虚拟现实&视景仿真 - 北京黎明公司 - EnSight 数据可视化如软件平台

科学数据可视化仿真平台
EnSight

EnSight是一套适用于各种工程和科学(CFD、FEA、SPH、CAD等) 的通用后处理与计算结果可视化软件，可支持各种类型的工程分析数据。全球众多工程师、科学家及科研工作者都使用EnSight来查看、理解、交流各种求解器处理数据结果。在工业、科研、产品设计等领域，EnSight都提供了丰富的解决方案。EnSight可处理百万甚至上亿的结点单元，具有并行处理与渲染的优势，并支持VR系统环境等功能。

EnSight主要特性

EnSight系列产品：EnSight Desktop、EnSight、EnSight HPC、EnSight HPC+和EnSight VR。EnSight软件为各种科学工程的分析、可视化与交流提供了通用的工具，主要特征包括：

所有类型的通用分析（CFD、FEA、碰撞、流体力学、SPH等）结果可视化
处理结构网格、非结构网格、混合网格以及粒子数据
具有通用后处理功能，包括：切面、等值面、流线、矢量图、提升面、剖面、数据查询、探针、动画等
支持各种通用分析工具以及标准格式的读取和转换
支持体渲染

EnSight Desktop特征

可导入数据格式部分列表

ABAQUS、ACUSOLVE、ADAGIO、ADINA、ALEGRA、ANSYS、AUTODYN、BARRACUDA、CASE、CFD++、CFD-ACE、 CFD-FASTRAN、CFDESIGN、CFF、CFX4、CFX5、CFX-TASCflow、CGNS、COBALT、CONVERGE、CRAFT CRUNCH、CTH、ECLIPSE、ESTET、EXODUS、FAST、FEFLO、FEMWATER、FENSAP、FIDAP、FINE/Aero、FINE/Turbo、FIRE、Flow-3D、FLUENT、FOAM、GASP、GMS、GUST HDF、I-DEAS、IO/API、KIVA、LS-DYNA、MAYA ESC、MODELS 3、MOVIE.BYU、MPGS MSC.Dytran、MSC.Nastran、MUSES/Prism、NCC、NetCDF、N3S、NSMB、NSU2D/NSU3D、MEGA、PATRAN、PHOENICS、PLOT3D、POLY-3D、Polyflow、PowerFLOW、PRESTO、 PRONTO、PXI、RADTHERM、RADIOSS、RESCUE、SCRYU、SILO、SPHINX、STAR-CD 、STL、TAHOE、TECPLOT、UNCLE、UNIC-CFD、USM3D VECTIS

后处理能力

——等值线与等值面

可动态显示等值线，并对等值线单独添加标注
可基于标量、矢量、坐标值建立等值面和等值体

——粒子追踪

可创建流线、迹线、烟线以及受限于表面的流线
可以线状、带状、管状等不同的形式表现粒子追踪轨迹
可基于点、线、面或部件发射流线
流线可使用鼠标操纵来实现动态交互显示

——矢量图

可使用矢量图显示向量的大小与方向
可根据喜好定义箭头风格、颜色、比例、起点位置等
使用曲线箭头显示局部曲率变化

——提升面

可基于所选变量创建从母部件投影生成的提升曲面
可定义提升曲面的比例、边界面以及偏移量

动画制作

可建立粒子追踪动画，建立平面剪切或等值面移动（通过扫略整个部件实现）等动画。
可利用动画书功能创建过渡过程数据的翻页动画，来虚拟显示几何体的变化
可基于瞬态数据加载动画

图形用户界面

符合windows风格的界面，使用图形图标，更易学习与使用
可自定义选择常用的功能特征列于功能图标栏里
窗口中的所有工具栏均可根据个人喜好灵活移至不同的位置
强大的右键功能，实现了很多功能的快捷操作
可将logo，位图以及动画等集成到图形窗口中显示
支持OpenGL

几何体

可处理结构、非结构、混合和重叠等多种几何网格
结构数据可以I/J/K平面观察
几何体、网格连通性均可随时间变化，

部件

可对模型部件及派生部件（切面、等值面、粒子追踪等）进行独立操作与控制
可复制、粘贴、删除、提取、合并、克隆部件
可对部件进行分组，并将组内部件进行相同的变换操作
可用Alt+[0-9]给某些部件编上虚拟号，而后使用Ctl+[0-9]来快捷选择这些部件

结果数据与变量

用户可同时加载查看多个标量与向量数据
可有选择地加载所需变量以节省内存
变量可以是基于结点、基于单元的变量
EnSight的变量计算器内置了多个函数表达式，再加上其自定义函数的功能，可基于已知变量来实现对其他变量的求解

瞬态分析

支持瞬态数据结果的分析
可输入改变起止时间步来查看对象在某一时段的计算结果

数据查询

可获知任意坐标点、结点、单元、部件与模型的信息
交互探针查询功能，可查询鼠标所在位置或其最邻近结点的变量信息
可查询空间某直线或某一维部件上的变量随距离的变化信息
任意基于时间或空间的查询结果均可以曲线图形式显示，并可导出至外部文件
可编辑曲线图属性——颜色、边框、背景、图例等
可导入外部数据，如：测量值等生成曲线图
可查询瞬态数据中的变量随时间的变化信息，并动态显示结果曲线

注释

可轻松添加注释，包括文字、二维线、三维箭头以及导入logo等
所有注释均可通过鼠标拖动移至所需位置
注释的可见性、字体的大小、二维线的颜色、三维箭头或圆的填充等均可轻松控制

输出

可输出各种如AVI、JPG、PNG等通用图片或视频格式
可输出立体视频，应用于VR环境中
可输出VRML、JEPG、MPEG等格式，便于通过互联网或局域网传输

许可证信息

有网络浮动版及节点锁定版两种许可证
针对Unix，Linux及Windows等系统提供不同的软件安装程序
支持多机冗余许可证管理

EnSight Standard主要特征

EnSight Standard包括了上述EnSight Desktop的全部功能，另外还有：

动画制作

可创建关键帧动画来表现模型自动漫游与缩放
支持使用摄像机来定义动画路径
可结合关键帧与坐标系绑定功能实现各种复杂动画的制作

命令行语言

可通过EnSight命令或python脚本实现批处理
所有图形用户界面中的操作均可以命令方式执行
可自动记录命令行文件以跟踪编辑
可以保存宏方式记录命令，并可设置操作宏命令的快捷键

案例

最多可同时查看32组数据集（案例）
通过多视口功能可实现多个案例的对比（包括同一案例的不同工况、计算数据与实验数据等）
支持多案例链接，各案例的所有操作均同步执行

纹理贴图

可基于平面投影给部件贴图
可使用S、T变量实现部件的立体贴图
可通过编辑贴图图片的Alpha通道，实现各种特效显示

运行模式

支持远程客户端服务器模式
支持共享内存式最多8核同时并行

EnSight HPC 主要特征

EnSight HPC的分布式结构具有优化内存功能，可处理超大规模数据结点的科学工程分析模型。EnSight HPC版包括上述EnSight标准版的所有功能。另外还有：

并行处理能力

对于常规较大的数据模型，支持单台工作站最多128核并行
对上亿网格数据，支持分布式内存并行处理，通过SOS整合多台服务器资源
对几百亿网格的超大规模数据，支持使用RLSOS来联合多个SOS进行处理

EnSight HPC+主要特征

EnSight HPC+包括上述EnSight HPC的所有功能。另外还有：

合成模式并行渲染

使用多个共享式内存计算机或集群工作站的CPU和GPU，对客户端的计算和渲染进行分解，最终在EnSight渲染窗口中得到完整图像。

EnSight VR主要特征

EnSight VR版包括了上述EnSight HPC版的所有功能。另外还有：

支持VR环境

支持在多通道投影墙与CAVE环境中分屏显示
可通过ART等交互设备实现跟踪

复制模式并行渲染

每个渲染节点均加载全部的可见几何体，且每个节点均被配置来渲染显示器的不同部分
支持超大场景的输出，无分辨率限制

EnSight的优势分析

通用优势描述

与同类软件比较，EnSight具有以下通用优势：

大型数据与瞬态分析处理能力最强
数量最多的功能
最佳的立体渲染效果
最精确的路径线
3D立体显示和大屏幕显示
直接比较模型和模拟结果（仅限Standard、HPC、VR）
计算几乎任何数量的变量计算器
可扩展和可编写Python脚本——通过执行步骤，在EnSight自动生成Python代码。这是一项EnSight独有的强大功能。（仅限Standard、HPC、VR）
自动提取涡核分离和附件线
EnSight对于模型的处理使用“部件”（part）的概念，由导入的数据直接生成的部分称为模型部件（model part），而在使用EnSight的过程中所生成的部分称为派生部件，简单易懂。正是由于这种类似于基于对象的概念使EnSight对图形的处理灵活多变，可以根据需要得到任何用户想要的显示效果。用户可以对部件进行灵活的新建、拷贝、隐藏、删除、显示、分组等操作；可以用创建的“新部件”作进一步的分析与创建更多的部件，从而实现信息分析结果的无限可能性
分布式内存处理（DMP），多达1024台服务器。每个服务器最多可以使用128个核心。（仅限HPC、VR）
适合多个操作系统：windows，linux，Mac。各按钮均使用图形图标，错落有致，更形象，且目前已有中文版界面，更易学易用
EnSight与当前绝大多数CAD/CAE/CFD商业软件包均有数据接口，可以从超过50种的不同CAE求解器加载数据，还可以加载某些CAD数据。能够方便地导入大量的计算数据，对于自编程序的计算结果，EnSight还提供了数据读取定制功能
可以同时装入最多32个不同的数据集。而且这些数据可以是任何格式的组合。（仅限Stardard、HPC、VR）
将数据/变量从一个案例转到另一个案例。（仅限Standard、HPC、VR）
将3D场景导出为JT，X3D和VRML格式
数据导出到EnLiten和Reveal 3D播放器。EnSight的原厂商CEI公司为用户提供了免费的视频播放工具EnVideo、视频编辑工具EnVe、场景浏览工具EnLiten和ReVeal。EnVideo可直接播放EnSight输出的立体格式的视频文件，无需其他立体播放器的支持，EnLiten和ReVeal播放EnSight输出的场景文件，使得较大的数据模型实现轻松移植，且ReVeal已发布了IOS版，实现了CAE数据在移动客户端上的交互。
自动记录每一个使用过的命令，并在相同的数据或其他数据上回放脚本。（仅限Stardard、HPC、VR）
关键帧动画，最多可有16个视口。（仅限Stardard、HPC、VR）
使用Python自动执行任务，扩展GUI，或批处理运行。（仅限Standard、HPC、VR）
有效的“客户端-服务器”连接功能，即远程渲染：通过在本地电脑上操作运行EnSight软件，连接到远程服务器上导入并运行数据。例如：将数据保存在linux集群上，但同时在你的Windows PC使用EnSight软件。（仅限Stardard、HPC、VR）

在虚拟现实(VR)方面的优势

与同类软件比较，EnSight在虚拟现实功能方面具有以下优势：

支持Powerwall：大型显示设备，可以在任何数量的显示器上显示数据。创建一个由多个液晶面板拼接的显示墙，或使用重叠的投影机，以覆盖庞大的区域，其平面及立体显示的效果都非常好。也可用于跟踪硬件，创建一个身临其境的感觉。（仅VR）
Immersive Display：沉浸式显示，例如洞穴式。身处数据内部，一次从多个方向，以真实大小或者更大比例来查看数据。可以在任意数量的显示墙上定义任意数量的屏幕。（仅VR）
Motion Tracking：支持头部追踪和3D或者6D控制器。用于EnSight配置的heads-up显示与数据进行交互。（仅VR）

行业应用案例

核电

——美国Los Alamos国家实验室利用EnSight将惊人模拟结果可视化成令人更加震撼的视觉效果。图为惯性约束聚变（ICF）这是一种开启聚变反应的实验方法，可应用于核能源以及核武器研究。

——法国电力公司利用EnSight对堆芯内部挡板结构进行了热工水力和共轭热迁移分析，将10亿个多网格单元的数据作了精采的视频模拟。后处理对核电的安全性，延长使用寿命等均有着至关重要作用。

航空

——NASA与美国航空工业使用EnSight软件的高端可视化技术研究喷气发动机燃烧，并在乘客安全、燃油经济性与减少污染等方面取得了直接的效果；

——Airbus，Boeing，Gulfstream以及Raytheon等航空公司使用EnSight进行产品设计过程中的CFD仿真；

——美国学院将EnSight用于空气动力学课程的可视化教学。

汽车

——知名F1与印地车赛设计组织Reynard Motorsport的工程师使用EnSight观察设计车体内外的气流CFD结果。其他众多F1车赛团队也都使用EnSight软件，包括Jaguar Motorsport, British American Racing, Sauber Petronas, McLaren等；