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Scientific Visualization > Introduction > Flashcards

Introduction Flashcards

1
Q

Was bedeutet visualisieren?

A

Sich ein Bild machen, abbilden, sichtbar machen

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2
Q

Warum wollen wir Informationen sichtbar machen?

A

Informationen und Beziehungen sichtbar machen erleichtert die Interpretation und verbessert das Verständnis

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3
Q

Was sind die Vorteile von grafischen Anwendungen?

A
  • Verständlicher
  • Intuitiver
  • Interaktiver
  • Benutzerfreundlicher
  • Ästhetischer
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4
Q

Was ist wissenschaftliche Visualisierung?

A

Die zu visualisierenden Daten haben immer eine vorgegebene räumliche Struktur, d.h. sie haben eine feste räumliche Lage

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5
Q

Was ist Informationsvisualisierung?

A

Die Daten sind im Allgemeinen abstrakter und haben in den meisten Fällen keine oder nur eine schwache räumliche Struktur. Beispiele: Geschäftsdaten, Internet- oder Dateistrukturen

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6
Q

Wann ist etwas eine wissenschaftliche Visualisierung und wann eine Informationsvisualisierung?

A

Es ist eine Informationsvisualisierung, wenn die räumliche Darstellung gewählt wird und es ist eine wissenschaftliche Visualisierung, wenn die räumliche Repräsentation gegeben ist

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7
Q

Was ist Visual Analytics?

A
  • Visual Analytics ist die Wissenschaft der analytischen Argumentation, die durch interaktive visuelle Schnittstellen erleichtert wird
  • Behandelt Probleme mit großen Datenmengen mit komplexer Struktur, die nur durch Menschen oder maschinelle Analysen analysiert werden können
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8
Q

Welche Arten von 2D Grids gibt es?

A
  • Uniform rectilinear
  • Cruvylinear
  • Unstructured
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9
Q

Welche Arten von 2D Scalar Fields gibt es?

A
  • Contour lines (Isolines)
  • Surface plots
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10
Q

Welche Arten von 2D Vector Fields gibt es?

A
  • Static and time-varying data
  • Integration of vector fields
  • Vector field topology
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11
Q

Welche Arten von 3D Vector Fields gibt es?

A
  • Particles, Stream Ribbons, Stream Tubes
  • Stream Surfaces, Time Surfaces, 3D LIC
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12
Q

Welche Arten von Volume Visualization (3D Scalar Fields) gibt es?

A
  • Direct Volume Rendering
  • Hardware Acceleration
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13
Q

Wie lauten die Herausforderungen bei Visualisierungen?

A
  • Große Mengen an Daten (Sensoren und Simulationen)
  • Große Komplexität der Daten
  • Interaktivität und Reaktionen in Echtzeit
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14
Q

Was sind die Vorteile von Visualisierungen?

A
  • Schnelleres und besseres Verständnis von wissenschaftlichen und technischen Prozessen
  • Verbesserung in Sicherheit, Effizienz und Qualität von Produktionsprozessen
  • Kürzere Entwicklungszyklen
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15
Q

Welche Schritte werden durchlaufen von den Rohdaten bis zum fertigen Bild in der Rendering Pipeline?

A

Filtering, Mapping, Rendering

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16
Q

Was passiert im Filtering der Rendering Pipeline?

A
  • Selection
  • Preprocessing
  • Linear filtering
17
Q

Was passiert im Mapping der Rendering Pipeline?

A

Mapping of data to geometry and visual properties (color, transparency)

18
Q

Wie kann man Rohdaten kategorisieren?

A
  • Dimensionalitäten der Abtastpositionen
  • Dimensionalitäten der Proben
19
Q

Wie lauten die Dimensionalitäten der Abtastpositionen?

A

1D: z.B. Elektromechanisches Signal, Schall
2D: z.B. Druckverteilung auf einer Oberfläche
3D: z.B. Druckverteilung in einem Volumen

20
Q

Wie lauten die Dimensionalitäten der Proben?

A
  • Skalare Daten: z.B. Druck, Dichte, Temperatur
  • Vektordaten: z.B. Geschwindigkeitsfelder
  • Tensordaten: z.B. Spannungstensor
  • Multivariante Daten: bestehend aus mehreren Skalaren oder Vektoren
21
Q

Welche Ursprünge gibt es für Rohdaten?

A

Messungen oder Simulationen

22
Q

Nennen Sie Beispiele für Messungen.

A

1D: Elektrische Signale
2D: Kartografie, Fotografie
3D: Tomografie

23
Q

Nennen Sie Beispiele für Simulationen.

A
  • Technisch: z.B. Herstellung von Autos und Flugzeugen
  • Wissenschaftliche: z.B. Elektrische Felder
  • Meteorologisch: Wettersimulationen
24
Q

Was sind Vektoren?

A

Vektoren sind Richtungen im Raum, unabhängig von der Position

25
Q

Was sind Punkte?

A

Punkte bezeichnen Positionen (oder Orte) im Raum

26
Q

Welche Regeln für Punkte und Vektoren gibt es?

A
  • Vektoren können mit Skalaren addiert, subtrahiert und multipliziert werden
  • Die Differenz zwischen zwei Punkten ist ein Vektor
  • Addieren eines Vektors zu einem Punkt ergibt einen neuen Punkt
27
Q

Was ist ein Positionsvektor?

A

Bei einem gegebenen Ursprungspunkt ist jeder Punkt eindeutig identifiziert durch seinen Positionsvektor

28
Q

Wie berechnet man den Mittelpunkt einer Linie von P nach Q?

A

M = 1/2P + 1/2Q

29
Q

Wie sind affine Transformationen charakterisiert?

A

Affine Transformationen sind charakterisiert als eine lineare Transformation plus Translation

30
Q

Warum wird die Transformation eines Vektors von einer Translation nicht beeinflusst?

A

Die Transformation eines Vektors wird von der Translation nicht beeinflusst, da er positionsinvariant ist

31
Q

Was ist das Ziel von homogenen Koordinaten?

A

Das Ziel von homogenen Koordinaten ist die gleiche Behandlung von Positionsvektoren und Richtungsvektoren und ein einheitlicher Ausdruck der linearen Transformation und Translation

32
Q

Wie lautet der Lösungsansatz der homogenen Koordinaten?

A
  • Hinzufügen einer zusätzlichen homogenen Koordinate zu Punkten und Vektoren
  • Bei Punkten eine 1
  • Bei Vektoren eine 0
33
Q

Wie kommt man von homogenen Koordinaten wieder zurück zu kartesischen Koordinaten?

A
  • Bei Punkten -> Alle Koordinaten durch w teilen
  • Bei Vektoren -> Alle Koordinaten einfach übernehmen
34
Q

Wie kann man eine verallgemeinerte Drehung erreichen?

A

Eine verallgemeinerte Drehung kann man durch die Hintereinanderausführung mehrerer Drehungen um alle Achsen erreichen

35
Q

Was sind rigide Transformationen?

A

Rigide Transformationen sind affine Transformationen, die aus Rotation und Translation bestehen und nur eine beliebige Positionierung eines Objektes ohne Veränderung der Skalierung erlauben

36
Q

Was braucht man für die Normalenvektortransformation?

A

Für die Normalenvektortransformation nutzt man die inverse transponierte Transformationsmatrix

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