借助无障碍颜色表准确解读仿真结果

在之前的一篇博客文章中，我们介绍了 Cividis 颜色表，并讨论了传统 rainbow 色图对于色觉缺陷用户的局限性。此后，COMSOL Multiphysics^® 软件的功能不断迭代扩展，纳入了更多无障碍且感知均匀的颜色表。在本篇博客文章中，我们将介绍软件中提供的其他无障碍颜色表，讨论它们的适用场景，并演示如何创建自定义颜色表。

点击此处阅读之前的博客文章。

为什么无障碍性至关重要

色觉缺陷（CVD）会使人难以区分某些颜色。最常见的类型是红绿色盲，会影响分辨红色和绿色深浅的能力。患有色觉缺陷的用户在分析以标准 Rainbow 颜色表或灰度呈现的仿真结果时，可能会难以识别内容，甚至产生误读。由于仿真结果通常需要面向广泛的受众进行分享，选择无障碍的颜色表有助于让更多人按照预期解读结果。

使用 COMSOL Multiphysics^® 中提供的 Cividis 颜色表选项显示的大气母线板电位。

内置无障碍颜色表

COMSOL Multiphysics^® 内置了多种颜色表，它们既具有感知均匀性，又非常适合无障碍的科学可视化，包括 Cividis, Viridis, Inferno, Magma, 和 Plasma。

所谓 “感知均匀”，是指数据中的等量变化在颜色上也表现为等量变化。无障碍颜色表在颜色和亮度上提供平滑、一致的过渡，使用户更容易识别梯度变化。这些颜色表提供了一系列选项，能够在清晰呈现仿真结果的同时，确保广泛受众均无障碍。无论用户是需要可视化温度分布、应力集中、流体流动还是电场，颜色表的选择对于准确传递模型背后的物理规律都起着重要作用。

各颜色表在可视化网格绘图、传播波、尾流区域、奇异性和平滑梯度的表现。

虽然这五种颜色表都可广泛应用于各类场景，但某些颜色表针对特定类型的仿真结果会有更出色的表现。Viridis 和 Cividis 适合用于应力、应变、压力、速度和浓度等结果，其平滑的梯度有助于揭示变化。Inferno 和 Magma 能突出展示温度分布和热梯度，提供强烈的对比度。Plasma 适用于电场和磁场幅值、电流密度等物理量，其独特的颜色渐变有助于突出显示场的变化。

除了这些感知均匀的颜色表外，COMSOL Multiphysics^® 还包含 灰度图 线性颜色表。当色调不应影响对结果的解读，或者您想要强调某个物理量的强度而不引入额外颜色信息时，此选项特别有用。但请注意，人眼大约只能区分 30 种不同的灰度，因此在灰度格式下可能更难察觉到数据的细微变化。

类似阿尔卑斯山脉马特洪峰的模型插值函数图（左）。灰度图像（右）显示该山脉的高度。请注意，颜色条已归一化为从 0 到 1 的区间范围。

颜色表转换

仿真结果绘图设置中提供了颜色表转换功能，包括 反转、非线性 和 非线性对称 选项，极大提升了颜色表可视化形式的灵活性。利用这些功能可以调整颜色表的外观，改变数据差异的展示方式，强调或弱化结果的某些部分，并为针对特定应用或数据类型自定义颜色表提供了另一种途径。

可用的颜色表转换。

未应用颜色表转换的支架 von Mises 应力（左）。应用 非线性 颜色表转换后的支架 von Mises 应力（右）。

自定义颜色表

除了软件内置的颜色表外，自 COMSOL Multiphysics^® 6.1 版本起还新增了支持自定义颜色表的功能。您可以导入颜色表文件，直接编辑颜色表的 RGB 分量，并引用存储在本地磁盘或数据库中的颜色表。

这种灵活性使得用户可以为特定应用开发专属可视化风格，同时全程自主掌控仿真结果的呈现效果。

要将 颜色表 节点添加到模型树中，请打开 显示更多选项 对话框并勾选 颜色表 复选框。

用于定义自定义色表的 颜色表 节点。为自定义颜色表定义数值后， 设置 窗口中会显示对应的预览效果。

无障碍的可视化

选择合适的颜色表是传达仿真结果的重要环节。通过使用感知均匀且无障碍的颜色表，您可以创建出既能准确呈现数据，又能让更广泛受众更容易解读的可视化效果。借助软件内置的 Cividis，Viridis，Inferno，Magma，Plasma 颜色表、灰度图 以及对自定义颜色表的支持功能，COMSOL Multiphysics^® 为用户提供了一系列丰富选项，帮助创建清晰易懂、普适性强的可视化仿真结果。