Библиографическое описание:

Власов С. А., Маркина С. Э. Обзор веб-сервисов для визуализации научных типов данных // Молодой ученый. — 2013. — №6. — С. 192-197.

Актуальность

В настоящее время все чаще приходится сталкиваться с проблемой визуализации данных. Зачастую, человек, имея данные в некотором формате, не знает каким образом извлечь из них нужную информацию. Поиск по Интернет поможет решить эту проблему частично, предложив скачать то или иное программное обеспечение, которое обработает данные и представит в понятной форме. Скачивать и устанавливать никто не любит, и это другая проблема, которая в настоящее время решается созданием разнообразных веб-сервисов, в том числе и на облачной инфраструктуре.

Следующая проблема заключается в возможности делиться данными. Фактически, человек может передать свои данные другому человеку, послав их по почте или другим способом. Такой способ имеет ряд недостатков. Во-первых, это само ожидание передачи данных. Во-вторых, о чем говорилось выше: человеку, получившему данные придется скачивать ПО. В-третьих, если необходимо поделиться не с одним человеком, а с группой людей, то придется отправлять каждому, а это лишнее время.

Так же существует проблема размещения данных, точнее их визуализации, на сайтах (например, размещение визуализации данных, полученных в результате исследования на сайте института), использования в презентациях и т. д.

Обзор сервисов

Прежде, чем перейти к рассмотрению аналогов, необходимо сделать несколько оговорок. Для начала необходимо определить основные области деятельности, данные из которых нам интересны и которые мы будем называть научными. Во — первых, медицина, так как, как показывает практика, применение новых технологий в этой области существенно повышает уровень оказания медицинских услуг. Наиболее популярные форматы данных в этой области: DICOM, NRRD, NIFTI-1. Во-вторых, инженерно-конструкторская деятельность, так как периодически возникает необходимость делиться своими наработками, например, с другими участниками проекта. Наиболее популярные форматы в этой области: STL, OBJ. В-третьих, математика, так как существуют необходимость представлять публике результаты свой работы. Популярный формат данных — VTK.

В качестве аналогов не будут рассматриваться десктопные приложения (приложения, которые требуют установки на ПК) по причине большого их распространения и сильной похожести друг на друга. Итак, ниже представлен обзор аналогов.

Sketchfab [1] — сервис, который позволяет любому желающему опубликовать свои 3D-модели с возможностью смены точки обзора. Кроме этого сервис позволяет встраивать модели на сторонние сайты. На данный момент сервис предоставляется бесплатно и поддерживает множество форматов: Blend, 3DS Max, SketchUp и т. д. Существует платная подписка, с помощью которой можно получить дополнительное место для моделей и приватный обмен моделями (возможность показывать модели только определенной группе пользователей). Внешний вид сервиса представлен на рис. 1.

Рис. 1. Scetchfab

Sculpteo [2] — сервис печати пользовательских моделей на 3D-принтере. Имеет инструмент просмотра моделей, предназначенный для обзора моделей перед отправкой их на печать. Так же, существует возможность генерации ссылки на модель, встраивание моделей в web-страницу и имеются кнопки социальных сетей. Внешний вид сервиса представлен на рис. 2.

Рис. 2. Sculpteo

p3d.in [3] — бесплатный сервис для публикации 3D-моделей и обмена ими. Сервис предназначен для пользования дизайнерами, аниматорами и т. д. Одно из достоинств сервиса — это простота отображения трёхмерных данных в браузере, так как не нужны никакие плагины. Что же касается загрузки моделей, то на данный момент поддерживаются только данные в формате OBJ. Для того чтобы поделиться моделью, ее можно вставить в любую web-страницу. Внешний вид сервиса представлен на рис. 3.

Рис. 3. p3d.in

Autodesk Freewheel [4] — бесплатный веб-сервис для обмена 2D- и 3D-проектами. Сервис позволяет интерактивно просматривать, печатать и совместно использовать 2D- и 3D-проекты, созданные в приложениях Autodesk, при этом не нужно загружать и устанавливать дополнительное программное обеспечение. Сервис генерирует уникальные зашифрованные URL-адреса для находящихся в Интернете файлов проектов, которые можно разослать другим пользователям, например по почте. Внешний вид сервиса представлен на рис. 4.

Рис. 4. Autodesk Freewheel

GrabCad [5] — сервис для удобной публикации 3D-проектов. Сервис предназначен как для инженеров-механиков, которые создают и демонстрируют свои 3D-модели, так и для энтузиастов, которые практикуются в проектировании и нарабатывают портфолио. Пользователи сервиса могут публиковать свои собственные САПР-файлы и загружать файлы других пользователей. Так же пользователи могут изменять настройки приватности своих файлов, тем самым предоставляя свои данные только определенному кругу пользователей. Внешний вид сервиса представлен на рис. 5.

Рис. 5. GrabCad

Sunglass [6] — сервис для конструкторской работы и 3D-моделирования в онлайн-режиме. Главная функция заключается в организации коллективного доступа к 3D-объектам. Участники проектов могут управлять 3D-объектами — вращать, переворачивать и масштабировать. Сервис поддерживает более 40 разных форматов файлов, позволяет обмениваться файлами и комментировать их. Сервис имеет голосовой и текстовый чат, а так же возможность использования графических пометок. Внешний вид сервиса представлен на рис. 6.

Рис. 6. Sunglass

Arivis WebView [7] — сервисный модуль системы Arivis для визуализации двух- и трехмерных изображений больших объемов. Для работы с модулем необходим web-браузер, при этом не требуется установка программного обеспечения. Сервис позволяет группам пользователей иметь доступ к одному и тому же изображению одновременно. Владелец определяет возможности управления и изменения изображений для других пользователей. Внешний вид модуля представлен на рис. 7.

Рис. 7. Arivis WebView

SliceDrop [8] — веб-сервис, созданный для интерактивного просмотра научных данных и медицинских снимков с возможность объемной визуализации. Внешний вид сервиса представлен на рис. 8.

Рис. 8. SliceDrop

Выбор критериев оценивания

Выше были определены три области деятельности, которые представляют для нас наибольший интерес. Так же, мы выделили основные форматы данных — DICOM, NRRD, NIFTI-1, OBJ, STL, VTK, поэтому первый критерий оценивания — это универсальность (У), которая будет определяться как процент поддерживаемых форматов аналогом от количества интересующих нас форматов.

Важной для пользователя функцией является возможность хранения данных удаленно. То есть аналог должен позволять пользователю загружать свои данные с последующим их хранением — отсюда критерий — хранение данных (ХД), оценивается по схеме: 1 — возможно, 0 — невозможно.

Один из способов делиться данными — это размещать их на сайтах, блогах, использовать в презентациях. Поэтому важно чтобы аналог позволял пользователю встраивать свои визуализации на сайты и т. д. Итак, следующий критерий — встраивание (В), оценка: 1 — есть возможность, 0 — нет.

Другой способ делиться данными — это предоставлять доступ к ним другим пользователям. Один из способов предоставления доступа — генерация ссылки, которая введет к необходимым данным, и ее распространение между необходимыми пользователями. Поэтому следующий критерий оценки аналога — это возможность генерировать ссылку (ГС). Оценка: 1 — есть возможность, 0 — возможность отсутствует.

После того как пользователь поделился своими данными с другими пользователями, для него важно получение обратной связи (критики, пожеланий и т. п.). Один из способов организации обратной связи — это возможность комментирования данных, поэтому важно чтобы аналог обладал такой возможностью. Отсюда критерий — возможность комментирования (К). Оценка: 1 — есть возможность, 0 — нет.

Следующая важная функция — это возможность визуализировать данные без необходимости их загрузки на сервер. Такая возможность может понадобится, если пользователь использует конфиденциальные данные или ему необходимо получить быструю визуализацию без ожидания загрузки данных. Итак, следующий критерий — «ускоренный рендеринг» (УР), оценка: 1 — есть, 0 — нет.

Следующий критерий — самостоятельность (С), для пользователя важно чтобы аналог был самостоятельным, а не частью какой — либо ИС. Оценка: 1 — самостоятельный, 0 — модуль.

Последний критерий — платность (П), бесплатные аналоги более привлекательны для пользователей. Оценка: 1 — бесплатный, 0 — платный.

Попарное сравнение коэффициентов и вычисленные весовые коэффициенты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Расстановка весовых коэффициентов

Матрица R

У

С

П

ХД

УР

В

ГС

К

Σэл

α (вес)

У

1

2

3

5

5

6

6

7

37

0,25

С

0,5

1

2

4

4

5

5

6

28,5

0,19

П

0,33

0,5

1

3

3

4

4

5

21,33

0,15

ХД

0,2

0,25

0,33

1

1

2

2

3

10,03

0,06

УР

0,2

0,25

0,33

1

1

2

2

3

10,03

0,06

В

0,17

0,25

0,25

0,5

0,5

1

1

2

5,87

0,04

ГС

0,17

0,25

0,25

0,5

0,5

1

1

2

5,87

0,04

К

0,14

0,17

0,2

0,33

0,33

0,5

0,5

1

3,34

0,02

150,47

Оценка сервисов

Результаты оценивания приведены в таблице 2 и таблице 3.

Таблица 2

Оценивание аналогов без учета весовых коэффициентов

Аналоги

Критерии оценивания

У

С

П

ХД

УР

В

ГС

К

Scetchfab

0,35

1

0

1

0

1

1

1

Sculpteo

0,35

1

0

1

0

1

1

1

p3d.in

0,17

1

1

1

0

1

1

0

Autodesk Freewheel

0,35

1

1

0

0

0

1

0

GrabCad

0,35

1

0

1

0

0

0

1

Sunglass

0,35

1

1

1

0

0

0

1

Arivis WebView

0,17

0

0

1

0

0

0

0

SliceDrop

1

1

1

0

1

0

0

0

Таблица 3

Оценивание аналогов с учетом весовых коэффициентов

Аналоги

Критерии оценивания

Σ

У

С

П

ХД

УР

В

ГС

К

0,25

0,19

0,15

0,06

0,06

0,04

0,04

0,02

Scetchfab

0,0875

0,19

0

0,06

0

0,04

0,04

0,02

0,4375

Sculpteo

0,0875

0,19

0

0,06

0

0,04

0,04

0,02

0,4375

p3d.in

0,0425

0,19

0,15

0,06

0

0,04

0,04

0

0,5225

Autodesk Freewheel

0,0875

0,19

0,15

0

0

0

0,04

0

0,4675

GrabCad

0,0875

0,19

0,15

0

0,06

0

0

0,02

0,5075

Sunglass

0,0875

0

0,15

0,06

0,06

0

0

0,02

0,3775

Arivis WebView

0,0425

0

0

0,06

0

0

0

0

0,1025

SliceDrop

0,25

0,19

0,15

0

0,06

0

0

0

0,65

Заключение

В обзоре рассмотрены веб-сервисы для визуализации научных типов данных, а так же проанализированы их достоинства и недостатки. Обзор показал, что оптимальным сервисом является SliceDrop, но он имеет несколько недостатков, которые сказываются на удобстве его использования. Поэтому в данный момент ведется разработка нового веб-сервиса визуализации научных типов данных, который имеет преимущества SliceDrop и в котором восполнена нехватка удобства использования.

Литература:

1.                 Официальный сайт Sketchfab. Режим доступа: sketchfab.com

2.                 Официальный сайт Sculpteo. Режим доступа: sculpteo.com

3.                 Официальный сайт p3d.in. Режим доступа: p3d.in

4.                 Официальный сайт Autodesk Freewheel. Режим доступа: freewheel.autodesk.com

5.                 Официальный сайт GrabCad. Режим доступа: grabcad.com

6.                 Официальный сайт Sunglass. Режим доступа: sunglass.io

7.                 Официальный сайт Arivis Webview. Режим доступа: webview3d.arivis.com

8.                 Официальный сайт SliceDrop. Режим доступа: slicedrop.com

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle