Dokumentation FlowVis

LÜ: Visualisierung WS 2005/06
Matthias Braun
 

Inhalt

1. Was ist FlowVis ?
2. Systemvoraussetzungen
3. Bedienung und Funktionalität

1. Was ist FlowVis ?

FlowVis ist ein Softwareprogramm zur Visualisierung von 2D-Strömungsdaten. Neben konventionellen Arrowplots bietet das Programm weitere Visualisierungsmethoden wie evenly-based-streamlines und LIC (line integral convolution). Ein Farbsystem ermöglicht die Farbkodierung verschiedener Skalarwerte und Überblendungen verschiedener Visualisierungsmethoden.

Eine aktive Zoomfunktion ermöglicht das interaktive Navigieren im Datensatz.

2. Systemvoraussetzungen

FlowVis wurde mit dem .Net SDK 1.1 entwickelt und benötigt dementsprechend eine installierte .Net-Runtime-Environment. VolPack greift auch auf OpenGL-Routinen zu, die benötigten dll's werden aber mitgeliefert und brauchen nicht installiert oder registriert werden.

FlowVis basiert auf dem .Net-SDK

3. Bedienung und Funktionalität

Alle Funktionen sind übersichtlich angeordnet und nach Funktionen gruppiert.

Einige Bedienhinweise:

Über die Schaltflächen in der Gruppe "Extend" lässt sich der Bildextend einstellen.
+ / -  : zoomt den Ausschnitt um den Faktor 2 hinein bzw. hinaus.

Es kann auch mit der Maus in das Bild hineingezoomt werden. Linke Maustaste gedrückt halten, Zoomfenster aufziehen und loslassen. Mit der rechten Maustaste wird die letzte Zoomstufe wieder zurückgenommen.

       

Stream-Line Visualisierung

Arrow

Plottet flow-arrows an selektiven Punkten des Strömungsfeldes. Dichte und Größe der arrows können festgelegt werden. Der Modus "animation" erzeugt zusätzlich den Eindruck des Fließens der Strömung.

Hier lässt sich auch der Background einstellen und ggfs. farbcodieren. Welche Skalarwerte eingefärbt werden sollen lässt sich über den Modus einstellen. Der Button "render direct" rendert den momentanen Strömungsausschnitt mit der bestmöglichen Auflösung, geht aber beim Aktualisieren des Bildes wieder verloren.

Stream-Lines

Selektiv können Stream-Lines zur Visualisierung verwendet werden.

Es existieren zwei Modi: Solid und Image.
Der Solid-Mode ermöglicht das Setzen einer einzelnen Stream-Line an der Mausposition mit Klick auf die mittlere Maustaste. Es stehen zwei Integrationsmethoden (Euler und Runge-Kutta) zur Auswahl. Zum Vergleich können auch beide Methoden gleichzeitig verwendet werden. Schrittanzahl und Schrittweite sind per Schieberegler einstellbar.

Der Image-Mode erzeugt evenly-places stream-lines in Abhängigkeit von den Parametern dsep und dtest, die interaktiv veränderbar sind und die Dichte der stream-lines bestimmen. Zusätzlich können tapering- und glyph-Effekte eingestellt werden.

  
Stream-Lines color coded

LIC (Line-Integral-Convolution)

Eine texturbasierte Technik zur Strömungsvisualisierung. Eine unkorrelierte Textur (z.B. Noise) wird iterativ in Strömungsrichtung verschoben. Entspricht einer adaptiven Faltung der Textur, wobei der Faltungskern der jeweiligen Integrationskurve des betrachteten Pixels entspricht.
Zur Integration wird das Runge-Kutta-Verfahren 2. Ordnung verwendet. Die Berechnung kann mehrere Sekunden in Anspruch nehmen. Anzahl der Integrationsschritte und Schrittweite sind interaktiv einstellbar. Zur Kontrastverstärkung wird das Histogramm der resultierenden Textur in einem Postprocessing-Step äqualisiert.

   
LIC-Image color coded                          LIC-Image

Editieren der Transferfunktion zur Farbcodierung:

Über die Schaltfläche Transferfunktion öffnet sich ein nicht-modaler Dialog, der beliebig lange geöffnet bleiben kann. Hier lässt sich die Transferfunktion editieren. Die Y-Achse entspricht der Opazität und geht von 0 (keine Opazität, voll transparent) bis 1 (volle Opazität, keine Transparenz). Die X-Achse entspricht den Intensitätswerten des Datensatzes und wird durch den minimalen und den maximalen Intensitätswert beschränkt.

Knoten einfügen: linken Maustaste
Knoten verschieben: linke Maustaste gedrückt halten und Knoten in neue Position ziehen
Knoten löschen: rechte Maustaste auf den zu löschenden Knoten. Randknoten (links und rechts) können nicht gelöscht werden!
Farbe einstellen: mittlere Maustaste auf den Knoten, dessen Farbe eingestellt werden soll. Es öffnet sich ein Color-Chooser-Dialog

Über die "load/save" Schaltflächen lässt sich die Transferfunktion speichern bzw. eine andere Transferfunktion laden.

Der Dialog kann auch vergrößert werden, um eine feinere Abstimmung zu ermöglichen.

   
Dialog zum Editieren der Transferfunktion