我想介绍一个在多个科学领域中用于可视化数据的更流行的工具之一：ParaView。 ParaView 最初是 Kitware, Inc. 和洛斯阿拉莫斯国家实验室于 2000 年合作的项目。第一个公开发布版本是 0.6，于 2002 年发布。从那时起，ParaView 已成为用于可视化大型数据集的最流行的可视化软件包之一。

因为它是一个开源软件，所以它应该在大多数（如果不是全部）软件包存储库系统中可用。 例如，在基于 Debian 的发行版中，您应该能够使用以下命令安装它

sudo apt-get install paraview

首次启动它应该会为您提供一个空白的工作区，让您可以开始工作。

图 1. 当您首次启动 ParaView 时，您将看到一个新的空白布局以开始您的可视化。

窗口的主要部分由两个主要部分组成。 右侧是主显示窗格，可视化将出现在此处。 左侧窗格显示正在可视化的对象列表及其属性。 顶部是 ParaView 中常用功能的工具栏。

要使用 ParaView，您需要一些数据。 如果您没有自己的数据可以使用，您可以获取作为 ParaView 教程一部分提供的一些数据。 更多文档和示例脚本也可用。

假设您将在学习如何使用 ParaView 时使用示例数据。 要加载数据，请单击“文件”→“打开”，然后导航到解压缩示例数据的位置。

当您在这里时，快速查看 ParaView 支持的所有文件类型列表。 例如，您可以加载存储在文件 can.ex2 中的数据。 您不会立即看到任何显示。 在左侧窗格的底部，您应该看到新加载的数据文件的属性。 现在，您可以接受默认值并单击“应用”按钮。 然后您应该在主窗格中看到可视化的数据。

图 2. 示例文件 can.ex2 中的数据呈现为连接到末端矩形的半圆柱体。

单击并拖动图像可让您旋转视图，以便您可以从各个角度查看整个对象。

除了可视化数据外，ParaView 还包含许多基本形状，您可以使用这些形状在可视化中构建结构。 单击“源”菜单项会提供相当长的结构下拉列表。 而且，您甚至可以将更复杂的结构（如 Mandelbrot 集）添加到您的可视化中。

图 3. 您可以将许多不同的对象添加到您的可视化中，甚至包括 Mandelbrot 集。

如果您有一些基本的几何结构或想要用作数据可视化背景的图像，这可能会很方便。

如果您要可视化的数据更传统（例如，如果数据来自测量），ParaView 提供实际的数据分析工具来补充可视化工具。 例如，单击“过滤器”→“统计”菜单项会提供统计函数的下拉列表。 单击“描述性统计”选项会在“管道浏览器”中添加一个新条目，您可以在其中设置统计分析的选项。

图 4. 您可以将统计分析添加到分析中的可视化步骤管道中。

这将打开一个新窗格，您可以在其中更直接地处理数据。 这个特定的数据集不是很有趣，因此描述性统计在这种特定情况下不是很有用。

您还可以通过单击“过滤器”→“数据分析”菜单项进行更详细的数据分析。 例如，单击直方图条目会为您提供一个显示直方图的新窗格。

图 5. 您甚至可以对正在可视化的数据进行直方图分析。

您还可以执行诸如计算四分位数或重新绘制插值和分析数据之类的操作。

对于重复的可视化，您可能不想每次都完成所有必需的步骤。 ParaView 包括一个 Python 引擎，因此您可以编写一个 Python 脚本，该脚本可以轻松运行重复的处理步骤。 这也意味着您可以编写在 GUI 未激活时可以处理的行为脚本。 当您在远程高性能集群上运行更大的数据分析作业时，这会派上用场。

您可以通过单击“工具”→“Python Shell”来处理您的 Python 脚本。 这会弹出一个新窗口，您可以在其中直接在 ParaView 中编写和评估您的 Python 代码。

图 6. 在 ParaView 中，您可以访问 Python shell，您可以在其中直接与 ParaView 分析工具进行交互。

除了编写 Python 脚本外，ParaView 还设计了插件架构。 单击“工具”→“管理插件”会弹出一个新窗口，您可以在其中选择要加载和激活的插件。

图 7. ParaView 支持插件，但由您选择哪些插件在当前会话中处于活动状态并加载以供使用。

如果您正在进行一些可视化工作，您可以保存 ParaView 的当前状态，以便稍后可以再次拾取它。 单击“文件”→“保存状态”可让您将当前状态另存为 .pvsm (ParaView 状态) 文件。 您稍后可以通过单击“文件”→“加载状态”重新加载它。

完成可视化后，有几个选项允许您生成可以在其他软件包中使用的文件。 单击“文件”→“保存屏幕截图”会弹出一个新窗口，您可以在其中设置图像大小等选项。 然后将打开第二个窗口，您可以在其中设置图像文件名。

“文件”→“导出场景”菜单项为您提供了第二个保存结果的选项。 在这种情况下，您可以将结果保存为其他文件格式，例如 PostScript 或 PDF。 如果您的可视化包含动画，请单击“文件”→“保存动画”以保存它。

如果您正在处理大型或复杂的数据集，我建议将 ParaView 作为您的主要可视化工具。