Estado del borrador: traducción basada en la rama Espanol de RF2DTutorials_Paraview.tex. Las capturas de pantalla con texto visible permanecen sin revisar y requieren captura o aprobación en español.

Tareas pendientes: completar la revisión lingüística, validar las etiquetas de interfaz conservadas en inglés y aprobar las capturas antes de publicar.

Crear gráficos y animaciones de alto impacto con ParaView¶

ParaView es una aplicación de análisis y visualización de datos de código abierto y multiplataforma. Puede crear visualizaciones rápidamente para analizar resultados del modelo usando técnicas cualitativas y cuantitativas. La exploración de datos se puede hacer de forma interactiva en 2D y 3D, o usando las capacidades de procesamiento por lotes de ParaView.

Este tutorial demostrará el uso de ParaView para generar gráficos de alta calidad, incluyendo mapas de profundidad, campos de velocidad, visualizaciones 3D y animaciones de resultados de RiverFlow2D.

Note

Este tutorial requiere ParaView versión 5.8.1 o posterior. Puede descargar e instalar ParaView versión 5.8.1 o posterior desde el sitio web www.paraview.org. Para crear los gráficos de ParaView, el modelo RiverFlow2D debe generar durante la ejecución los archivos '.vtk' usando la opción Create graphic output files en el Hydronia Data Input Program Graphic Output Options panel.

Conceptos básicos de ParaView¶

Después de cargar ParaView, se pueden identificar los siguientes componentes en la ventana principal (ver Figura 21.1):

Para abrir el archivo de grupo del ejemplo del tutorial, haga clic en en la barra de menú y haga doble clic en el archivo de grupo 'BridgeTutorial..vtk' en la carpeta 'ParavirewTutorial'. El grupo contiene varios archivos '.vtk', donde cada archivo corresponde a un tiempo de simulación específico.

Hágalo visible haciendo clic en Apply en la pestaña Properties. El gráfico en el Render View layout se verá como sigue:

Usando la barra de control de tiempo (ver Figura 21.3), seleccione un tiempo para visualizar la variable seleccionada.

El gráfico cambiará según el tiempo de simulación seleccionado. Por ejemplo, para Time = 2 debería verse similar a esto:

Una visualización adecuada depende de la selección de una escala de colores para una variable definida. En la figura anterior se seleccionó la escala de colores predeterminada asociada con la variable de profundidad (h). La siguiente sección muestra cómo personalizar el renderizado de color.

Visualizaciones bidimensionales (2D)¶

Crear un mapa 2D de elevación del lecho¶

ParaView tiene muchos filtros para la visualización completa de datos 1D, 2D y 3D. En esta parte del tutorial crearemos un gráfico 2D de elevación del lecho. Seleccione la variable de elevación del lecho z en el Variable selector:

La representación de la elevación del lecho z se verá así:

Aunque es posible personalizar los mapas de color, lo veremos más adelante en este tutorial. En este ejemplo usaremos un color predefinido.

Haga clic en en la pestaña Properties para elegir el mapa de color Rainbow Desaturated en el diálogo Choose Preset. Una vez seleccionado, Apply/Close.

El gráfico resultante visualiza la elevación del lecho z.

Crear campos vectoriales de velocidad 2D¶

Para crear una visualización 2D del flujo y su magnitud con los datos del proyecto, comenzaremos con una representación de profundidad del agua h en una escala de color de blanco a azul. El primer paso es seleccionar h en el Variable selector. Para cambiar el mapa de color para la profundidad h a blanco-azul, haga clic en y elija el color predefinido XRay y luego Apply/Close. El Mapping Data debe verse así:

Haga doble clic en el circulo derecho de la barra de marcadores de rango y seleccione cualquier color azul en el diálogo Select Color. Este ejemplo usa Red = 0, Green = 85 y Blue = 255 y haga clic en OK.

El Mapping Data se verá de la siguiente manera:

Configure Time = 20 y el resultado debe verse como sigue:

Para crear un mapa 2D de vectores de velocidad para este ejemplo, siga estos pasos:

Seleccione BridgeTutorial* en el Pipelines Browser
En el menú Filters seleccione Common/Glyph
Haga clic en Apply en el panel Properties. Ajustará las flechas grandes después
Configure la configuración del campo vectorial en el panel Properties como sigue:
Glyph type: 2D Glyph
Scale Array: modU (módulo de velocidad)
Scale Factor: 35
Glyph mode: Every Nth Point
Haga clic en Apply para visualizar la configuración del filtro. El usuario puede presionar este botón cada vez que se hagan cambios
Coloring: modU
Elija la escala de color Rainbow Desaturated haciendo clic en y Apply/Close.

Para guardar el proyecto de ParaView, seleccione File/Save State. Esto guardará un archivo '.pvsm'.

Visualizaciones tridimensionales (3D)¶

En esta parte del tutorial explicaremos los pasos para crear una visualización 3D usando ParaView. Comenzamos donde termina la sección 21.2. Esto asume que tenemos una visualización de la variable de elevación del lecho (z) usando el mapa de color Rainbow Desaturated.

Abra el grupo 'BridgeTutorial..vtk' como se explicó en la sección 21.1 y seleccione la variable de elevación del lecho z en el Selector de variables. La vista de renderizado debería verse como la siguiente figura:

Generar una visualización 3D en ParaView requiere una interpolación de Cell Data to Node Data como se muestra a continuacion.

Seleccione Cell Data to Point Data en el menú Filters/Alphabetical. Luego, presione el botón Apply en la pestaña Properties.

Seleccione nuevamente z en el Selector de variables. Note que la vista de color es más suave debido a la interpolación. El resultado debería verse como sigue:

La apariencia 3D se obtiene extruyendo una de las variables de datos z o (h+z).

Con CellDatatoPoint seleccionado en el Pipeline Browser, seleccione Warp by Scalar en el menú Filters/Alphabetical para hacer la extrusión y luego haga clic en Apply.
Configure la pestaña Properties como sigue:
Scalars = z
Scale Factor = 25
Haga clic en Apply.
Elija z en el Selector de variables.

Cambie de visualización 2D a 3D en la vista Layout Render para manipular el proyecto en 3D.

Elimine el mapa de color de la elevación del lecho z seleccionando Solid Color en el menú desplegable Coloring de la pestaña Properties:

El Solid Color se puede personalizar haciendo clic en el icono Edit color map en la pestaña Properties. Una vez elegido el color deseado en la pestaña Pick Solid Color (este ejemplo usa HTML=#ecb57d), la vista de renderizado debería verse como:

Para ver el terreno desde distintos puntos, use el botón izquierdo del mouse para rotar, presione la rueda del mouse para trasladar y desplace la rueda para acercar o alejar la imagen.

Usando la Viewpoint Toolbar (Figura 21.22), puede agregar distintos puntos de vista de su gráfico haciendo clic en .

La siguiente imagen fue generada usando un punto de vista alternativo.

Para regresar a las vistas predefinidas, use la barra Camara control.

Una visualización más sofisticada puede incluir capas adicionales. En la siguiente sección agregaremos dos capas más: la elevación del agua (h+z) y el campo vectorial de velocidad.

Crear un gráfico 3D de elevación del agua agregando una capa (h+z)¶

Siga los siguientes pasos para crear la capa (h+z):

Haga clic en el elemento CellDataToPointData en el Pipeline Browser y seleccione Warp by Scalar en Filter/Alphabetical. Se creará un elemento WrapByScalar2 en el Pipeline Browser.
Seleccione un tiempo \(\neq 0\) en la Time control toolbar, por ejemplo
Configure el panel Properties como sigue:
Scalars = (h+z)
Scale factor = 25 (muy importante)
Haga clic en el botón Apply. Verifique que h esté en el Selector de variables.
Haga clic en y elija el mapa de color Rainbow Desaturated, luego Apply/Close.

La vista de renderizado resultante debería verse similar a:

Como se ve en esta figura, las capas correspondientes a las variables z y (h+z) se superponen en las áreas secas del dominio, generando una presentación confusa. Una forma sencilla de corregir este problema es eliminar los valores de profundidad de agua h por debajo de un valor definido por el usuario para evitar la superposición, haciendo lo siguiente:

Haga clic en WrapbyScalar2 en el Pipeline Browser y seleccione Threshold en Filter/Common en el menú principal.
Haga clic en Apply en el panel Properties, y verifique que h esté en el Selector de variables.
Establezca el valor mínimo igual a 0.01 m. Las profundidades (h) por debajo de este mínimo no aparecerán en la representación de color.
Haga clic en Apply y el resultado debería ser como sigue:

Con la capa Threshold seleccionada, cambie el mapa de color para la profundidad del agua h a blanco-azul como se explico en la Seccion [1.2.2] de este tutorial. El gráfico resultante debería verse como sigue:

Crear un gráfico de campo de velocidad¶

Siga los siguientes pasos para crear un gráfico de campo de velocidad:

Seleccione el elemento Threshold en el Pipeline Browser.
En el menú Filters seleccione Common/Glyph y haga clic en Apply.
Configure el panel Properties como sigue:
Glyph type = 2D Glyph
Orientation Array = velocity
Scale Array = modU (módulo de velocidad)
Scale Factor = 25
Glyph mode = Every Nth Point (para evitar saturacion de flechas en la visualización)
Haga clic en el botón Apply para visualizar inmediatamente la configuración del filtro; el usuario puede presionar este botón después de cada uno de los pasos anteriores.
Establezca Coloring como (modU) para la representación del mapa de color y elija el preset color Rainbow desaturated, luego Apply/Close.

Seleccione Time \(\neq\) 0 como el tiempo actual en la barra de control de tiempo. En este ejemplo, elija por ejemplo Time=3.

Después de estos pasos, el gráfico debería verse como este:

Para guardar este proyecto de ParaView, seleccione File/Save State y cree un archivo '.pvsm'. Para cargar cualquiera de los proyectos guardados seleccione File/Load State y elija un archivo '.pvsm'.

Generación de animaciones¶

Con su proyecto de ParaView cargado en su computadora, para crear una animación o película vaya a File/Save Animation y cree un archivo tipo '.avi'. Se mostrará el cuadro de diálogo Save Animation Options:

En este diálogo, el usuario puede configurar la tasa de cuadros de video, el número de cuadros por paso de tiempo, la resolución (en píxeles) y el rango de pasos de tiempo. Para reducir el tamaño del archivo de video de salida, también hay un modo de compresión disponible. Note que esto también reducirá la calidad del video de la animación. Como ejemplo, las siguientes figuras muestran tres cuadros del video de salida generado de esta manera, correspondientes a seis tiempos de simulación diferentes.

Cuadros de tiempo de animación.

Representación de Streamlines¶

Las líneas de corriente representan la dirección instantánea de la velocidad y se dibujan como líneas interminables que pueden converger o divergir entre sí. Se dibujan a intervalos aproximadamente uniformes para capturar el flujo en todas las áreas.

Para crear Streamlines con ParaView, siga estos pasos:

Abra la aplicación ParaView en su computadora.
Cargue el plugin StreamLinesRepresentation en Tools/Manage Plugins en el menú principal.
Abra el archivo de grupo 'BridgeTutorial..vtk' y seleccione Apply.
Seleccione un tiempo diferente de 0 en la barra de control de tiempo.
Seleccione velocity en el Selector de variables.
En el panel Properties seleccione:
Representation = StreamLines
Step Length = 1
Number of Particles = 1000
Max Time to Live = 600
Para tener Streamlines en un solo color, seleccione en el panel de propiedades Coloring = Solid y luego haga clic en y seleccione un color.

La siguiente figura muestra como se ven los StreamLines:

Si carga un proyecto de Paraview '.pvsm', debe desactivar los filtros en el Pipeline Browser haciendo clic en los ojos abiertos para que solo la capa '*.vtk' quede abierta.