Introduction Flashcards
Was bedeutet visualisieren?
Sich ein Bild machen, abbilden, sichtbar machen
Warum wollen wir Informationen sichtbar machen?
Informationen und Beziehungen sichtbar machen erleichtert die Interpretation und verbessert das Verständnis
Was sind die Vorteile von grafischen Anwendungen?
- Verständlicher
- Intuitiver
- Interaktiver
- Benutzerfreundlicher
- Ästhetischer
Was ist wissenschaftliche Visualisierung?
Die zu visualisierenden Daten haben immer eine vorgegebene räumliche Struktur, d.h. sie haben eine feste räumliche Lage
Was ist Informationsvisualisierung?
Die Daten sind im Allgemeinen abstrakter und haben in den meisten Fällen keine oder nur eine schwache räumliche Struktur. Beispiele: Geschäftsdaten, Internet- oder Dateistrukturen
Wann ist etwas eine wissenschaftliche Visualisierung und wann eine Informationsvisualisierung?
Es ist eine Informationsvisualisierung, wenn die räumliche Darstellung gewählt wird und es ist eine wissenschaftliche Visualisierung, wenn die räumliche Repräsentation gegeben ist
Was ist Visual Analytics?
- 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
Welche Arten von 2D Grids gibt es?
- Uniform rectilinear
- Cruvylinear
- Unstructured
Welche Arten von 2D Scalar Fields gibt es?
- Contour lines (Isolines)
- Surface plots
Welche Arten von 2D Vector Fields gibt es?
- Static and time-varying data
- Integration of vector fields
- Vector field topology
Welche Arten von 3D Vector Fields gibt es?
- Particles, Stream Ribbons, Stream Tubes
- Stream Surfaces, Time Surfaces, 3D LIC
Welche Arten von Volume Visualization (3D Scalar Fields) gibt es?
- Direct Volume Rendering
- Hardware Acceleration
Wie lauten die Herausforderungen bei Visualisierungen?
- Große Mengen an Daten (Sensoren und Simulationen)
- Große Komplexität der Daten
- Interaktivität und Reaktionen in Echtzeit
Was sind die Vorteile von Visualisierungen?
- Schnelleres und besseres Verständnis von wissenschaftlichen und technischen Prozessen
- Verbesserung in Sicherheit, Effizienz und Qualität von Produktionsprozessen
- Kürzere Entwicklungszyklen
Welche Schritte werden durchlaufen von den Rohdaten bis zum fertigen Bild in der Rendering Pipeline?
Filtering, Mapping, Rendering
Was passiert im Filtering der Rendering Pipeline?
- Selection
- Preprocessing
- Linear filtering
Was passiert im Mapping der Rendering Pipeline?
Mapping of data to geometry and visual properties (color, transparency)
Wie kann man Rohdaten kategorisieren?
- Dimensionalitäten der Abtastpositionen
- Dimensionalitäten der Proben
Wie lauten die Dimensionalitäten der Abtastpositionen?
1D: z.B. Elektromechanisches Signal, Schall
2D: z.B. Druckverteilung auf einer Oberfläche
3D: z.B. Druckverteilung in einem Volumen
Wie lauten die Dimensionalitäten der Proben?
- Skalare Daten: z.B. Druck, Dichte, Temperatur
- Vektordaten: z.B. Geschwindigkeitsfelder
- Tensordaten: z.B. Spannungstensor
- Multivariante Daten: bestehend aus mehreren Skalaren oder Vektoren
Welche Ursprünge gibt es für Rohdaten?
Messungen oder Simulationen
Nennen Sie Beispiele für Messungen.
1D: Elektrische Signale
2D: Kartografie, Fotografie
3D: Tomografie
Nennen Sie Beispiele für Simulationen.
- Technisch: z.B. Herstellung von Autos und Flugzeugen
- Wissenschaftliche: z.B. Elektrische Felder
- Meteorologisch: Wettersimulationen
Was sind Vektoren?
Vektoren sind Richtungen im Raum, unabhängig von der Position
Was sind Punkte?
Punkte bezeichnen Positionen (oder Orte) im Raum
Welche Regeln für Punkte und Vektoren gibt es?
- 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
Was ist ein Positionsvektor?
Bei einem gegebenen Ursprungspunkt ist jeder Punkt eindeutig identifiziert durch seinen Positionsvektor
Wie berechnet man den Mittelpunkt einer Linie von P nach Q?
M = 1/2P + 1/2Q
Wie sind affine Transformationen charakterisiert?
Affine Transformationen sind charakterisiert als eine lineare Transformation plus Translation
Warum wird die Transformation eines Vektors von einer Translation nicht beeinflusst?
Die Transformation eines Vektors wird von der Translation nicht beeinflusst, da er positionsinvariant ist
Was ist das Ziel von homogenen Koordinaten?
Das Ziel von homogenen Koordinaten ist die gleiche Behandlung von Positionsvektoren und Richtungsvektoren und ein einheitlicher Ausdruck der linearen Transformation und Translation
Wie lautet der Lösungsansatz der homogenen Koordinaten?
- Hinzufügen einer zusätzlichen homogenen Koordinate zu Punkten und Vektoren
- Bei Punkten eine 1
- Bei Vektoren eine 0
Wie kommt man von homogenen Koordinaten wieder zurück zu kartesischen Koordinaten?
- Bei Punkten -> Alle Koordinaten durch w teilen
- Bei Vektoren -> Alle Koordinaten einfach übernehmen
Wie kann man eine verallgemeinerte Drehung erreichen?
Eine verallgemeinerte Drehung kann man durch die Hintereinanderausführung mehrerer Drehungen um alle Achsen erreichen
Was sind rigide Transformationen?
Rigide Transformationen sind affine Transformationen, die aus Rotation und Translation bestehen und nur eine beliebige Positionierung eines Objektes ohne Veränderung der Skalierung erlauben
Was braucht man für die Normalenvektortransformation?
Für die Normalenvektortransformation nutzt man die inverse transponierte Transformationsmatrix
