3D可视化：用元宇宙的方式打开知识图谱( 三 ) _宇宙知识

3D数据可视化技术能够呈现数据独特的立体美，使用粒子、轨迹线、流光等特效大大提升用户交互体验。

3D可视化技术在知识图谱应用中的价值正在逐渐显现，渊亭科技作为行业内领先的人工智能产品提供商，始终紧跟行业前沿技术趋势，并依靠强大的自主研发能力，在自研的DataExa-Sati 平台中拓展了多种3D图谱技术，包括3D图谱渲染技术、布局计算技术、VR/AR应用技术等。
四、3D图谱渲染技术
原生的WebGL接口包括WebGL上下文、视野和裁剪、状态信息、缓冲区、帧缓冲、渲染缓冲、纹理、程序对象和着色器对象、Uniform、Attribute、绘制缓冲区等，但对于实际的应用开发来说， WebGL的原生接口比较技术化，使用起来不是很友好，因此主流的WebGL开发有一些更友好的库来完成， 3D基于Web方面有Three.js和Babylon.js两款著名的引擎，基于原生应用的有Unity、Unreal 。
从图谱渲染技术角度来看主要包含：材质纹理、文本渲染、节点渲染、边渲染、动画处理、相机、粒子系统、交互处理等技术。
1、材质纹理
在DataExa-Sati 中，我们可以选择不同的材质贴图，为图谱节点对象进行贴面渲染，材质在场景中受灯光等作用下可以呈现丰富的视觉效果，对于材质有PBR（Physically Based Rendering）材质和传统的Bling-Phong材质，他们使用不同的算法所达到的效果也有差异。

2、文本渲染
3D场景下的文本比2D要复杂很多，文本需要考虑光影、呈现角度、抗锯齿等复杂的问题。
3、节点、边等元素渲染
节点、边元素包括是主要的图谱呈现元素，节点通过边连接构成图谱，节点之间需要通过合理的布局达成分布位置，使观察者能得到易读、易用、可分析的数据可视化。
4、动画
动画的作用不仅仅是好看、炫酷，流畅的动画表达能指引用户理解数据的含义，节点动画能吸引用户的注意力，不同的动画类型可以表述不用的动画含义，进而赋予业务意义。边的动画能表述节点间的方向关系，不同的边动画也可以指向不同的业务目的。
5、相机
相机是用户的视角，用户以不同的观察点、视野宽度观察图谱，它定义了三维空间到二维屏幕的投影方式。

6、粒子系统
粒子系统把大量计算从CPU转移到GPU并行计算， CPU通过每帧输入一个最简单的时间值给GPU来实现每个粒子的位置、旋转角度、透明度、贴图UV等数值的更新，它的算法很简单，能获得更好地性能。
五、3D图谱布局计算
在2D布局中我们设计了多种布局如：随机布局、网格布局、圆形布局、径向布局、顺序布局、垂直布局、力导向布局等， 3D的布局从维度来说是在二维的基础上加上一个维度即[x,y]变成[x,y,z]，看起来也不是太复杂，渊亭DataExa-Sati 已经可以实现基于2D的布局扩展3D布局。
【3D可视化：用元宇宙的方式打开知识图谱】3D力导向布局原理可以在2D力排斥布局上扩展，在平面上二维空间要使节点拉开距离即通过排斥能量来重新计算平面两点距离的向量。同理，三维空间里我们只要把二维向量变成求三维向量即可。从视觉容量的角度来说3D的可视容积和住房一样，通过向上扩展，同样的视窗内我们可以放入更多的元素节点而不容易产生视觉混淆。

3D可视化：用元宇宙的方式打开知识图谱( 三 )

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