The State of the Art of Spatial Interfaces for 3D Visualization

International audienceWe survey the state of the art of spatial interfaces for 3D visualization. Interaction techniques are crucial to data visualization processes and the visualization research community has been calling for more research on interaction for years. Yet, research papers focusing on interaction techniques, in particular for 3D visualization purposes, are not always published in visualization venues, sometimes making it challenging to synthesize the latest interaction and visualization results. We therefore introduce a taxonomy of interaction technique for 3D visualization. The taxonomy is organized along two axes: the primary source of input on the one hand and the visualization task they support on the other hand. Surveying the state of the art allows us to highlight specific challenges and missed opportunities for research in 3D visualization. In particular, we call for additional research in: (1) controlling 3D visualization widgets to help scientists better understand their data, (2) 3D interaction techniques for dissemination, which are under-explored yet show great promise for helping museum and science centers in their mission to share recent knowledge, and (3) developing new measures that move beyond traditional time and errors metrics for evaluating visualizations that include spatial interaction

Simulação numérica e visualização 3D interativa de objetos sob fluxos irrotacionais em tempo Quase-Real

Resumo: De uma maneira geral, qualquer fluxo irrotacional e incompressível é governado pela equação de Laplace. Esta não possui resolução analítica para problemas reais de engenharia, os quais possuem domínios e condições de contorno complexas, exceto para poucos casos particulares. A Dinâmica dos Fluidos Computacional (DFC) é um método utilizado para resolver numericamente a equação de Laplace, satisfazendo condições iniciais e de contorno. Porém, ao se refinar ou estender um domínio calculado, a quantidade de dados numéricos resultantes aumentará proporcionalmente e a análise destes valores pode se tornar complexa e onerosa. Complementariamente, para a compreensão dos resultados, é importante uma representação visual. A resolução numérica da equação de Laplace está descrita neste trabalho, com um algoritmo de solução inédito para as condições de contorno que atende qualquer forma geométrica em três dimensões. Desenvolveu-se um simulador que possibilita alterações geométricas de objetos 3D, calcula e visualiza interativamente velocidades, linhas de fluxo e força de sustentação para fluxos irrotacionais e incompressíveis em tempo quase-real. O sistema utiliza o método das diferenças finitas para a solução das equações. A interface gráfica foi desenvolvida utilizando, deste modo ineditamente para a DFC, a linguagem C++ e o VTK (Visualization Tool Kit). A quantidade, a origem das linhas de fluxo, a seleção do campo de velocidades, o cálculo da força de sustentação e a visualização estereoscópica são parâmetros que podem ser ajustados e selecionados para a visualização. O algoritmo passou por validações mostrando a capacidade de resolução em três dimensões. Assim, o simulador desenvolvido resolve, ao contrário dos softwares já existentes, o problema do cálculo e visualização interativa imediata ao se fazer modificações em objetos 3D. Este procedimento permitirá que se façam comparações entre formas geométricas imediatamente alteradas para que se possa escolher, entre elas, a que se adequar melhor às necessidades de um projeto