概述

美国计算机科学家布鲁斯·麦考梅克页面布鲁斯·麦考梅克并不存在，英语维基百科对应页面为Bruce H. McCormick。在其1987年关于科学可视化的定义之中，首次阐述了科学可视化的目标和范围：“利用计算机图形学来创建视觉图像，帮助人们理解科学技术概念或结果的那些错综复杂而又往往规模庞大的数字表现形式” 。

此类数字型表现形式或数据集可能会是液体流型（fluid flow）或分子动力学（molecular dynamics）之类计算机模拟的输出，或者经验数据（如利用地理学、气象学或天体物理学设备所获得的记录）。就医学数据（CT、MRI、PET等），常常听说的一条术语就是“医学可视化（medical visualization）”。

科学可视化本身并不是最终目的，而是许多科学技术工作的一个构成要素。这些工作之中通常会包括对于科学技术数据和模型的解释、操作与处理。科学工作者对数据加以可视化，旨在寻找其中的种种模式、特点、关系以及异常情况；换句话说，也就是为了帮助理解。因此，应当把可视化看作是任务驱动型，而不是数据驱动型。

历史

科学的可视化与科学本身一样历史悠久。传说，阿基米德被害时正在沙子上绘制几何图形。就像其中包含等值线（isolines）的地磁图（magnetic charts）以及表示海上主要风向的箭头图那样，天象图（astronomical charts）也产生于中世纪。很久以前，人们就已经理解了视知觉在理解数据方面的作用 。作为一个利用计算机手段的学科，科学可视化领域如今依然还属于新事物。其发端于美国国家科学基金会1987年关于“科学计算领域之中的可视化”的报告。

1980年代：基础的奠定

科学可视化的起源可以追溯到真空管计算机时代，并与计算机图形学的发展齐头并进。早期的软件曾经都是自己编制的，且设备昂贵。当时，研究人员所做的是对科学现象的动态情况加以建模，而好莱坞则开始注重那些让各种事物看起来华丽缤纷的算法。1980年代中期，当高性能计算技术造就了人们对于分析、发现及通讯手段的更高需求的时候，形式与功能才走到了一起。形形色色的传感器和超级计算机模拟为人们提供了数量如此庞大的数据，以致人们不得不求助于新的，远为精密复杂的可视化算法和工具 。

1986年10月，美国国家科学基金会主办了一次名为“图形学、图像处理及工作站专题讨论”（原文：Panel on Graphics, Image Processing and Workstations）的会议，旨在针对那些开展高级科学计算（scientific computing，又称为“计算科学”）工作的研究机构，提出关于图形硬件和软件采购方面的建议。图形学（graphics）和影像学（imaging）技术方法在计算科学（computational science，又称为“科学计算”）方面的应用，当时乃是一项新的领域；上述专题组成员把该领域称为“科学计算之中的可视化”（英文：Visualization in Scientific Computing，ViSC）。该专题组认为，科学可视化乃是正在兴起的一项重大的基于计算机的技术，需要联邦政府大力加强对它的支持。

数据可视化示例：这幅图像显示的是铷原子速度的分布情况；这表明了玻色-爱因斯坦凝聚的存在。

颜色表示的是相应速度原子的数量。红色表示相应速度的原子数量较少；白色表示相应速度的原子数量较多。最低速度显示白色或浅蓝色。

左：发生玻色-爱因斯坦凝聚之前；中：玻色-爱因斯坦凝聚刚刚开始；右：几乎所有剩余的原子都处于玻色-爱因斯坦凝聚状态。

1987年，首届“科学计算之中的可视化”研讨会召集了众多来自学术界、行业以及政府部门的研究人员。其报告概括总结了科学可视化——这幅“科学画卷“（英文：scientific imagery）的全景及其未来需求。布鲁斯·麦考梅克页面布鲁斯·麦考梅克并不存在，英语维基百科对应页面为Bruce H. McCormick。在1987年的报告中称：

这份报告所阐明的一点就是，可视化具有培育和促进主要科学突破的潜力。这有助于将计算机图形学、图像处理、 计算机视觉、计算机辅助设计、信号处理以及关于人机界面的研究工作统一起来。在与各种会议、期刊杂志以及商业展览相配合的情况下，这培育和促进了相关的研究与开发工作，包括从高级科学计算工作站硬件、软件以及网络技术，直至录像磁带、书籍、CD光盘等等。此后，科学可视化获得了极大的发展，并且于二十世纪90年代，成为了举世公认的一门学科。。

1990年代：学科的兴起

1990年代初期，先后出现了许多不同的科学可视化方法和手段。

• 丹尼尔·塔尔曼(1990)将科学可视化称为数值模拟（numerical simulation）领域的新方法。科学可视化所集中关注的是几何图形、动画和渲染以及在自然科学和医学方面的具体应用 。