XZ plane,
FIG. 12 is the same as FIG. 10, in the YZ plane;
FIG. 13 is the same as FIG. 9, depicting areas in the form of axonometric projections bounding these areas;
FIG. 14 is the same as FIG. 13, with a section of a surface of arbitrary shape, which limit the visualized part of the object;
FIG. 15 - two-dimensional subspace for displaying data in the XY plane;
FIG. 16 - three-dimensional subspace XYT, combined with two two-dimensional subspaces FT;
FIG. 17 is the same as FIG. 16, with the changed data about the object;
FIG. 18 - three-dimensional subspace of the ILO, combined with two two-dimensional subspaces of FT;
FIG. 19 is the same as FIG. 18, with the changed data about the object;
FIG. 20 is a three-dimensional XYZ space with an image of a region in the form of an axonometric projection bounding this region;
FIG. 21 - window with color-coded scales;
FIG. 22 is a three-dimensional subspace XYT with a selected area corresponding to the selected data from FIG. 21;
FIG. 23 is the same as FIG. 22, with a section restricting the visualized part of the selected area.

Для лучшего пояснения существа предложенного способа рассмотрим функциональную схему для его реализации (фиг. 1). For a better explanation of the essence of the proposed method, consider the functional diagram for its implementation (Fig. 1).

Способ динамической визуализации данных об объекте включает ввод данных об объекте, представляющих объект в предметном многопараметровом N-мерном пространстве, где N равно 3, 4, 5 и т.д., в базу данных компьютера 1, из которой посредством блока 2 выбора объекта из базы данных выбирается объект для анализа и исследования. В соответствии с общими свойствами объекта, такими как размерность объекта и количество составляющих его объектов, например количество его параметров, блок 3 выбора подпространств и создания окон выбирает соответствующее количество подпространств и соответственно окон 4 на экране 5 монитора 6. Количество окон 4 определяется решаемой задачей и общими свойствами объекта. Так, например, для пятимерного пространства может быть одновременно задействовано до десяти окон, которые позволяют выделить из объекта все его трехмерные сечения. Кроме того, при необходимости могут быть выведены дополнительные окна 4 с двумерными сечениями. Как правило, для решения конкретных задач достаточно не более шести окон 4. A method for dynamically visualizing data about an object involves inputting data about an object representing an object in a subject multi-parameter N-dimensional space, where N is 3, 4, 5, etc., into the database of computer 1, from which, through block 2, selecting an object from database is selected object for analysis and research. In accordance with the general properties of the object, such as the dimension of the object and the number of its constituent objects, for example, the number of its parameters, the subspace selection and window creation unit 3 selects the corresponding number of subspaces and, respectively, windows 4 on the screen 5 of monitor 6. The number of windows 4 is determined by the problem being solved and general properties of the object. So, for example, for a five-dimensional space, up to ten windows can be involved at the same time, which make it possible to select all three-dimensional sections from an object. In addition, if necessary, additional windows 4 with two-dimensional sections can be displayed. As a rule, no more than six windows 4 are sufficient for solving specific problems.

Таким образом, данные об объекте выводят в окно 4 на экране 5 в виде представления объекта в трехмерном или двумерном подпространстве N-мерного пространства в соответствии с геометрией подпространства и самого объекта. Под геометрией пространства и объекта понимаются его размерность, метрика, границы и т.п. Представление в окнах 4 на экране 5 монитора 6 информации о предметном пространстве в виде, соответствующем реальному, т.е. в трехмерном или двумерном эвклидовом пространстве, позволяет наиболее адекватно сформировать образ объекта. Thus, the data about the object is displayed in window 4 on screen 5 as a representation of the object in three-dimensional or two-dimensional subspace of N-dimensional space in accordance with the geometry of the subspace and the object itself. The geometry of space and an object refers to its dimension, metric, boundaries, etc. Presentation in windows 4 on screen 5 of monitor 6 of information about the subject space in the form corresponding to the real one, i.e. in three-dimensional or two-dimensional Euclidean space, allows you to most adequately form the image of the object.

Блок 7 формирования вспомогательных объектов для изучения исходного объекта служит для создания вспомогательных объектов, также наблюдаемых в окнах 4, таких как сечения поверхностями произвольной формы, цветовые кодирующие шкалы данных, метки в объектах и т.п. В процессе исследования основного объекта вспомогательные объекты сами являются объектами для анализа, которые также могут представляться в дополнительных окнах 4. Блок 8 связывания объектов в окнах 4 предназначен для синхронизации изменений основного и вспомогательных объектов и представления основного объекта. Так, например, при изменении положения сечения произвольной формы в одном окне 4, т.е. для одного подпространства, автоматически за счет связывания данных об объекте происходит изменение положения связанных с ним вспомогательных объектов в другом окне 4 для иного подпространства и другого представления основного объекта, что позволяет в целом исследовать многомерный, многопараметровый объект. При перемещении сечения оперативно анализируются данные, представленные, например, цветокодированием, графически или соответствующим текстом. Блок 9 управления основным и вспомогательными объектами предназначен собственно для внесения изменений в указанные объекты по выбору исследователя. Так, например, исследователь посредством компьютерной мыши может выполнить операцию типа "drag & drop", выбрать вспомогательный объект и передвинуть его в нужное место. При удовлетворяющих исследователя результатах работы производят запись измененного объекта в базу данных или вносят соответствующие изменения выбора подпространств для дальнейшего изучения объекта. Block 7 of the formation of auxiliary objects for studying the source object is used to create auxiliary objects also observed in windows 4, such as sections by surfaces of arbitrary shape, color coding data scales, labels in objects, etc. In the process of researching the main object, auxiliary objects themselves are objects for analysis, which can also be presented in additional windows 4. Block 8 linking objects in windows 4 is designed to synchronize changes in the main and auxiliary objects and representations of the main object. So, for example, when changing the position of a section of arbitrary shape in one window 4, i.e. for one subspace, automatically by linking data about the object, the position of the auxiliary objects associated with it changes in another window 4 for another subspace and another representation of the main object, which allows us to explore a multidimensional, multi-parameter object as a whole. When moving a cross-section, data presented, for example, by color coding, graphically, or corresponding text, is quickly analyzed. The control unit 9 of the main and auxiliary objects is intended to actually make changes to these objects at the choice of the researcher. So, for example, a researcher using a computer mouse can perform a drag & drop operation, select an auxiliary object and move it to the desired location. If the results of the work are satisfactory to the researcher, they record the changed object in the database or make the corresponding changes in the choice of subspaces for further study of the object.

Компьютер 1 в данном техническом решении служит лишь для визуализации данных и расчетов, т.е. по своему прямому назначению, а существом заявленного технического решения является представление данных об объекте в N-мерном пространстве в связанных окнах 4, представляющих объект в двумерных или трехмерных подпространствах. Внесение изменения в визуальное представление объекта в одном окне 4 инициирует изменение представления объекта в другом окне 4. Такие изменения одновременно наблюдают на экране 5 монитора 6. За счет этого происходит представление образа N-мерного объекта. Computer 1 in this technical solution serves only for visualization of data and calculations, i.e. for its intended purpose, and the essence of the claimed technical solution is the presentation of data about an object in N-dimensional space in connected windows 4, representing the object in two-dimensional or three-dimensional subspaces. Making changes to the visual representation of the object in one window 4 initiates a change in the representation of the object in another window 4. Such changes are simultaneously observed on the screen 5 of the monitor 6. Due to this, the image of the N-dimensional object is represented.

Объект обычно представляет собой совокупность более простых взаимосвязанных объектов. Например, геологический объект представляет собой совокупность тела объекта и набора параметров, описывающих его физические свойства, такие как пористость, проницаемость, т.е. функции, ставящие в соответствии каждой геометрической точке этого объекта соответствующее число. Таким образом, геологический объект описывается многопараметровым трехмерным объектом. An object is usually a collection of simpler, interconnected objects. For example, a geological object is a combination of the body of the object and a set of parameters describing its physical properties, such as porosity, permeability, i.e. functions that assign a corresponding number to each geometric point of this object. Thus, a geological object is described by a multi-parameter three-dimensional object.

Для исследования жизни геологического объекта вводится четырехмерный объект, в котором параметры представляют собой функции четырех переменных (координат X, Y, Z и времени T), поскольку часть параметров изменяется во времени. Например, при исследовании нефтеразработки приходится исследовать изменение во времени таких параметров, как обводненность, пластовое давление и т.д. To study the life of a geological object, a four-dimensional object is introduced in which the parameters are functions of four variables (coordinates X, Y, Z and time T), since part of the parameters changes in time. For example, in the study of oil development, it is necessary to study the change in time of such parameters as water cut, reservoir pressure, etc.

В некоторых случаях удобно представлять объект в фазовом пространстве, когда в качестве координатных осей используются области значений параметров этого объекта, а сам объект представляется в форме многомерного "графика". Такое представление удобно при изучении зависимости одних параметров от других, например, в петрофизике, экономике и др. In some cases, it is convenient to represent the object in phase space, when the coordinate ranges of the parameter values of this object are used, and the object itself is presented in the form of a multidimensional “graph”. Such a representation is convenient when studying the dependence of some parameters on others, for example, in petrophysics, economics, etc.

Одним из элементарных объектов являются функции на N-мерном пространстве, например в геофизике, так называемые параметры. Для представления такого объекта может использоваться метод цветокодирования на сечении поверхностью произвольной формы. Такой поверхностью может являться плоская поверхность, совокупность взаимосвязанных плоскостей, или любая поверхность, представленная в триангулированной форме. One of the elementary objects are functions on N-dimensional space, for example, in geophysics, the so-called parameters. To represent such an object, the color coding method on a section with a surface of arbitrary shape can be used. Such a surface can be a flat surface, a set of interconnected planes, or any surface presented in a triangulated shape.

Для оперативного исследования объекта-функции целесообразно динамически изменять положение сечения, на котором представляется изучаемый объект. Под динамическим изменением понимается, например, его перемещение посредством компьютерной мыши или в режиме перемещения с заданной скоростью. For operational research of an object-function, it is advisable to dynamically change the position of the section on which the studied object is represented. Dynamic change is understood, for example, to move it by means of a computer mouse or in the mode of movement at a given speed.

В качестве вспомогательного объекта, который вводят в базу данных компьютера, можно использовать подпространство N-мерного пространства, которое представляют в виде аксонометрических проекций трехмерного параллелепипеда. Такое применение целесообразно при исследовании конкретной интересующей исследователя области подпространства N-мерного пространства, например, в укрупненном масштабе. As an auxiliary object that is entered into the computer database, you can use the subspace of the N-dimensional space, which is represented in the form of axonometric projections of a three-dimensional parallelepiped. Such an application is advisable in the study of a particular researcher of interest in a subspace of an N-dimensional space, for example, on an enlarged scale.

В качестве вспомогательного объекта можно использовать области в N-мерном пространстве, которые представляют в виде аксонометрических проекций поверхностей, ограничивающих эти области. Такие объекты возникают при изучении частей подпространства, удовлетворяющих некоторым условиям. Например, в геологическом объекте можно выделить область, в которой одновременно каждый из параметров находится в заданном диапазоне. As an auxiliary object, one can use regions in N-dimensional space, which are represented in the form of axonometric projections of surfaces bounding these regions. Such objects arise when studying parts of a subspace that satisfy certain conditions. For example, in a geological object, you can select a region in which at the same time each of the parameters is in a given range.

Сечения поверхностью произвольной формы, которые ограничивают визуализируемую часть объекта, вводятся при использовании в качестве объекта функции на N-мерном пространстве или области в N-мерном пространстве для совместного изучения формы и внутреннего строения объекта. При этом в качестве основного инструмента для исследования может быть использовано динамическое изменение положения сечения в визуально представленном объекте. Sections with an arbitrary shape surface that limit the visualized part of an object are introduced when using functions on an N-dimensional space or an area in an N-dimensional space as an object for joint study of the shape and internal structure of the object. In this case, as the main tool for research, a dynamic change in the position of the section in a visually presented object can be used.

В качестве примеров осуществления заявленного способа рассмотрим его конкретную реализацию в геологии, медицине и при исследовании нефтяного потенциала региона. As examples of the implementation of the claimed method, we consider its specific implementation in geology, medicine and in the study of the oil potential of the region.

Пример 1. Исследование геолого-технологической модели. Example 1. The study of the geological and technological model.

Объект представляет собой четырехслойную модель в пространстве XYZT, состоящую из функций (параметров) на этом пространстве: водонасыщенности, распределения геологических запасов, пластового давления и др. The object is a four-layer model in the XYZT space, consisting of functions (parameters) in this space: water saturation, distribution of geological reserves, reservoir pressure, etc.

Создают основное окно 20 (фиг. 2), в которое выводят вспомогательные объекты: трехмерное пространство 21 в координатах X,Y,Z, представляемое в виде аксонометрической проекции трехмерного параллелепипеда, и его плоские сечения 22, 23, 24, 25. На сечения путем их связывания с объектом выносят в цветокодированном виде данные о параметрах на этих сечениях: на сечении 22 - пластовое давление для первого слоя модели, на сечениях 23, 24 - водонасыщенность для второго и третьего слоев соответственно, и на сечении 25 - распределение запасов для четвертого слоя. A main window 20 is created (Fig. 2), into which auxiliary objects are displayed: a three-dimensional space 21 in X, Y, Z coordinates, represented as an axonometric projection of a three-dimensional parallelepiped, and its flat sections 22, 23, 24, 25. On the sections by their binding to the object gives out color-coded data on the parameters at these sections: section 22 shows reservoir pressure for the first layer of the model, sections 23 and 24 show water saturation for the second and third layers, respectively, and section 25 shows the distribution of reserves for the fourth layer .

Формируют второе окно 26 (фиг.3), в которое выводят вспомогательные объекты: трехмерное пространство 27 в координатах X,Y,T, представляемое аналогично пространству 21, и его плоские сечения 28, 29. На сечения путем их связывания с объектом выносят в цветокодированном виде данные о параметрах на этих сечениях: в данном случае на обоих сечениях представлена водонасыщенность для первого слоя модели. Вспомогательный объект - сечение 28 связывают с пространством 21 так, что при перемещении сечения 28 вдоль оси T исследователь наблюдает изменение во времени всех объектов, представленных в окне 20 (фиг.2). При перемещении посредством мыши положения сечения 28 (фиг. 4) наблюдают изменение его положения и изменение соответствующих данных пространства 21 в окне 20 (фиг.5). A second window 26 is formed (Fig. 3), into which auxiliary objects are displayed: a three-dimensional space 27 in the coordinates X, Y, T, represented similarly to space 21, and its flat sections 28, 29. The sections are carried out in color-coded by linking them to the object in color-coded data on the parameters at these sections: in this case, both sections show water saturation for the first layer of the model. The auxiliary object - section 28 is associated with space 21 so that when moving section 28 along the T axis, the researcher observes a time change of all objects presented in window 20 (Fig. 2). When moving with the mouse the position of section 28 (Fig. 4), a change in its position and a change in the corresponding data of space 21 in the window 20 are observed (Fig. 5).

Для одновременного изучения нескольких параметров формируют окно 30 (фиг. 6), в котором отображают несколько раз одно и то же двумерное подпространство - сечение, связанное с сечением 23. На них путем связывания с объектом выносятся в цветокодированном виде данные о параметрах второго слоя модели: на сечение 31 - пластовое давление, на сечение 32 - распределение запасов, на сечение 33 - водонасыщенность. При этом на фиг.6 представлены значения, соответствующие положению сечения 28 на фиг.3, а на фиг.7 - соответствующие положению сечения 28 на фиг.4. To study several parameters at the same time, a window 30 is formed (Fig. 6), in which the same two-dimensional subspace is displayed several times — the section associated with section 23. The data on the parameters of the second layer of the model are displayed in color-coded form on them: section 31 — reservoir pressure; section 32 — stock distribution; section 33 — water saturation. In this case, Fig. 6 presents values corresponding to the position of section 28 in Fig. 3, and in Fig. 7 - corresponding to the position of section 28 in Fig. 4.

Такие же действия могут быть произведены как для других сечений 22, 24, 25, 28, 29, так и для их комбинаций. The same actions can be performed for other sections 22, 24, 25, 28, 29, as well as for their combinations.

Для визуальной корреляции параметров в окне 26 (фиг.8) формируют сечение произвольной формы 34, например, в виде девяти взаимосвязанных сечений 35-43, на которые выносят путем связывания с объектом интересующие исследователя параметры. For visual correlation of parameters in window 26 (Fig. 8), a section of arbitrary shape 34 is formed, for example, in the form of nine interconnected sections 35-43, to which parameters of interest to the researcher are taken out by linking with an object.

Таким образом, обеспечивается динамический доступ к данным многопараметрового многомерного объекта, что позволяет исследователю создать адекватный образ объекта и тем самым повысить объективность принятия решения в задаче анализа и управления разработкой нефтяного месторождения. Thus, dynamic access to the data of a multi-parameter multidimensional object is provided, which allows the researcher to create an adequate image of the object and thereby increase the objectivity of decision-making in the problem of analysis and management of oil field development.

Пример 2. Анализ данных томографических исследований в медицинской диагностике. Example 2. Analysis of tomographic research data in medical diagnostics.

Объектом динамической визуализации могут служить томографические данные, например, о почке, которые вводят в базу данных компьютера. Объект в данном случае представляет собой функцию, определенную на трехмерном пространстве в виде значений плотности, выраженных в условных единицах по шкале Хаунсфилда. The object of dynamic visualization can be tomographic data, for example, about the kidney, which is entered into the computer database. The object in this case is a function defined in three-dimensional space in the form of density values expressed in arbitrary units on the Hounsfield scale.

Создают основное окно 50 (фиг. 9), в которое выводят вспомогательные объекты: трехмерное пространство 51 в координатах X,Y,Z, представляемое в виде аксонометрической проекции трехмерного параллелепипеда, и его плоские сечения. На сечения путем их связывания с объектом выносят в цветокодированном виде данные о плотности на этих сечениях. Перемещая посредством мыши сечения, например, параллельно самим себе, вращая и т.д., исследователь наблюдает изменение плотности в пространстве. Для детального исследования объекта формируют дополнительные окна 52, 53, 54 (фиг.10, 11, 12 ), в которых формируют двумерные подпространства: в окне 52 - подпространство XY, в окне 53 - подпространство XZ, в окне 54 - подпространство YZ. Эти подпространства интерпретируются как плоские сечения трехмерного пространства. На сечения путем их связывания с объектом выносят в цветокодированном виде данные о плотности. Кроме того, сформированные подпространства связывают между собой. Эта связь изображается линиями 55-60, которые являются пересечениями соответствующих плоскостей. Перемещая компьютерной мышью любую из этих линий, например, линию 55 в окне 52, инициируют перемещение соответствующей плоскости в окне 54, которое инициирует перемещение линии 58 в окне 53 и сечения 61 в окне 50. В окне 50 (фиг. 9) показано положение сечения 61 в результате внесенных изменений в виде сечения 62. A main window 50 is created (Fig. 9), into which auxiliary objects are displayed: a three-dimensional space 51 in the coordinates X, Y, Z, presented in the form of an axonometric projection of a three-dimensional parallelepiped, and its flat sections. Density data on these sections are carried out in sections by linking them to an object in color-coded form. By moving sections with the mouse, for example, parallel to themselves, rotating, etc., the researcher observes a change in density in space. For a detailed study of the object, additional windows 52, 53, 54 (FIGS. 10, 11, 12) are formed, in which two-dimensional subspaces are formed: in window 52 — the subspace XY, in window 53 — the subspace XZ, in window 54 — the subspace YZ. These subspaces are interpreted as flat sections of three-dimensional space. By cross-linking them with an object, density data is carried out in color-coded form. In addition, the formed subspaces are interconnected. This connection is represented by lines 55-60, which are the intersections of the corresponding planes. Moving with a computer mouse any of these lines, for example, line 55 in window 52, initiate the movement of the corresponding plane in window 54, which initiates the movement of line 58 in window 53 and section 61 in window 50. Window 50 (Fig. 9) shows the position of the section 61 as a result of the changes in the form of a section 62.

В результате исследования выделяются трехмерные области, соответствующие органам (в данном случае, почке) и аномальным областям (камням, опухолям и т.д.). As a result of the study, three-dimensional areas are identified that correspond to organs (in this case, the kidney) and abnormal areas (stones, tumors, etc.).

Такие области могут быть показаны в окне 50 (фиг. 13), в которых объект представляет собой совокупность взаимосвязанных объектов: почки 63 и камня 64. Составляющие его объекты - почка 63 и камень 64 - образованы путем выделения в исходном объекте областей по признаку величины значения функции в точках пространства исходного объекта и отображены в виде проекций поверхностей, ограничивающих эти области. Отображение поверхностей возможно как в виде сплошной поверхности, как представлен камень 64, так и полупрозрачных сеток, как представлена почка 63. Such areas can be shown in window 50 (Fig. 13), in which the object is a set of interconnected objects: kidney 63 and stone 64. The constituent objects — kidney 63 and stone 64 — are formed by selecting regions in the original object based on the value functions at points in the space of the original object and are displayed as projections of surfaces bounding these areas. The display of surfaces is possible both in the form of a continuous surface, as represented by stone 64, and translucent meshes, as represented by kidney 63.

Для лучшего анализа взаимного расположения почки 63 и камня 64 в окне 50 (фиг. 14) может быть сформировано сечение 65 произвольной формы, например, в виде трех пересекающихся сечений 66, 67, 68, ограничивающее визуализируемую часть объекта. При этом можно проводить анализ расположения камня 64 внутри почки 63. Динамически изменяя посредством мыши положение сечения 65, исследуют форму объекта и его внутреннее строение. For a better analysis of the relative position of the kidney 63 and stone 64 in the window 50 (Fig. 14), an arbitrary section 65 can be formed, for example, in the form of three intersecting sections 66, 67, 68, which limits the visualized part of the object. In this case, it is possible to analyze the location of the stone 64 inside the kidney 63. Dynamically changing the position of the section 65 using the mouse, examine the shape of the object and its internal structure.

Данный анализ может быть проведен и для других органов. This analysis can be performed for other organs.

Пример 3. Анализ динамики обобщенных ресурсных показателей эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Example 3. Analysis of the dynamics of the generalized resource indicators of the exploitation of oil and gas fields.

Объект представляет собой сложную многопараметровую модель в многомерном пространстве XYZTMOF. Координатными осями пространства, определяющими его размерность, служат пространственные оси X, Y, Z, время Т, а также абстрактные: М - месторождения, О - эксплуатационные объекты, F - безразмерная ось нормированных значений функций. Модель состоит из функций (параметров), заданных на соответствующих подпространствах данного пространства: ресурсных характеристик месторождений и эксплуатационных объектов, таких как накопленная добыча нефти, добыча нефти годовая, балансовые запасы, извлекаемые запасы и др.; технологических характеристик, таких как пластовое давление, обводненность, дебит нефти и др.; а также пространственных, таких как расположение месторождений, эксплуатационных объектов и скважин. The object is a complex multi-parameter model in the multi-dimensional XYZTMOF space. The coordinate axes of space that determine its dimension are spatial axes X, Y, Z, time T, as well as abstract ones: M - deposits, O - production facilities, F - dimensionless axis of normalized function values. The model consists of functions (parameters) defined on the corresponding subspaces of a given space: resource characteristics of fields and production facilities, such as cumulative oil production, annual oil production, balance reserves, recoverable reserves, etc .; technological characteristics, such as reservoir pressure, water cut, oil flow rate, etc .; as well as spatial, such as the location of fields, production facilities and wells.

Анализ объекта проводят, создавая одновременно несколько взаимосвязанных окон. The analysis of the object is carried out, creating at the same time several interconnected windows.

Создают первое окно 80 (фиг. 15), в которое выводят вспомогательный объект - двумерное пространство 81 в координатах X,Y, на которое путем связывания с объектом выносят в виде карт контуры месторождений 82, а при необходимости - сопутствующую географическую информацию с изображением водоемов, дорог, населенных пунктов и др. Окно 80 используют для выбора интересующих специалиста месторождений для дальнейшего анализа. The first window 80 is created (Fig. 15), into which an auxiliary object is displayed - a two-dimensional space 81 in X, Y coordinates, onto which, by linking with the object, the contours of deposits 82 are drawn in the form of maps, and, if necessary, the accompanying geographical information with the image of water bodies, roads, settlements, etc. Window 80 is used to select fields of interest to a specialist for further analysis.

Создают второе окно 83 (фиг. 16), в которое выводят вспомогательные объекты: трехмерное пространство 84 в координатах X,Y,T, представляемое в виде аксонометрической проекции трехмерного параллелепипеда, и два двумерных пространства 85 T, F, расположенных с целью уменьшения создаваемых окон на задних вертикальных гранях параллелепипеда. Create a second window 83 (Fig. 16) into which auxiliary objects are displayed: a three-dimensional space 84 in the X, Y, T coordinates, represented as an axonometric projection of a three-dimensional parallelepiped, and two two-dimensional spaces 85 T, F, located in order to reduce the created windows on the rear vertical faces of the box.

Путем связывания двумерного пространства 81 и трехмерного 84 обеспечивают одновременное изменение границ исследуемого объекта вдоль осей X,Y. By linking the two-dimensional space 81 and three-dimensional 84 provide the simultaneous change of the boundaries of the investigated object along the axes X, Y.

В трехмерном пространстве 84 при помощи вспомогательного одномерного объекта 86 - "линии жизни" - вертикальной цветокодированной линии, выходящей из геометрического центра месторождения, представляют основные этапы жизни данного месторождения. Путем связывания пространств 84 и 85 на двумерные пространства 85 выносят в виде графиков 87 F(T) необходимые для анализа интегральные параметры месторождения. In three-dimensional space 84, with the help of an auxiliary one-dimensional object 86 — the “life line” —the vertical color-coded line emerging from the geometric center of the field, the main stages of the life of this field are represented. By linking spaces 84 and 85 to two-dimensional spaces 85, the integral parameters of the field necessary for analysis are plotted as 87 F (T) plots.

Путем указания курсором мыши в плоскости XY пространства 84 на точку, изображающую месторождение, инициируют вывод в пространство 84 "линии жизни" 86 месторождения, что благодаря связыванию пространств 84 и 85 вызывает отображение в пространствах 85 графиков 87, соответствующих выбранному месторождению (фиг. 17). By pointing the mouse cursor in the XY plane of the space 84 to the point depicting the field, the life line 86 of the field is launched into space 84, which, by linking the spaces 84 and 85, displays in the spaces 85 of the graphs 87 corresponding to the selected field (Fig. 17) .

Для более детального анализа с учетом информации об эксплуатационных объектах создают третье окно 88 (фиг. 18), в которое выводят вспомогательные объекты: трехмерное пространство 89 в координатах М,O,T, представляемое в виде аксонометрической проекции трехмерного параллелепипеда, и его плоские сечения 90, 91, 92, а также двумерное пространство 85 T,F. For a more detailed analysis, taking into account information about operational facilities, create a third window 88 (Fig. 18), in which auxiliary objects are displayed: a three-dimensional space 89 in the coordinates M, O, T, presented in the form of an axonometric projection of a three-dimensional parallelepiped, and its flat sections 90 , 91, 92, as well as the two-dimensional space 85 T, F.

На сечения путем их связывания с объектом выносят в цветокодированном виде данные о параметрах на этих сечениях: на сечение 90 - наличие и состояние всех эксплуатационных объектов выбранного месторождения, на сечение 91 - состояние выбранного эксплуатационного объекта на всех месторождениях, на сечение 92 - состояние всех эксплуатационных объектов всех месторождений для момента времени, задаваемого сечением. Data on the parameters on these sections are carried out in sections by linking them to the object in color-coded form: section 90 shows the presence and condition of all operational facilities of the selected field, section 91 shows the state of the selected production facility at all fields, and section 92 shows the status of all operational objects of all deposits for the moment of time specified by the section.

При необходимости для выполнения сравнения создают несколько однотипных сечений 91 и 93 (фиг. 19). Сечения выделяют и перемещают при помощи мыши. При этом благодаря связыванию выделенного сечения 91 с пространством 85 в пространстве 85 отображается интегральная информация обо всех эксплуатационных объектах, через которое проходит сечение 91. If necessary, to perform the comparison, create several sections of the same type 91 and 93 (Fig. 19). Sections are isolated and moved with the mouse. In this case, by linking the selected section 91 to the space 85 in the space 85, integrated information about all operational objects through which the section 91 passes is displayed.

Для исследования геологической модели эксплуатационных объектов создают окно 94 (фиг. 20), в которое выводят вспомогательные объекты: трехмерное пространство 95 в координатах X,Y,Z, представляемое в виде аксонометрической проекции трехмерного параллелепипеда, и его плоское сечение 96, на которое в цветокодированном виде выводят данные о литологии. Кроме того, при помощи других сечений могут быть выведены данные о других параметрах геологической модели. Трехмерная область 97 представляет расположение в пространстве нефтесодержащей части эксплуатационного объекта. To study the geological model of operational objects, a window 94 is created (Fig. 20), into which auxiliary objects are displayed: a three-dimensional space 95 in X, Y, Z coordinates, presented in the form of an axonometric projection of a three-dimensional parallelepiped, and its flat section 96, onto which is color-coded form output data on lithology. In addition, using other sections, data on other parameters of the geological model can be displayed. Three-dimensional region 97 represents the location in space of the oily part of the production facility.

Выполнение визуальной корреляции параметров эксплуатационного объекта осуществляется аналогично примеру 1 (фиг.8). Performing visual correlation of the parameters of the operational object is carried out analogously to example 1 (Fig.8).

Для исследования областей пространства, удовлетворяющих определенным условиям, создают окно 98 (фиг.21). В окне представляют в цветокодированном виде шкалы, изображающие области значений функций обводненности, дебита, пластового давления и, при необходимости, других функций. To study areas of space that satisfy certain conditions, create a window 98 (Fig.21). In the window, scales are represented in color-coded form, depicting the ranges of the functions of water cut, flow rate, reservoir pressure and, if necessary, other functions.

Формируют окно 99 (фиг.22), в которое выводят вспомогательный объект - трехмерное пространство 100 в координатах X,Y,T, представляемое в виде аксонометрической проекции трехмерного параллелепипеда, и связывают окна 98 и 99. С помощью компьютерной мыши выделяют в окне 98 диапазоны значений функций, интересующие исследователя. В результате связывания в пространстве 100 в окне 99 возникает соответствующая область, представляемая в виде аксонометрической проекции поверхности 101, ограничивающей эту область. Для изучения внутреннего строения области создают плоское сечение 102 (фиг.23), которым ограничивают визуализируемую часть области. Для повышения информативности на сечение 102 выносят в цветокодированном виде данные об обводненности или о другом параметре. Динамически изменяя посредством мыши положение сечения 102, исследуют форму объекта и его внутреннее строение. A window 99 is formed (Fig. 22), into which an auxiliary object is displayed — a three-dimensional space 100 in X, Y, T coordinates, represented as an axonometric projection of a three-dimensional parallelepiped, and windows 98 and 99 are connected. Using the computer mouse, the ranges are selected in window 98 values of functions of interest to the researcher. As a result of binding in space 100, a corresponding region appears in window 99, which is represented in the form of an axonometric projection of the surface 101 that bounds this region. To study the internal structure of the area create a flat section 102 (Fig.23), which limit the visualized part of the area. To increase the information content, the data on water cut or another parameter are rendered in color-coded form at section 102. Dynamically changing the position of section 102 by mouse, examine the shape of the object and its internal structure.

Таким образом, обеспечивается динамический доступ к данным многопараметрового многомерного объекта, что позволяет исследователю создать адекватный образ объекта при размерности пространства N больше четырех. Thus, dynamic access to the data of a multi-parameter multi-dimensional object is provided, which allows the researcher to create an adequate image of the object with a space dimension N greater than four.

Функции формирования изображений и перемещения вспомогательных объектов могут быть реализованы при помощи различных программных средств, не являющихся предметом настоящего изобретения. The functions of imaging and moving auxiliary objects can be implemented using various software tools that are not the subject of the present invention.

Наиболее успешно заявленный способ динамической визуализации данных об объекте может быть использован для исследования различных многомерных многопараметровых объектов в таких областях, как геофизика, геология, медицина, экономика и управление. The most successfully claimed method of dynamic visualization of data about an object can be used to study various multidimensional multi-parameter objects in such fields as geophysics, geology, medicine, economics, and management.

Источники информации:
1. Патент США N 5408596, G 06 F 15/419, опубл. 1995 г.Sources of information:
1. US patent N 5408596, G 06 F 15/419, publ. 1995 year

2. Международная заявка PCT N WO 92/17798, G 01 V 1/34, опубл. 1992 г. 2. International application PCT N WO 92/17798, G 01 V 1/34, publ. 1992

3. Заявка на выдачу патента Российской Федерации N 95107964, G 01 V 1/00, опубл. 1997 г., Бюл. N 13е 3. Application for the grant of a patent of the Russian Federation N 95107964, G 01 V 1/00, publ. 1997, Bull. N 13e

Claims

1. A method for dynamically visualizing data about an object, including entering data about an object representing an object in a subject N-dimensional space into a computer database, outputting data about an object to a window on a monitor screen as a representation thereof in a three-dimensional or two-dimensional subspace of N-dimensional space in accordance with the geometry of the subspace and the object itself, making changes to the visual representation of the object and observing in the window on the monitor screen this change, which is used to judge the properties of the object, characterized in that at least one additional window is formed on the monitor screen into which data about the object in another subspace of the N-dimensional space is displayed than that presented in the first window, data about the object in the first and additional windows are connected, and by changing the visual representation of the object in the first window initiates a change in the representation of the object in the additional window and vice versa.

2. The method according to claim 1, characterized in that the object is a collection of interconnected objects.

3. The method according to claim 1, characterized in that as an object using functions on an N-dimensional space.

4. The method according to claim 3, characterized in that the object is presented in the form of a section with a surface of arbitrary shape.

5. The method according to p. 4, characterized in that the cross-section of a surface of arbitrary shape limits the visualized part of the object.

6. The method according to claim 4, characterized in that they dynamically change the position of the section by a surface of arbitrary shape.

7. The method according to claim 1, characterized in that an auxiliary object is introduced into the computer database, which is used as a subspace of the N-dimensional space, which is represented in the form of axonometric projections of a three-dimensional parallelepiped.

8. The method according to claim 1, characterized in that an auxiliary object is introduced into the computer database, which is used as an area in the N-dimensional space, which are represented in the form of axonometric projections of the surfaces bounding these areas.

9. The method according to claim 8, characterized in that a section with a surface of arbitrary shape is introduced into the visual representation of the object, which limits the visualized part of the object.

10. The method according to claim 9, characterized in that they dynamically change the position of the section by a surface of arbitrary shape.