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Visualisierung - Open Sources Tools zur Datenaufbereitung ...

Visualisierung - Open Sources Tools zur Datenaufbereitung
Vortragsreihe Simulation, 20.5.2010

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  • 1. VisualisierungOpen Source Tools zur Datenaufbereitung
    Thomas Schrefl
    thomas.schrefl@fhstp.ac.at
  • 2. Überblick
    • Geschichte und aktuelle Beispiele
    • 3. Die Psychologie des Sehens
    • 4. Paraview: Visualisierung von 3D Vorgängen
    • 5. Provenance: Wer Wann Wie
  • 6.
  • 7. William Playfair, The Commercial and Political Atlas, 1786
  • 8. Informations Wachstum
  • 9. Bessere Darstellungen
    1980
    2007
  • 10. 1990: A study of the evolution of a numerically modeled severe storm
    http://redrock.ncsa.illinois.edu/image_89video.html
  • 11. 2004: Hunt for the supertwister
    http://access.ncsa.illinois.edu/Stories/supertwister/tornado/image_gallery.htm
  • 12.
  • 13.
  • 14. Visualisierung
    • Wenn Daten in einer bestimmten Art dargestellt werden
    • 15. Dann können Muster leicht erkannt werdenRauschen im Vordergrund hat weniger Auswirkung
  • Für welche Fruchtsorte ist der Wert in $ der importierten Ware am größten?
  • 16.
  • 17. 1 Suche den höchsten Balken
    2 Lese den Namen der Frucht
  • 18. Visuelle Abfragen
    • Gewinnen von Aufmerksamkeit
    • 19. Augenbewegungen
    • 20. Mustererkennung
    Wenn wir visuelle Abfragen besser verstehen können wir besssere Grafiken gestalten
  • 21. Betrachte die Linien und BuchstabenFinde heraus, was geschrieben steht
  • 22.
  • 23. Betrachte die GesichterInterpretiere den Gesichtsausdruck
  • 24.
  • 25. Bottom-up und Top-down
    • Je nach Aufgabe verschwinden die Gesichter oderdie Buchstaben aus dem Bewußtsein
    • 26. Was wir sehen hängt vom Muster auf der Leinwand(bottom-up) und der Aufmerksamkeit (top-down) ab
    • 27. Top-down Effekte bestimmen wo wir hinsehen und was wir vom Bildmuster wahrnehmen
  • 28. Hintere Hirnrinde
  • 29. Feature Verarbeitung
    • V1 Hirnrinde
    • 30. Fünf Milliarden Neuronen
    • 31. verarbeiten kleine Informationspackete
    • 32. Orientierung und Größe
    • 33. Rot-Grün, Blau-Gelb
    • 34. Bewegungsrichtungen
    Das Verstehen der Feature Verarbeitung hilft Symbole zu verwenden, die hervorstechen
  • 35. Pop-up Effekt
  • 36. Eigenschaftskanäle
  • 37. Unterscheidbarkeit
    • Gute Unterscheidbarkeit
    • 38. Zielobjekt unterscheidet sich in mehr als einer Eigenschaft auftreten
    • 39. Weniger gut Unterscheidbar
    • 40. Zielobjekt unterschiedet sich nur in einer Eigenschaft
    • 41. Zielobjekt ist von ähnlichen Objekten umgeben
  • Mehr als ein pop-up
    • Mehr als ein pop-up wird benötigt, wenn ein Grafikmehr als eine visuelle Abfrage beantworten soll
    • 42. Nach den Symbolen soll unabhängig voneinandergesucht werden können
    • 43. In jedem Kanal können nur drei Levels unterschieden werden (drei Größen, drei Orientierungen, …)
  • Wie ist der Zusammenhang zwischenBruttonationalprodukt eines Staates (GDP),Bildung, Bevölkerungswachstum und Wachstum der Städte
  • 44.
  • 45. Zwischenstufliche Mustererkennung
    • Der visuelle Raum wird in Bereiche mit einheitlicher Texture oder Farbe unterteilt
    • 46. Das visuelle Feld wird in einzelne Muster unterteiltImplikationen für das Grafik-Design: Wie Elemente werden zusammengefügt oder isoliert?
  • 47.
  • 48.
  • 49. (a)
    Direkte Anwendung für die Darstellung von Vektorfeldern
    (b)
  • 50. ömun
    Visuelle Abfragen:
    - Wo ist die stärkste Strömung
    • Wohin treibt ein Gegenstand im Wasser
    • 51. Wo ist das Wasser am kältesten
  • Das Auge
    • Mini-Digitalkamera
    • 52. Linse
    • 53. Fokusiert das Bild die Netzhaut
    • 54. Lichtempfindliche Kegel (3 für 3 verschiedene Fraben)Stäbchen (für schwaches Licht)
  • Mosaik von Fotorezeptoren im Auge
  • 55. Auflösung
  • 56. Reihenfolge
  • 57. Gradienten / Änderung der Werte
  • 58. Farbreihenfolgen
    • AufgabederFarben
    • 59. Muster in den Datenerkennen
    • 60. Quantitative Zahlenwertedarstellen
    • 61. Hervorhebungen: Starkes Signal in einemKanalUnterschiedzumHintergrund
    • 62. Null istwichtigeZahl, verwendeeinenneutralen Wert mehrgesättigteFrabenfürWerteüber und unter null
    • 63. Formenwerdendurch den LuminanzkanalvermitteltZuvieleFrabenkönnen die Forminformationzerstören
  • 64. http://www.purveslab.net/seeforyourself/
  • 65. http://www.purveslab.net/seeforyourself/
  • 66. Spezielle Farben
    • Aufgrund der color opponent channels Theoriesind die folgenden Farben einzigartig
    • 67. Sie treten auf, wenn ein starkes Signal auf einem Kanalauftritt und kein Signal an den anderen beiden Kanälen
    Diese Farben werden unabhängig von der Spracheder Menschen am meisten benutzt
  • 68. Erlernbarkeit
    • Verwendig reine Farbtöne zuerst(rot, grün, gelb, blau; dann rosa, braun, orange, grau, viollet)
    • 69. Nicht zuviele Farben
    • 70. Pop-up effects: Hintergrund und Nachbarn sindwichtig wenn etwas hervorstechen soll
  • Form durch Schattierung
  • 71. Grid weniger dominant, Form der Wolke
    Baker, Bushell, After the storm: Considerations for information visualization,IEEE Computer Graphics and Applications 15 (1995) 12
  • 72. Farben und Zeitleiste
  • 73. Zusammenfassung
    • Pop-upsMehr als ein Kanal (zB Farbe, Helligkeit, Form) um Aufmerksamkeit auf einen Punkt zu lenken
    • 74. Farbenwenige Farben, klare Reihenfolge Helligkeitskontrast für hohe Ortsauflösung
  • Bücher
    • Colin Ware, Visual Thinking: for Design (Paperback), Morgan Kaufmann Publishers, 2008
    • 75. Colin Ware, Information Visualization, Second Edition: Perception for Design, 2004
  • http://www.purveslab.net/seeforyourself/
  • 76. http://www.purveslab.net/seeforyourself/
  • 77. Paraview
    • Downloadwww.paraview.org
    • 78. Einführunghttp://paraview.org/Wiki/images/6/65/ParaViewTutorial36.pdf http://www.cs.unc.edu/~taylorr/Comp715/ParaView3_2_Tutorial.html
  • Vistrails
    • www.vistrails.org
    • 79. www.vistrails.com
  • User Interface
  • 80. Provenance (Herkunft)
    Wie ist das Bild entstanden?
    Welche Datensätze wurden verwendet?
    Welche Schritte (Filter, etc ....) wurden angewendet?
    Lässt sich die Ansicht mit früheren Versionen vergleichen?
  • 81.
  • 82.
  • 83. Load Vistrails Plugin into Paraview
  • 84.
  • 85. Lade Datensatz
    Lade Datenfile
  • 86. Selektere Daten
    Wähle Momentum aus
  • 87. Klicke Apply
  • 88. Seletiere eine Untergitter
    1 Extract subgrid
    3 Klick Apply
    2 Setze Minium und Maxium auf 18 iin der resten Zeie
  • 89. Wähle Momentum aus
  • 90. Selektiere Oberfläche
    2 Extract subgrid
    1 Wähle bluntfin
    4 Klick Apply
    3 Setze Minium und Maxium auf 0in der zweiten Zeile
  • 91. Stromlinien (1)
    Ändere auf Line Source
  • 92. Stromlinien (2)
    Editiere Anfangs - und Endpunktund Anzahl der Punkte
  • 93. Tubes (1)
    1 Wähle den Stream Tracer dann Menü Filters Alphapetical  Tube
  • 94. Tubes (2)
    Wähle Number of Sidesund Radius
  • 95. Tubes (3)
    Wähle Angular Velocityfür die Farbe der Tubes
  • 96. Speichere als Paraview File
  • 97. Öffne das File comb.xyz
  • 98. Lade die Daten
    Klick Hier
  • 99. Zeichne einen Contour Plot
    Menu: Filter  Alphabetical  Contour
    Wähle die GrenzeDoppelklick und ändernauf 0.3
  • 100. Wähle Pressure