1,363 research outputs found

    The State of the Art in Flow Visualization: Dense and Texture-Based Techniques

    Get PDF
    Flow visualization has been a very attractive component of scientific visualization research for a long time. Usually very large multivariate datasets require processing. These datasets often consist of a large number of sample locations and several time steps. The steadily increasing performance of computers has recently become a driving factor for a reemergence in flow visualization research, especially in texture-based techniques. In this paper, dense, texture-based flow visualization techniques are discussed. This class of techniques attempts to provide a complete, dense representation of the flow field with high spatio-temporal coherency. An attempt of categorizing closely related solutions is incorporated and presented. Fundamentals are shortly addressed as well as advantages and disadvantages of the methods. Categories and Subject Descriptors (according to ACM CCS): I.3 [Computer Graphics]: visualization, flow visualization, computational flow visualizatio

    RENDERING PRINCIPAL DIRECTION CONTOUR LINES WITH ORIENTED TEXTURES

    Get PDF
    In this paper we explore the use of contour lines in computer graphics as a means of conveying shape to the end-user. Contour lines provide an alternative to traditional realistic rendering styles and may even provide a more appropriate visualization for certain situations. For our images, contour line orientation is established in accordance with principal curvature directions. We present a method for rendering a texture, oriented in the principal curvature direction, across a traditionally-modeled geometric surface that effectively forms suggestive contour lines to enhance the visualization of that surface. We further extend the method to create animated contour textures, wherein lines move across a surface to suggest its shape. We demonstrate how the animation can be made more intuitive and easier to follow through a meaningful generalization of the generated vector space

    Geometric flow visualization techniques for CFD simulation data

    Get PDF

    Transparent Line Integral Convolution: A new approach for visualizing vector fields in OpenDX

    Get PDF

    New techniques for the scientific visualization of three-dimensional multi-variate and vector fields

    Full text link

    Applied Visualization in the Neurosciences and the Enhancement of Visualization through Computer Graphics

    Get PDF
    The complexity and size of measured and simulated data in many fields of science is increasing constantly. The technical evolution allows for capturing smaller features and more complex structures in the data. To make this data accessible by the scientists, efficient and specialized visualization techniques are required. Maximum efficiency and value for the user can only be achieved by adapting visualization to the specific application area and the specific requirements of the scientific field. Part I: In the first part of my work, I address the visualization in the neurosciences. The neuroscience tries to understand the human brain; beginning at its smallest parts, up to its global infrastructure. To achieve this ambitious goal, the neuroscience uses a combination of three-dimensional data from a myriad of sources, like MRI, CT, or functional MRI. To handle this diversity of different data types and sources, the neuroscience need specialized and well evaluated visualization techniques. As a start, I will introduce an extensive software called \"OpenWalnut\". It forms the common base for developing and using visualization techniques with our neuroscientific collaborators. Using OpenWalnut, standard and novel visualization approaches are available to the neuroscientific researchers too. Afterwards, I am introducing a very specialized method to illustrate the causal relation of brain areas, which was, prior to that, only representable via abstract graph models. I will finalize the first part of my work with an evaluation of several standard visualization techniques in the context of simulated electrical fields in the brain. The goal of this evaluation was clarify the advantages and disadvantages of the used visualization techniques to the neuroscientific community. We exemplified these, using clinically relevant scenarios. Part II: Besides the data preprocessing, which plays a tremendous role in visualization, the final graphical representation of the data is essential to understand structure and features in the data. The graphical representation of data can be seen as the interface between the data and the human mind. The second part of my work is focused on the improvement of structural and spatial perception of visualization -- the improvement of the interface. Unfortunately, visual improvements using computer graphics methods of the computer game industry is often seen sceptically. In the second part, I will show that such methods can be applied to existing visualization techniques to improve spatiality and to emphasize structural details in the data. I will use a computer graphics paradigm called \"screen space rendering\". Its advantage, amongst others, is its seamless applicability to nearly every visualization technique. I will start with two methods that improve the perception of mesh-like structures on arbitrary surfaces. Those mesh structures represent second-order tensors and are generated by a method named \"TensorMesh\". Afterwards I show a novel approach to optimally shade line and point data renderings. With this technique it is possible for the first time to emphasize local details and global, spatial relations in dense line and point data.In vielen Bereichen der Wissenschaft nimmt die GrĂ¶ĂŸe und KomplexitĂ€t von gemessenen und simulierten Daten zu. Die technische Entwicklung erlaubt das Erfassen immer kleinerer Strukturen und komplexerer Sachverhalte. Um solche Daten dem Menschen zugĂ€nglich zu machen, benötigt man effiziente und spezialisierte Visualisierungswerkzeuge. Nur die Anpassung der Visualisierung auf ein Anwendungsgebiet und dessen Anforderungen erlaubt maximale Effizienz und Nutzen fĂŒr den Anwender. Teil I: Im ersten Teil meiner Arbeit befasse ich mich mit der Visualisierung im Bereich der Neurowissenschaften. Ihr Ziel ist es, das menschliche Gehirn zu begreifen; von seinen kleinsten Teilen bis hin zu seiner Gesamtstruktur. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen nutzt die Neurowissenschaft vor allem kombinierte, dreidimensionale Daten aus vielzĂ€hligen Quellen, wie MRT, CT oder funktionalem MRT. Um mit dieser Vielfalt umgehen zu können, benötigt man in der Neurowissenschaft vor allem spezialisierte und evaluierte Visualisierungsmethoden. ZunĂ€chst stelle ich ein umfangreiches Softwareprojekt namens \"OpenWalnut\" vor. Es bildet die gemeinsame Basis fĂŒr die Entwicklung und Nutzung von Visualisierungstechniken mit unseren neurowissenschaftlichen Kollaborationspartnern. Auf dieser Basis sind klassische und neu entwickelte Visualisierungen auch fĂŒr Neurowissenschaftler zugĂ€nglich. Anschließend stelle ich ein spezialisiertes Visualisierungsverfahren vor, welches es ermöglicht, den kausalen Zusammenhang zwischen Gehirnarealen zu illustrieren. Das war vorher nur durch abstrakte Graphenmodelle möglich. Den ersten Teil der Arbeit schließe ich mit einer Evaluation verschiedener Standardmethoden unter dem Blickwinkel simulierter elektrischer Felder im Gehirn ab. Das Ziel dieser Evaluation war es, der neurowissenschaftlichen Gemeinde die Vor- und Nachteile bestimmter Techniken zu verdeutlichen und anhand klinisch relevanter FĂ€lle zu erlĂ€utern. Teil II: Neben der eigentlichen Datenvorverarbeitung, welche in der Visualisierung eine enorme Rolle spielt, ist die grafische Darstellung essenziell fĂŒr das VerstĂ€ndnis der Strukturen und Bestandteile in den Daten. Die grafische ReprĂ€sentation von Daten bildet die Schnittstelle zum Gehirn des Menschen. Der zweite Teile meiner Arbeit befasst sich mit der Verbesserung der strukturellen und rĂ€umlichen Wahrnehmung in Visualisierungsverfahren -- mit der Verbesserung der Schnittstelle. Leider werden viele visuelle Verbesserungen durch Computergrafikmethoden der Spieleindustrie mit Argwohn beĂ€ugt. Im zweiten Teil meiner Arbeit werde ich zeigen, dass solche Methoden in der Visualisierung angewendet werden können um den rĂ€umlichen Eindruck zu verbessern und Strukturen in den Daten hervorzuheben. Dazu nutze ich ein in der Computergrafik bekanntes Paradigma: das \"Screen Space Rendering\". Dieses Paradigma hat den Vorteil, dass es auf nahezu jede existierende Visualiserungsmethode als Nachbearbeitunsgschritt angewendet werden kann. ZunĂ€chst fĂŒhre ich zwei Methoden ein, die die Wahrnehmung von gitterartigen Strukturen auf beliebigen OberflĂ€chen verbessern. Diese Gitter reprĂ€sentieren die Struktur von Tensoren zweiter Ordnung und wurden durch eine Methode namens \"TensorMesh\" erzeugt. Anschließend zeige ich eine neuartige Technik fĂŒr die optimale Schattierung von Linien und Punktdaten. Mit dieser Technik ist es erstmals möglich sowohl lokale Details als auch globale rĂ€umliche ZusammenhĂ€nge in dichten Linien- und Punktdaten zu erfassen

    Painterly rendering techniques: A state-of-the-art review of current approaches

    Get PDF
    In this publication we will look at the different methods presented over the past few decades which attempt to recreate digital paintings. While previous surveys concentrate on the broader subject of non-photorealistic rendering, the focus of this paper is firmly placed on painterly rendering techniques. We compare different methods used to produce different output painting styles such as abstract, colour pencil, watercolour, oriental, oil and pastel. Whereas some methods demand a high level of interaction using a skilled artist, others require simple parameters provided by a user with little or no artistic experience. Many methods attempt to provide more automation with the use of varying forms of reference data. This reference data can range from still photographs, video, 3D polygonal meshes or even 3D point clouds. The techniques presented here endeavour to provide tools and styles that are not traditionally available to an artist. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd
    • 

    corecore