VIZUALIZACIJA Aleks Jakulin Vizualizacija Raunalniko grafiko uporabimo zato

VIZUALIZACIJA Aleks Jakulin

Vizualizacija Računalniško grafiko uporabimo zato, da bi pridobili boljši vpogled in enostavnejše razumevanje podatkov.

Vizualizacija • Uporaba: – Predstavitev (presentation) – Analiza (data exploration) • Klasične (statistične) metode (2 D) • Moderne (interaktivne, animirane) metode (3 D) – Dostop do podatkov • Uporabniški vmesniki • Zakaj? Učinkovito!!!

Področja vizualizacije Info. Vis 97, 98, 99 • • Klasična vizualizacija Površine Volumni Večdimenzijonalni prostori • Informacije, značilke • Vektorska polja, tokovi, tenzorji, gibanje • Hierarhije, mreže • • Interaktivna vizualizacija Velike podatkovne baze Zemljišča Tekst in dokumenti Večločljivost Virtualna resničnost Učinkovitost (LOD, kompresija, večločljivost) • Izločanje (extraction) • Avtomatska priprava

Uporaba možganov

Predstavitev informacij Zelo razumljiva za marsikatero domeno. Rezultat strojnega učenja bi lahko bil predstavljen tudi kot vizualizacija. Diskretne predstavitve niso primerne za vsako domeno.

Eksplozija Challengerja • uporabljena vizualizacija • alternativna vizualizacija

Upoštevati omejitve človekovih zaznav! • Prostorsko 2 dimenziji za zaznavo, 3 za predstavo. • Natančnost zaznavanja (Stevensov zakon) dolžina > površina > volumen • Natančnost 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 referenčno mrežo

Programska oprema • • Vi. Sta (Forrest W. Young) Data Explorer (IBM) Vis 5 D (Hibbard, Kellum, Paul, Battaiola) S+ (Math. Soft)

Zvezdni diagram • kompakten • veliko informacij • površina območja kvaliteta

Iskanje povezanosti

Iskanje informativnih in podobnih atributov

Interaktivnost

Interaktivnost 2

Interaktivnost 3

Deleži Mozaični diagram

Deleži 2

Trellisov diagram

Trellisovi diagrami 2

Neinteraktivni 3 D prostor

Potrebščine za 3 D • Grafična kartica za 3 D pospeševanje – 500% hitreje, okvirna cena že 20000 SIT – Nvidia TNT/TNT 2, Ge. Force – 3 Dlabs – SGI, HP, IBM – 3 Dfx, ATI, Matrox, S 3 v manjši meri • Z Linux previdno --- ustrezni gonilniki niso vedno na voljo (pri 3 dfx in Nvidia so).

Raztreseni diagram • tudi planetni ali mehurčni diagram • William Playfair (1759 -1823) • The Commercial and Political Atlas, 1786, uvedel tudi: – črtni diagram (line) – stolpčni diagram (bar) – tortni diagram (pie)

Dimenzije • figura (glyph) • 5 dimenzij: – prostor – barva – velikost

Osnovni elementi Neurejeni • Obseg: – Pozicija – Velikost – Sivina • Razlika – – Smer Barva Oblika Vzorec Urejeni Količinski

Razvrščanje • 7 spektralnih kanalov • razvrščanje (clustering) lokalnih okolic točk po Kohonenu • primer uporabe avtomatske analize podatkov kot pripomočka pri vizualizaciji

Nivojske krivulje (contours) • temperatura • pozor: barva poudarja zaznavo višine -- večja razumljivost

Rezine (slices) • temperatura • boljša natančnost, slabša ločljivost

Rezine • temperatura z geografsko višino

Animirane rezine

Nivojske ploskve (isosurfaces)

Nivojske ploskve (isosurfaces) • hitrost vetra

Polja • smer vetra

Gradienti Označeni z vektorji kot figurami.

Volumni • temperatura • prostorske točke: voksli (voxel, volume pixel) • prosojnost • počasnost

Voksli v medicini

Dinamika streamlines ali nitke

Dinamika • ribbons ali trakovi • trajektorija travice v vetru

Dinamika • delci ali particles • v gibanju

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

Združevanje

Vis 5 D • interaktivno raziskovanje po dimenzijah • deluje hitro!

Priprava vizualizacije dataflow

Raziskovanje

Dilema • Interaktivnost? – Računalnik predvidljiv, enostaven, hiter, učinkovit, ortogonalen. Človek sprejema odločitve sam, računalnik nudi le podatke ter uporabniški vmesnik. – Interaktivno raziskovanje (matrično raztreseno) • Umetna inteligenca? – Računalnik podoben človeku. – APT (Automatic Presentation Tool), Vi. A, itd.

Uporabniški vmesniki • ad hoc • filtri

Uporabniški vmesniki

Uporabniški vmesniki • • • barva orientacija velikost položaj filtri

Uporabniški vmesniki