论文总字数：29524字

摘 要

本文介绍了Arnold日志数据可视化工具的开发过程，旨在为动画制作中灯光部门查看渲染日志提供便利，提高工作人员的工作效率，增加数据的可读性，使工作人员能更方便快捷地浏览、分析日志中需要关注的重要数据。

整个系统分为三个模块：用户接口界面模块、数据集转换模块、数据可视化模块。用户界面主要包括导入文件界面和选择图像界面，可以判断文件的有效性及数据组数，为后续处理提供便利。数据集转换模块主要是提取文件中所需数据，然后分类存储。数据可视化模块主要是处理数据集传过来的数组，数据排序，合成标签文字，画扇形图，添加鼠标响应事件等。

工具开发完成后，用户可以导入平面相机场景和立体相机场景的渲染日志，选择图像进行可视化显示，图表显示界面可以点击标签或相应扇形区域显示数据详情，再次点击即可关闭详情显示，另外matplotlib的可视化页面提供给用户几个小工具，可以移动图表、缩放图表、调整图表间隔等。该数据可视化工具通过从日志文件提取重要数据进行可视化，从而使灯光艺术家分析渲染日志的过程更加便捷、高效。

关键词：数据可视化；Python；Matplotlib; PySide

ABSTRACT

This paper describes the development process of Arnold log data visualization tool, designed to make the lighting department in animation team read render log clearly and effectively. This tool can facilitate and improve the work efficiency of the staff and increase the readability of data. As a result, the staff can preview and analyze the log data on which need be paid more attention more quickly and easily.

The whole system is divided into three modules, which includes the user interface, data set and visualization. The user interface includes the import file window and graph selection window. This module can judge the validity of log file and calculate the number of data group in order to make the following steps convenient. Data set module is set to collect the desired data from log file, and then classified to store. Data visualization module is used to analyze and deal with the passed data lists, including data sorting, writing label text, drawing pie charts and adding respond to mouse events.

When the tool is completed, the user can import a render log of camera scenes and stereocamera scenes, then select image to run visualization. The graphics window can be clicked on the label or the corresponding sector area to display the details and clicked again to close the details. In addition, matplotlib provides users some tools, such as, chart moving, graph scaling, the chart interval adjusting, and so on. The visualization tool extracts important data from the render log file, in order to make light artists read and analyze render log more conveniently and efficiently.

Key Words: Visualization; Python; Matplotlib; PySide.

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2开发目的及意义 2

1.3信息可视化技术发展概况 2

1.4本文主要工作内容 4

第二章 关键技术介绍 5

2.1 Python 5

2.2 PySide 6

2.3 Matplotlib 6

2.4 NumPy 7

2.5 Rez 7

2.6 SCM（Software Configuration Management） 8

第三章 系统总体设计 9

3.1 系统可行性分析 9

3.2 系统主要模块划分 10

3.3 功能需求分析 10

第四章 详细设计与实现 12

4.1系统功能说明 12

4.1.1 总体功能处理流程图 12

4.1.2 系统功能结构图 13

4.1.3 用例图 13

4.2 系统功能模块 14

4.2.1 数据集转化模块 14

4.2.2 可视化模块 20

4.2.3 用户界面模块 23

4.3 本章小结 25

第五章 测试与优化 26

5.1 测试 26

5.1.1测试命令 26

5.2.2运行界面 26

5.2 优化 30

5.2.1 占比过小标签文字重叠问题 30

5.2.2 详情文字标准化排版 31

第六章 总结 33

致 谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1.1课题研究背景

在计算机动画制作过程中，需要将建立好的三维场景转换为图像，从而制作动画，该转换过程称之为渲染。一个场景由若干模型及视点（观察者位置）、光源（自发光物体）等信息，其中模型包括了组成该三维物体的所有几何形状和纹理材质信息。在近几年来计算机硬件技术高速发展和计算机图形学研究不断深入的趋势下，真实感动画技术应运而生，它综合利用计算机科学、艺术、物理学、数学和其他相关学科知识，来生成各种恢宏绚丽的场景画面和特效，在电影制作及游戏设计等行业中被广泛使用。

Arnold渲染器是Solid Angle开发的跨平台渲染库或API，它作为首席渲染器被全球众多电影及动画工作室使用，诸如 ILM, Framestore, MPC, The Mill and Digic Pictures.。在CG动画制作中，相较于基于绘制软件的scanline渲染器，Arnold是照片真实感（photo-realistic）、基于物理的Monte Carlo Ray Tracing渲染器，针对长篇电影和视效开发而设计，它采用的前沿算法充分利用了计算机的硬件资源：内存、磁盘存贮空间、多核心和SIMD/SSE单元。

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