Vorlesung Visualisierung

WS 2.0, 186.004; siehe auch LU Visualisierung

Eduard Gröller, Helwig Hauser

Oktober 2009 - Januar 2010

LVA-Informationen


Inhalte:
Einführung in die Visualisierung mit Fokus auf Volumenvisualisierung und Strömungsvisualisierung.
Was ist Visualisierung?
Visualisierung ist der gezielte Einsatz von Computergraphik (und anderen, verwandten Technologien), um BenutzerInnen nützliche Einblicke in (normalerweise) grosse und/oder komplex gestaltete Datenmengen zu gewähren.
Was ist Volumensvisualisierung?
Volumensvisualisierung verfolgt i.A. das Ziel, nützlich Einblicke in Volumsdaten zu gewähren. Volumsdaten sind u.A. Daten, die auf einem regelmässigen Gitter im 3D gegeben sind und als Skalare (z.B. gemessene Dichtewerte) ausgeprägt sind.
Was ist Strömungsvisualisierung?
Strömungsvisualisierung verfolgt i.A. das Ziel, nützlich Einblicke in Strömungsdaten zu gewähren. Strömungsdaten sind u.A. Daten, die Bewegungen repräsentieren. Beispiele sind gemessene oder simulierte Strömungen von Gasen oder Flüssigkeiten im 2D oder im 3D.
Welche Themen werden sonst noch behandelt?
Ein weiteres Thema der VO ist die illustrative Visualisierung. Die illustrative Visualisierung versucht mittels Methoden des nicht-photorealistischen Renderings Informationen zu kommunizieren. Es wird daher weniger mit exakten Darstellung der Daten gearbeitet, sondern mit der grafischen Aufbereitung der relevanten Information. Man unterscheidet Techniken die sich damit beschäftigen wie etwas dargestellt wird - (also z.B. in welchem Zeichenstil) und Methoden die sich damit beschäftigen was dargestellt wird (z.B. Explosionszeichnungen). Weiters geht die VO auf aktuelle Forschungsarbeiten des Instituts ein.
Warum Visualisierung?
Speziell im Fall von großen und/oder komplex gestalteten Datenmengen ist es oft schwierig mit nicht-graphischen Methoden rasch und effektiv Einblicke in die Daten zu gewinnen.   Etwa die Hälfte unseres menschlichen Gehirns ist der Verarbeitung der Sinneseindrücke gewidmet, die wir durch unsere Augen aufnehmen.   Wir können diesen ''graphisch'' Datenkanal zu unserem Verstand nutzen, um schneller, effizienter und effektiver Daten zu explorieren, zu analysieren bzw. auch zu präsentieren.
Warum die LVA(s) Visualisierung besuchen?
Die Vorlesung ''Visualisierung'' bietet die Möglichkeit, ein sehr interessantes Anwendungsgebiet für Computergraphik Know-How kennen zu lernen. Die dazu gehörige Übung bietet die Möglichkeit, Visualisierung auch praktisch zu erobern.   Visualisierung ist einer von wenigen Anwendungsbereichen von Computergraphik, in welchem (auch in Österreich) interessante job-Möglichkeiten bestehen.
Was sind Beispielanwendungen?
(1)   (2)   (3) 
(1)  Eine Beispiel-Anwendung für die Volumensvisualisierung ist die medizinische Visualisierung. Hier geht es, z.B., um Operationsplanung und -training (Beispielbild: Planung einer Tumorresektion in der Leber [Oeltze et al., 2004]) sowie um die Unterstützung in der Befundung.
(2)  Eine Beispiel-Anwendung für die Strömungsvisualisierung ist die interaktive, visuelle Analyese von Daten aus der Computational Fluid Simulation (CFD). Hier geht es, z.B., um die Analyse des Flugverhaltens von neuen Flugzeugen oder um die Analyse von Verbrennungsvorgängen in der Automobilindustrie (Beispielbild: Analyse der Regeneration eines Dieselpartikelfilters [VRVis, 2004]).
(3)  Ein Beispiel für die illustrative Visualisierung ist die automatische Erstellung von interaktiven Illustrationen aus Patientendaten. Mit interaktiven automatisch generierten Illustrationen kann jedem Patienten seine Diagnose sowie die Behandlung kommuniziert werden.
Umfang:
Die VO "Visualisierung" (186.004) umfaßt 2 Semesterwochenstunden (WS 2.0). Die VO wird im Zusammenhang mit der LU Visualisierung angeboten.

Sprache:
Die Vorlesung wird in deutscher Sprache gehalten.

Ort und Zeit:
Seminarraum 186, Favoritenstr. 9, 5. Stock; jeweils Di., 15:15-16:45

Vorbesprechung:
Di., 7. Oktober 2008, 15h c.t., Seminarraum 186 (= 1. VO).

Anmeldung:
Für die VO Visualisierung ist keine Anmeldung notwendig.

Fragen?
TUWIS++
Informatikforum

Termine

06.10.2009Vorbesprechung VO und LU, Einleitung
13.10.2009Einleitung (Der Einstieg in die VO/LU ist an diesem Termin noch möglich)
20.10.2009Vorlesung
27.10.2009VisLU-Tutorial für das erste Beispiel
03.11.2009Vorlesung
10.11.2009Vorlesung
17.11.2009Vorlesung
24.11.2009Vorlesung
01.12.2009Vorlesung
15.12.2009Präsentationen des 1.Programmierbeispiels & VisLU-Tutorial für das zweite Beispiel
21.12.2009 -
09.01.2010
keine VO, TU-Weihnachtsferien
12.01.2010Ausgewälte aktuelle Forschungsergebnisse
19.01.2010Ausgewälte aktuelle Forschungsergebnisse
26.01.2010LVA Abschluss und Präsentationen des 2.Programmierbeispiels

Handouts

Als Vorlesungsunterlagen dienen die in der VO gezeigten Folien. Auf der web page (siehe weiter unten) können im Laufe des Semesters die aktuellen Folien bezogen werden (jeweils eine, drei oder sechs Folien pro Seite). Wichtig: die hier verfügbaren Folien ersetzen nicht den Besuch der Vorlesung und sind ebensowenig Definition des Stoffumfangs für die Prüfung (s.u.).

Verfügbare Foliensätze:  
1 Folie pro Seite
Einleitung 1.Teil
Einleitung 2.Teil
VolVis 1.Teil
VolVis 2.Teil
VolVis 3.Teil
FlowVis 1.Teil
FlowVis 2.Teil
FlowVis 3.Teil, Additional material: Critical Points
Knowledge Assisted Visualization
Aktuelle Themen und Trends
3 Folien pro Seite
Einleitung 1.Teil
Einleitung 2.Teil
VolVis 1.Teil
VolVis 2.Teil
VolVis 3.Teil
FlowVis 1.Teil
FlowVis 2.Teil
FlowVis 3.Teil, Additional material: Critical Points
Knowledge Assisted Visualization
Aktuelle Themen und Trends
6 Folien pro Seite
Einleitung 1.Teil
Einleitung 2.Teil
VolVis 1.Teil
VolVis 2.Teil
VolVis 3.Teil
FlowVis 1.Teil
FlowVis 2.Teil
FlowVis 3.Teil, Additional material: Critical Points
Knowledge Assisted Visualization
Aktuelle Themen und Trends

Prüfung

Die VO-Prüfung wird mündlich nach der letzten VO abgehalten, Termine und Anmeldung werden rechtzeitig angekündigt. Nach Voranmeldung via mailto:groeller#cg.tuwien.ac.at sind auch Einzeltermine möglich. Wichtig: Stoff der Prüfung sind jene Inhalte, die in der (zuletzt gänzlich gehaltenen) Vorlesung vorgetragenen wurden - Vorsicht(!), im Detail kann sich also der Prf.-Stoff von den hier verfügbaren Folien unterscheiden.

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186.703, LU Visualisierung; WS; Eduard Gröller & Peter Rautek;
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186.143, UE Informationsvisualisierung; SS; Eduard Gröller & Helwig Hauser;
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186.046, SE aus Visualisierung; Eduard Gröller;
186.159, PR Projektpraktikum; Eduard Gröller et al.;
186.168, PR Praktikum aus Computergraphik und digitaler Bildverarbeitung; Eduard Gröller et al.;
Central European Seminar on Computer Graphics; Michael Wimmer et al.;

Interessante Links