可视化在科学计算、国防建设和国民经济中有着重要应用,作为一种计算和数据密集型应用,往往需要较高的硬件配置,并常常利用并行技术进行加速。1990年代中后期以来,计算机硬件和网络技术获得长足发展,图形硬件性能急速提升,分布式可视化的分布范围逐步扩大。网格技术作为一种前瞻的面向广域网的分布式计算方式,是传统的并行和分布式计算在深度和广度上的拓展,使可视化应用在更广的范围内利用资源和提供服务成为可能,因此面向网格的可视化成为可视化领域的一个新兴研究方向。面向网格可视化系统的目标是利用网格为分布式可视化应用提供异构资源的管理和共享,多用户任务的管理和协同等关键支持,实现面向网格的多用户交互式并行可视化、远程可视化和协同可视化。现有的面向网格可视化研究尚处于起步阶段,工作各有特点,但缺乏系统性,对异构资源上支持交互式远程并行可视化任务的研究较少,尚没有一个系统能完全实现面向网格可视化的目标。针对这些问题,本文在国内外研究工作的基础上对面向网格的交互式远程并行可视化进行了探索,设计并实现了一个基于Java面向网格的交互式远程并行可视化体系结构和系统GVis,可以支持大数据集的交互式并行可视化和远程可视化,较系统地实现了面向网格可视化的基本目标。论文的主要研究内容与成果包括: 提出了一个面向网格可视化的三层体系结构,该体系结构由网格支撑层,可视化层和网格门户层组成,每层负责提供一组支撑功能。网格支撑层提供运行分布式可视化任务所需要的资源管理和任务管理功能;可视化层完成具体的绘制、并行绘制和远程绘制;网格门户层为用户提供面向网格的可视化任务交互界面。该体系结构界定了面向网格的可视化系统应当具备的三大基础功能,分层简洁,层次之间耦合少,各层具备较高的独立性和可扩展性。 面向网格的可视化系统使用动态变化的异构网格资源,并需要接受动态的任务指定。大部分现有的并行可视化系统不具备动态的资源管理和多用户多任务支持,而现有的网格中间件又无法直接支持交互式可视化应用,因此我们在网格中间件和可视化层之间引入了网格支撑层,并对网格中间件Globus的功能进行合理取舍,实现了网格资源和用户任务的动态管理,为GVis系统支持多用户多任务交互式远程并行可视化提供了有力支撑。