VIZUALIZACIJA

1
VIZUALIZACIJA

• Aleks Jakulin

2
Vizualizacija

• Racunalniško grafiko uporabimo zato, da bi
  pridobili boljši vpogled in enostavnejše
  razumevanje podatkov.

3
Vizualizacija

• Uporaba
• Predstavitev (presentation)
• Analiza (data exploration)
• Klasicne (statisticne) metode (2D)
• Moderne (interaktivne, animirane) metode (3D)
• Dostop do podatkov
• Uporabniški vmesniki
• Zakaj? Ucinkovito!!!

4
Podrocja vizualizacije
InfoVis97,98,99

• Klasicna vizualizacija
• Površine
• Volumni
• Vecdimenzijonalni prostori
• Informacije, znacilke
• Vektorska polja, tokovi, tenzorji, gibanje
• Hierarhije, mreže

• Interaktivna vizualizacija
• Velike podatkovne baze
• Zemljišca
• Tekst in dokumenti
• Veclocljivost
• Virtualna resnicnost
• Ucinkovitost (LOD, kompresija, veclocljivost)
• Izlocanje (extraction)
• Avtomatska priprava

5
Uporaba možganov
6
Predstavitev informacij
Zelo razumljiva za marsikatero domeno. Rezultat
strojnega ucenja bi lahko bil predstavljen tudi
kot vizualizacija. Diskretne predstavitve niso
primerne za vsako domeno.
7
Eksplozija Challengerja

• uporabljena vizualizacija
• alternativna vizualizacija

8
Upoštevati omejitve clovekovih zaznav!

• Prostorsko 2 dimenziji za zaznavo, 3 za
  predstavo.
• Natancnost zaznavanja (Stevensov zakon)
  dolžina gt površina gt volumen
• Natancnost zaznavanja kotov
• precenjena velikost topih kotov
• ocenjena velikost je odvisna od usmerjenosti kota
• Ocenjevanje velikosti je odvisno od razmerja med
  velikostmi in ni absolutno
• uporabimo referencno mrežo

9
Programska oprema

• ViSta (Forrest W. Young)
• Data Explorer (IBM)
• Vis5D (Hibbard, Kellum, Paul, Battaiola)
• S (MathSoft)

10
Zvezdni diagram

• kompakten
• veliko informacij
• površina obmocja - kvaliteta

11
Iskanje povezanosti
12
Iskanje informativnih in podobnih atributov
13
Interaktivnost
14
Interaktivnost 2
15
Interaktivnost 3
16
Deleži
Mozaicni diagram
17
Deleži 2
18
Trellisov diagram
19
Trellisovi diagrami 2
20
Neinteraktivni 3D prostor
21
Potrebšcine za 3D

• Graficna kartica za 3D pospeševanje
• 500 hitreje, okvirna cena že 20000 SIT
• Nvidia TNT/TNT2, GeForce
• 3Dlabs
• SGI, HP, IBM
• 3Dfx, ATI, Matrox, S3 v manjši meri
• Z Linux previdno --- ustrezni gonilniki niso
  vedno na voljo (pri 3dfx in Nvidia so).

22
Raztreseni diagram

• tudi planetni ali mehurcni diagram
• William Playfair (1759-1823)
• The Commercial and Political Atlas, 1786, uvedel
  tudi
• crtni diagram (line)
• stolpcni diagram (bar)
• tortni diagram (pie)

23
Dimenzije

• figura (glyph)
• 5 dimenzij
• prostor
• barva
• velikost

24
Osnovni elementi

• Obseg
• Pozicija
• Velikost
• Sivina
• Razlika
• Smer
• Barva
• Oblika
• Vzorec

Neurejeni Urejeni Kolicinski
25
Razvršcanje

• 7 spektralnih kanalov
• razvršcanje (clustering) lokalnih okolic tock po
  Kohonenu
• primer uporabe avtomatske analize podatkov kot
  pripomocka pri vizualizaciji

26
Nivojske krivulje (contours)

• temperatura
• pozor barva poudarja zaznavo višine -- vecja
  razumljivost

27
Rezine (slices)

• temperatura
• boljša natancnost, slabša locljivost

28
Rezine

• temperatura z geografsko višino

29
Animirane rezine
30
Nivojske ploskve (isosurfaces)
31
Nivojske ploskve (isosurfaces)

• hitrost vetra

32
Polja

• smer vetra

33
Gradienti
Oznaceni z vektorji kot figurami.
34
Volumni

• temperatura
• prostorske tocke voksli (voxel, volume pixel)
• prosojnost
• pocasnost

35
Voksli v medicini
36
Dinamika
streamlines ali nitke
37
Dinamika

• ribbons ali trakovi
• trajektorija travice v vetru

38
Dinamika

• delci ali particles
• v gibanju

39
Združevanje

• smer vetra (vertikalno)
• hitrost vetra
• temperatura
• geografija
• vse animirano

40
Združevanje
41
Vis5D

• interaktivno raziskovanje po dimenzijah
• deluje hitro!

42
Priprava vizualizacije
dataflow
43
Raziskovanje
44
Dilema

• Interaktivnost?
• Racunalnik predvidljiv, enostaven, hiter,
  ucinkovit, ortogonalen. Clovek sprejema odlocitve
  sam, racunalnik nudi le podatke ter uporabniški
  vmesnik.
• Interaktivno raziskovanje (matricno raztreseno)
• Umetna inteligenca?
• Racunalnik podoben cloveku.
• APT (Automatic Presentation Tool), ViA, itd.

45
Uporabniški vmesniki

• ad hoc
• filtri

46
Uporabniški vmesniki
47
Uporabniški vmesniki

• barva
• orientacija
• velikost
• položaj
• filtri

48
Uporabniški vmesniki