Innovative Interaktionstechniken in Der Visualisierung

ISBN-13: 9783540593157 / Niemiecki / Miękka / 1995 / 185 str.

Wolfgang Felger

Opis

Der vorliegende Band beschaftigt sich mit neuen Aspekten der Interaktion in der technisch-wissenschaftlichen Datenvisualisierung und in Echtzeitsystemen zur Visualisierung virtueller Umgebungen. Ziel des Buches ist es, neue Interaktionstechniken fur die Visualisierung bereitzustellen und Methoden zu entwerfen, die Interaktion mit der Datensemantik ermoglichen, wobei datenflussorientierte Systemarchitekturen besonders berucksichtigt werden. Weiterhin werden Mechanismen zur Interaktionssteuerung virtueller Umgebungen entwickelt, die dem Echtzeitanspruch und der Mehrdimensionalitat solcher Systeme genugen. Besonderes Interesse wurde hierbei einer sensorunabhangigen Geratesteuerung gewidmet."

Spis treści

I: Einführung.- 1 Einleitung.- 1.1 Motivation der Problematik.- 1.2 Beschreibung der Aufgabe.- 1.3 Gliederung des Buchs.- 1.4 Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse.- 2 Stand der Wissenschaft und Technik.- 2.1 Interaktionsgeräte.- 2.1.1 Eingabesysteme.- 2.1.2 Darstellungssysteme.- 2.1.3 Weitere Geräte.- 2.2 Systeme zur technisch-wissenschaflichen Datenvisualisierung.- 2.2.1 Graphikbibliotheken.- 2.2.2 Visualisierungssysteme.- 2.2.3 Baukastensysteme für Visualisierungsanwendungen.- 2.2.4 Anwendungen.- 2.3 Interaktionstechniken.- 2.3.1 3D-Interaktion mit 2D-Eingabegeräten.- 2.3.2 Echte 3D-Interaktion.- 2.3.3 Systeme zur Interaktion mit virtuellen Umgebungen.- 3 Referenzmodell für Visualisierungssysteme.- 3.1 Motivation.- 3.2 Grundlagen.- 3.2.1 Bildbegriff.- 3.2.2 Semantische Abbildung.- 3.3 Basis-Referenzmodell.- 3.4 Modell der technisch-wissenschaftlichen Datenvisualisierung.- 3.5 Modell der Echtzeit-Visualisierung virtueller Umgebungen.- 3.6 Klassifizierungsmerkmale von Visualisierungssystemen.- 3.7 Zusammenfassung.- II: Interaktion in der technisch-wissenschaftlichen Datenvisualisierung.- 4 Interaktiver, visueller Datenvergleich.- 4.1 Motivation.- 4.2 Interaktive Vergleichstechniken.- 4.3 Interaktion.- 4.4 Systemprototyp COMPARI.- 4.4.1 Fallstudie aus der Strömungsmechanik.- 4.4.2 Realisierung.- 4.5 Zusammenfassung.- 5 Semantische Interaktion in Datenflußsystemen.- 5.1 Motivation.- 5.2 Grundlagen der Interaktion.- 5.2.1 Interaktionskonzepte.- 5.2.2 Basisarchitektur.- 5.3 Interaktionsschleife.- 5.3.1 Funktionalität.- 5.3.2 Datenfluß.- 5.4 Visualisierungseingabe-Pipeline.- 5.4.1 Grundlagen inverser Module.- 5.4.2 Design einer Visualisierungseingabe-Pipeline.- 5.4.3 Architekturen.- 5.5 Realisierungsaspekte und Ergebnisse.- 5.5.1 Verbindungstopologie.- 5.5.2 Räumliche Referenzen und Abkürzungen.- 5.5.3 Implementierte Module.- 5.5.4 Beispiele.- 5.6 Zusammenfassung.- III: Interaktion in Echtzeit-Systemen zur Visualisierung virtueller Umgebungen.- 6 Vergleich und Bewertung von Eingabegeräten.- 6.1 Motivation.- 6.2 Beschreibung der Versuchsumgebung.- 6.2.1 Interaktionen.- 6.2.2 Eingabegeräte.- 6.2.3 Systemarchitektur.- 6.3 Versuchsplan.- 6.3.1 Versuchsablauf.- 6.3.2 Versuchspersonen.- 6.4 Versuchsergebnisse und Diskussion.- 6.4.1 Zeitauswertung.- 6.4.2 Subjektive Meinungen.- 6.5 Zusammenfassung.- 7 Interaktions-Toolkit.- 7.1 Motivation.- 7.2 Architektur.- 7.3 Geräteunabhängige Eingabe.- 7.3.1 Geräteabstraktion.- 7.3.2 Logische Eingabeklassen.- 7.3.3 Geräteanpassung.- 7.4 Datenglättung von physikalischen Eingabedaten.- 7.4.1 Datenerfassung.- 7.4.2 Digitale Filter.- 7.4.3 Nicht-rekursive Filter.- 7.4.4 Rekursive Filter.- 7.4.5 Realisierte Filter.- 7.5 Interaktionsrückkopplung.- 7.5.1 Visuelle Rückkopplung.- 7.5.2 Andere Arten der Rückkopplung.- 7.6 Kommunikationsaspekte.- 7.7 Stereoskopie.- 7.7.1 Physiologische Grundlagen der Stereoskopie.- 7.7.2 Stereoskopische Projektionen.- 7.7.3 Algorithmus zum Modell der parallelen Sehstrahlen.- 7.7.4 Berechnung der Stereoparameter.- 7.8 Kollisionserkennung.- 7.8.1 Klippalgorithmus.- 7.8.2 Beschleunigungen.- 7.9 Zusammenfassung.- 8 Navigation.- 8.1 Motivation.- 8.2 Navigationstechniken.- 8.2.1 Teleportation.- 8.2.2 Kamera in der Hand (Eyeball in Hand).- 8.2.3 Szene in der Hand (Scene in Hand).- 8.2.4 Zeige & Fliege (Point & Fly).- 8.2.5 Kopf-Tracking.- 8.3 Navigationsmodell.- 8.3.1 Modellgrößen.- 8.3.2 Visualisierung von graphischen Objekten.- 8.4 Navigations-Toolkit.- 8.5 Quaternionen.- 8.5.1 Rotationen mit Quaternionen.- 8.5.2 Äquivalenz additiv inverser Quaternionen.- 8.5.3 Orientierungen und Quaternionen.- 8.5.4 Sphärische lineare Interpolation.- 8.6 Zusammenfassung.- 9 System zur Entwicklung virtueller Umgebungen.- 9.1 Motivation.- 9.2 Gesamtarchitektur des Toolkits zur Entwicklung virtueller Umgebungen.- 9.3 Integration der Hardware- und Software-Komponenten.- 9.4 Anwendungen.- 9.5 Zusammenfassung.- IV: Schlußbetrachtungen.- 10 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick.- 11 Literaturverzeichnis.- 11.1 Literatur zum Stand der Technik.- 11.2 Literatur mit unmittelbarem Bezug zum Thema.