人工智能和大數(shù)據(jù)是當(dāng)今時(shí)代的兩個鮮明的技術(shù)特征，而數(shù)據(jù)可視化一直是伴隨著這兩大技術(shù)領(lǐng)域的熱門研究方向，促進(jìn)了眾多智能化應(yīng)用的發(fā)展。我國先后發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》和《大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，鮮明地提出要加快研發(fā)新一代數(shù)據(jù)可視化軟件產(chǎn)品，鼓勵高校探索培養(yǎng)大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域?qū)�業(yè)型人才和跨界復(fù)合型人才機(jī)制。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)用且有效的技術(shù)，在各行各業(yè)的人工智能和大數(shù)據(jù)發(fā)展中均占據(jù)非常重要的位置，屬于相關(guān)專業(yè)能力培養(yǎng)的重要元素和社會迫切需要的職業(yè)技能。在新的時(shí)期，教育部確定了以智能制造、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器人等新興產(chǎn)業(yè)用于改造傳統(tǒng)工科專業(yè)，為開展數(shù)據(jù)可視化的教學(xué)任務(wù)吹響了前進(jìn)的號角。 本書全方位地講解了數(shù)據(jù)可視化的核心技術(shù)原理和算法設(shè)計(jì)理念，結(jié)合VTK數(shù)據(jù)可視化平臺和Python編程語言給出了數(shù)據(jù)可視化技術(shù)具體的實(shí)現(xiàn)，提供了對應(yīng)的習(xí)題，在實(shí)踐部分單獨(dú)給出了若干Python數(shù)據(jù)可視化編程工具介紹，有助于學(xué)習(xí)者得到完善而系統(tǒng)化的訓(xùn)練。本書的編寫符合國家對于新時(shí)期人工智能與大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的期冀以及高等院校新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的理念。 本書共分10章，主要內(nèi)容如下：第1章緒論；第2章可視化的圖形基礎(chǔ)；第3章可視化原理與過程；第4章可視化數(shù)據(jù)表示；第5章可視化算法設(shè)計(jì)；第6章可視化建模技術(shù)；第7章圖像處理技術(shù)；第8章體可視化；第9章Matplotlib可視化；第10章Matplotlib高級功能。 本書主要有以下幾個特點(diǎn)： (1) 對數(shù)據(jù)可視化知識進(jìn)行了全面的講解。 書中介紹了可視化的圖形基礎(chǔ)、可視化原理與過程以及可視化數(shù)據(jù)表示、算法設(shè)計(jì)、建模技術(shù)等內(nèi)容，還對數(shù)據(jù)可視化相關(guān)的圖形處理技術(shù)以及體可視化技術(shù)進(jìn)行了探討。 (2) 以深入淺出的方式進(jìn)行知識講解，讓學(xué)生輕松上手學(xué)習(xí)。 本書的編寫突出理論精華并以理論與實(shí)際結(jié)合為導(dǎo)向，書中給出的公式、算法以少而精為原則，讓非數(shù)學(xué)專業(yè)以及僅具有普通數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生也能夠理解和把握相關(guān)知識。 (3) 實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。 全書分為數(shù)據(jù)可視化原理和數(shù)據(jù)可視化編程訓(xùn)練兩部分。其中原理部分在系統(tǒng)性講解數(shù)據(jù)可視化理論脈絡(luò)的同時(shí)，也給出理論問題的編程實(shí)現(xiàn)；而實(shí)踐部分則從可視化實(shí)用編程的角度，提供了若干通俗易懂的常用可視化編程實(shí)現(xiàn)案例。全書通過例題、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)、測試等諸多方面對學(xué)生進(jìn)行全方位的訓(xùn)練，做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合，也方便老師結(jié)合課時(shí)和課程特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的差異化選取。 (4) 案例和練習(xí)均采用通用編程方法設(shè)計(jì)，具有廣泛的適用性。 本書的案例均采用Python程序或網(wǎng)頁代碼等通用編程方法編寫，書中的案例實(shí)現(xiàn)以開源軟件平臺和工具為基石，不但適合作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材，也適合作為廣大工程技術(shù)人員開發(fā)數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品的參考材料。 采用本書作為教材時(shí)，具體教學(xué)安排可參考如下建議： (1) 本書作為計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)工程、信息技術(shù)、電子、自動化、人工智能、大數(shù)據(jù)等相關(guān)專業(yè)本科或研究生數(shù)據(jù)可視化相關(guān)課程的教材時(shí)，建議采用48或64學(xué)時(shí)，可結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及學(xué)時(shí)具體安排。 (2) 本書作為�？圃盒；蚵殬I(yè)技術(shù)學(xué)院的教材時(shí)，建議采用64學(xué)時(shí)，可結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及學(xué)時(shí)安排講授本書的全部章節(jié)，或選講部分實(shí)踐性強(qiáng)又容易理解的章節(jié)。 (3) 本書作為數(shù)據(jù)可視化培訓(xùn)用書時(shí)，建議培訓(xùn)時(shí)間為7～12天，可結(jié)合培訓(xùn)學(xué)時(shí)安排講授本書的全部章節(jié)，或結(jié)合培訓(xùn)目標(biāo)選擇相關(guān)理論部分和實(shí)踐部分的章節(jié)。 本書配備多媒體教學(xué)資料，相關(guān)例題和一些必要資料可以直接通過掃描書中二維碼查詢。為方便教學(xué)，本書提供全套教學(xué)課件、例題的源代碼、例題和課后題中涉及的所有數(shù)據(jù)文件、參考教學(xué)大綱、學(xué)時(shí)分配表以及試題樣卷等資料，可向西安電子科技大學(xué)出版社索取，或在出版社官網(wǎng)(http://www.xduph.com)自行查詢。本書也開放了課后習(xí)題的參考答案，有需要的老師請直接聯(lián)系西安電子科技大學(xué)出版社獲取。 本書被認(rèn)定為新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)電子信息類系列教材和浙江省普通高�！笆�三五”新形態(tài)教材，其中第1～8章由林勇編寫、第9～10章由陸星家編寫，全書由林勇審核、統(tǒng)稿、定稿，書中程序代碼的運(yùn)行情況可在對應(yīng)二維碼的視頻資源中得以驗(yàn)證。本書編寫過程中還得到了寧波工程學(xué)院、寧波大學(xué)、浙江大學(xué)、清華長三角研究院等院校師生和西安電子科技大學(xué)出版社、清華大學(xué)出版社等單位的鼎力支持和幫助，在此表示衷心的感謝。特別感謝尹天鶴、滕宇、張昱雯、高志遠(yuǎn)、韓明、梁方楚、劉鳳秋、陳志榮等老師的支持和參與。由于編者水平有限，書中難免有錯漏之處，懇請廣大讀者不吝指出并提出寶貴意見與建議，我們將在今后再版時(shí)修訂完善。 作 者 2022年1月10日