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。
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。
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。
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。





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