Wissenschaftlich-Technische Visualisierung

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1 Wissenschaftlich-Technische Visualisierung Vorlesender: Dr.-Ing. Ulf Döring, Z 2041, ulf.doering@tu-ilmenau.de Webseite zu Vorlesung + Seminar: voraussichtlich 28 Termine: 7 Vorlesungen, 21 Seminare Präsenz-/Selbststudium: 45h/105h empfohlen: eigener Laptop zur Lösung der Seminaraufgaben Abschluss: schriftl. Prüfung 60 min, 5 LP Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

2 Worum geht s in WTV? Überführung von Daten in visuelle (+ ggfs. interaktive) Darstellungen Effizienz, Korrektheit, Wissen über Algorithmen, Formate, Tools, Training der eigenen Programmierfähigkeiten, z.b. Java, Python, C , Meier, Mike, , Bach, Lara, , Wurm, Bodo, , Golumbowsky, M Daten 273.5, 472.4, 142.4, , 229.5, 543.9, ,6, 284.6, 194.3, , 773.1, 860.2, Verarbeitung mittels: - eigener Software - verfügbarer Konvertierungs-/ Visualisierungssoftware - Kombination obiger Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

3 Vorlesungsinhalte Algorithmen & Datenstrukturen zu ausgewählten Visualisierungstechniken, u.a.: o o o Isolinien / Intervallflächen, Isofächen, Volume ray casting Daten-/Dateiformate, u.a.: o o CSV, OBJ, SVG, EPS, HTML, JS, WebGL inkl. Script-Sprachen wie JavaScript und (Encapsulated) Postscript Beispiele zum Aufbau von Transformationspipelines (siehe folgende Beispiele zu Seminarinhalten) , Meier, Mike, , P3 Bach, Lara, , Wurm, Bodo, , 255 # Golumbowsky, test mesh M o 80 datamesh v v <svg xmlns=" v version="1.1" v x="7" y="7" width="53 height="33 > v <polygon fill="none" points="10,10 50,10 50,30 10,30" stroke="black" stroke-width="6" /> </svg> Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

4 Seminarinhalte Übungen zur programmtechnischen Umsetzung ausgewählter Vorlesungsinhalte (Beispiele siehe folgende Folien) Themenauswahl kann entsprechend aktuellen Anforderungen aus anderen Fächern gesteuert werden Programmiersprache teils durch das Zielsystem vorgegeben, teils frei wählbar Präsentation von Lösungen (Ansätze, Spezialfälle, Speziallfallbehandlung, Testdaten, Effizienz, Code-Lesbarkeit ) Gruppenarbeit zu einem ausgewählten Thema geht in die Modulnote ein Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

5 Beispiele für Seminarinhalte (1) Export von Daten als Textdatei + Erzeugung von.csv-daten Import in Tabellenkalkulation & Erzeugung von Diagrammen oder: Erzeugung von.js-daten Anzeige mit Framework (z.b. D3.js) im Browser oder: , Meier, Mike, , Bach, Lara, , Wurm, Bodo, , Golumbowsky, M CSV-Datei erzeugtes Diagramm Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

6 Beispiele für Seminarinhalte (2) Export von Daten als Rastergrafik + Erzeugung von.pgm oder.ppm-daten Konvertierung nach.png Anzeige im Web-Browser z.b. als Overlay für (Zwischen-)Ergebnisse eigener Bildverarbeitungsalgorithmen P PPM-Datei PNG-Datei Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

7 Beispiele für Seminarinhalte (3) Videos/Animationen Videoerstellung aus Folge selbstgenerierter Grafiken ggfs. auch aus statischen Quellen im Originalstil %!PS-Adobe-3.0 EPSF-3.0 %%BoundingBox: /m { moveto } bind def /l { lineto } bind def /myfig { % xpos ypos newpath m rlineto Postscript gescante Buchseite Animation des Mechanismus wurde aus Einzelbildern mit Postscript erzeugt. in Buchseite eingebettete Animation Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

8 Beispiele für Seminarinhalte (4) Export von 3D-Daten + Erzeugung von.obj-daten Import in Blender / Web-Browser / Erzeugen eines Bildes oder einer Bilderserie Texteditor # my mesh o datamesh v v v v v OBJ Blender , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , CSV # This is output of Mesh3DFromField2Do mesh_from_csv_50x50 v v v v v v v s off f f f f f Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS OBJ Blender

9 Beispiele für Seminarinhalte (5) Interaktive Darstellung / Modifikation von 2D-Kurven Interaktion: Kontrollpunkteingabe, Kurvenartwahl Erfahrungen zu Berechnungsansätzen (Ausgleichsrechnungen etc.) / Erkennen und Behandeln von Spezialfällen Umsetzung in JavaScript (Web- Browser, Canavs-Element) Canvas im Web-Browser Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS

10 Nutzen erweiterte Kenntnisse bzgl.: Algorithmen/Datenstrukturen zur Visualisierung in 2D und 3D Datenformaten und Script-Sprachen Fähigkeiten: effizienteres Debuggen eigener Anwendungen durch visuelle (problemangepasste, ggfs. interaktive) Ausgaben automatisierte Erstellung von Diagrammen, Bildern, Animationen aus eigenen Daten zur Verwendung in studentischen Arbeiten, Veröffentlichungen mehr Programmiererfahrung und dann? z.b. weitere Vertiefung in Mastervorlesungen wie Geometrisches Modellieren, Advanced Computer Graphics, Interaktive Grafiksysteme Ulf Döring WTV: Übersicht zum SS