VISUEL - A Web Dynamic Dashboard for DataVisualization

Data visualization aims to explore and analyze data quickly, interactively, and intuitively using visual representations. Faced with the constant growth of data in terms of volume and diversity, visualization techniques must confront the challenge of dealing with increasingly large datasets in terms of representation, interaction, and performance. Therefore, these techniques must be able to effectively convey the characteristics of the information space and inspire discovery.In this article, we present VISUEL, a web dynamic dashboard for data visualization. VISUEL supports multiple coordinated views, integrating visualization techniques such as scatter plots, parallel coordinates, and box plots, and interactive schematic maps to represent information enriched with spatial references.VISUEL is fully interactive, supporting traditional interactions like filtering, selection, brushing and linking, and zooming, among others. It also allows the user to configure the visual representation of their data, by selecting the color and shape of the representations.We illustrate the usefulness of this tool using real-life data related to the wine industry in Argentina. Important aspects of our case study are discovered through the construction and analysis of multiple views.Fil: Antonini, Antonella Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; ArgentinaFil: Ganuza, María Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; ArgentinaFil: Castro, Silvia Mabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; Argentin

Authenticity, Interactivity, and Collaboration in VR Learning Games

Decreasing cost and increasing technology access in schools places 3D immersive virtual reality (VR) within the reach of K-12 classrooms (Korbey, 2017). Educators have great interest in incorporating VR into classrooms because they are engaging and often novel experiences. However, long-term curriculum development must be positioned on how to best leverage the unique affordances of VR, be informed by theory and research, and integrate VR in meaningful ways that continue to motivate students even after experiences are no longer novel. We propose the theoretical framework of embodied learning and discuss how VR and reflect on current research findings to outline effective applications of VR and provide guidelines in developing educational materials using those tools. We discuss two particular examples: spatial awareness and collaboration. We share our perspectives on the benefits and challenges of applying these principles in a learning game about cellular biology

VISUEL: un tablero dinámico web para la visualización de datos

Data visualization aims to explore and analyze data quickly, interactively, and intuitively using visual representations. Faced with the constant growth of data in terms of volume and diversity, visualization techniques must confront the challenge of dealing with increasingly large datasets in terms of representation, interaction, and performance. Therefore, these techniques must be able to effectively convey the characteristics of the information space and inspire discovery. In this article, a web dynamic dashboard for data visualization called VISUEL is presented. VISUEL supports multiple coordinated views, integrating visualization techniques such as scatterplots, parallel coordinates, and box plots, and interactive schematic maps to represent information enriched with spatial references. VISUEL is fully interactive, supporting traditional interactions like filtering, selection, brushing and linking, and zooming, among others. It also allows the user to configure the visual representation of their data, by selecting the color and shape of the representations. The usefulness of this tool is illustrated using real-life dataset related to the wine industry in Argentina. Important aspects of the case study are discovered through the construction and analysis of multiple views.La visualización de datos tiene como objetivo explorar y analizar los datos de forma rápida, interactiva e intuitiva mediante representaciones visuales. Ante el constante crecimiento de los datos en términos de volumen y diversidad, las técnicas de visualización deben afrontar el desafío de lidiar con conjuntos de datos cada vez más grandes en términos de representación, interacción y desempeño. Por lo tanto, estas técnicas deben ser capaces de transmitir de manera efectiva las características del espacio de información e inspirar el descubrimiento. En este artículo, se presenta un tablero web dinámico para la visualización de datos llamado VISUEL. VISUEL admite múltiples vistas coordinadas, integrando técnicas de visualización como diagramas de dispersión, coordenadas paralelas, diagramas de caja, y mapas esquemáticos interactivos para representar información enriquecida con referencias espaciales. VISUEL es totalmente interactivo y admite interacciones tradicionales como filtrado, selección, brushing and linking, y zoom, entre otras. También permite al usuario configurar la representación visual de sus datos, seleccionando el color y la forma de las representaciones. La utilidad de esta herramienta se ilustra utilizando datos reales relacionados con la industria del vino en Argentina. Se descubren aspectos importantes del caso de estudio mediante la construcción y el análisis de múltiples vistas.Facultad de Informátic

Interactive web-based visualization

The visualization of large amounts of data, which cannot be easily copied for processing on a user’s local machine, is not yet a fully solved problem. Remote visualization represents one possible solution approach to the problem, and has long been an important research topic. Depending on the device used, modern hardware, such as high-performance GPUs, is sometimes not available. This is another reason for the use of remote visualization. Additionally, due to the growing global networking and collaboration among research groups, collaborative remote visualization solutions are becoming more important. The additional use of collaborative visualization solutions is eventually due to the growing global networking and collaboration among research groups. The attractiveness of web-based remote visualization is greatly increased by the wide availability of web browsers on almost all devices; these are available today on all systems - from desktop computers to smartphones. In order to ensure interactivity, network bandwidth and latency are the biggest challenges that web-based visualization algorithms have to solve. Despite the steady improvements in available bandwidth, these improvements are still significantly slower than, for example, processor performance, resulting in increasing the impact of this bottleneck. For example, visualization of large dynamic data in low-bandwidth environments can be challenging because it requires continuous data transfer. However, bandwidth improvement alone cannot improve the latency because it is also affected by factors such as the distance between server and client and network utilization. To overcome these challenges, a combination of techniques is needed to customize the individual processing steps of the visualization pipeline, from efficient data representation to hardware-accelerated rendering on the client side. This thesis first deals with related work in the field of remote visualization with a particular focus on interactive web-based visualization and then presents techniques for interactive visualization in the browser using modern web standards such as WebGL and HTML5. These techniques enable the visualization of dynamic molecular data sets with more than one million atoms at interactive frame rates using GPU-based ray casting. Due to the limitations which exist in a browser-based environment, the concrete implementation of the GPU-based ray casting had to be customized. Evaluation of the resulting performance shows that GPU-based techniques enable the interactive rendering of large data sets and achieve higher image quality compared to polygon-based techniques. In order to reduce data transfer times and network latency, and improve rendering speed, efficient approaches for data representation and transmission are used. Furthermore, this thesis introduces a GPU-based volume-ray marching technique based on WebGL 2.0, which uses progressive brick-wise data transfer, as well as multiple levels of detail in order to achieve interactive volume rendering of datasets stored on a server. The concepts and results presented in this thesis contribute to the further spread of interactive web-based visualization. The algorithmic and technological advances that have been achieved form a basis for further development of interactive browser-based visualization applications. At the same time, this approach has the potential for enabling future collaborative visualization in the cloud.Die Visualisierung großer Datenmengen, welche nicht ohne Weiteres zur Verarbeitung auf den lokalen Rechner des Anwenders kopiert werden können, ist ein bisher nicht zufriedenstellend gelöstes Problem. Remote-Visualisierung stellt einen möglichen Lösungsansatz dar und ist deshalb seit langem ein relevantes Forschungsthema. Abhängig vom verwendeten Endgerät ist moderne Hardware, wie etwa performante GPUs, teilweise nicht verfügbar. Dies ist ein weiterer Grund für den Einsatz von Remote-Visualisierung. Durch die zunehmende globale Vernetzung und Kollaboration von Forschungsgruppen gewinnt kollaborative Remote-Visualisierung zusätzlich an Bedeutung. Die Attraktivität web-basierter Remote-Visualisierung wird durch die weitreichende Verfügbarkeit von Web-Browsern auf nahezu allen Endgeräten enorm gesteigert; diese sind heutzutage auf allen Systemen - vom Desktop-Computer bis zum Smartphone - vorhanden. Bei der Gewährleistung der Interaktivität sind Bandbreite und Latenz der Netzwerkverbindung die größten Herausforderungen, welche von web-basierten Visualisierungs-Algorithmen gelöst werden müssen. Trotz der stetigen Verbesserungen hinsichtlich der verfügbaren Bandbreite steigt diese signifikant langsamer als beispielsweise die Prozessorleistung, wodurch sich die Auswirkung dieses Flaschenhalses immer weiter verstärkt. So kann beispielsweise die Visualisierung großer dynamischer Daten in Umgebungen mit geringer Bandbreite eine Herausforderung darstellen, da kontinuierlicher Datentransfer benötigt wird. Dennoch kann die alleinige Verbesserung der Bandbreite keine entsprechende Verbesserung der Latenz bewirken, da diese zudem von Faktoren wie der Distanz zwischen Server und Client sowie der Netzwerkauslastung beeinflusst wird. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wird eine Kombination verschiedener Techniken für die Anpassung der einzelnen Verarbeitungsschritte der Visualisierungspipeline benötigt, angefangen bei effizienter Datenrepräsentation bis hin zu hardware-beschleunigtem Rendering auf der Client-Seite. Diese Doktorarbeit befasst sich zunächst mit verwandten Arbeiten auf dem Gebiet der Remote-Visualisierung mit besonderem Fokus auf interaktiver web-basierter Visualisierung und präsentiert danach Techniken für die interaktive Visualisierung im Browser mit Hilfe moderner Web-Standards wie WebGL und HTML5. Diese Techniken ermöglichen die Visualisierung dynamischer molekularer Datensätze mit mehr als einer Million Atomen bei interaktiven Frameraten durch die Verwendung GPU-basierten Raycastings. Aufgrund der Einschränkungen, welche in einer Browser-basierten Umgebung vorliegen, musste die konkrete Implementierung des GPU-basierten Raycastings angepasst werden. Die Evaluation der daraus resultierenden Performanz zeigt, dass GPU-basierte Techniken das interaktive Rendering von großen Datensätzen ermöglichen und eine im Vergleich zu Polygon-basierten Techniken höhere Bildqualität erreichen. Zur Verringerung der Übertragungszeiten, Reduktion der Latenz und Verbesserung der Darstellungsgeschwindigkeit werden effiziente Ansätze zur Datenrepräsentation und übertragung verwendet. Des Weiteren wird in dieser Doktorarbeit eine GPU-basierte Volumen-Ray-Marching-Technik auf Basis von WebGL 2.0 eingeführt, welche progressive blockweise Datenübertragung verwendet, sowie verschiedene Detailgrade, um ein interaktives Volumenrendering von auf dem Server gespeicherten Datensätzen zu erreichen. Die in dieser Doktorarbeit präsentierten Konzepte und Resultate tragen zur weiteren Verbreitung von interaktiver web-basierter Visualisierung bei. Die erzielten algorithmischen und technologischen Fortschritte bilden eine Grundlage für weiterführende Entwicklungen von interaktiven Visualisierungsanwendungen auf Browser-Basis. Gleichzeitig hat dieser Ansatz das Potential, zukünftig kollaborative Visualisierung in der Cloud zu ermöglichen

Assistierte Informationsanzeige in Smart Meeting Rooms

Ziel dieser Arbeit ist es, Konzepte für eine assistierte Informationsanzeige in Smart Meeting Rooms bereitzustellen. Dafür werden 3 Modelle erarbeitet. Hierauf basierend wird das Austauschen von Inhalten zwischen mehreren Geräten und das automatische Verteilen und Anordnen von Views auf unterschiedlichen Displays adressiert. Ein Ansatz zur interaktiven, bedarfsgerechten Erzeugung von neuen Darstellungen wird vorgestellt. Manuelles Anpassen der Anzeige und die Suche nach semantisch passenden Inhalten wird durch Hilfsmittel unterstützt. Eine situationsangepasste Assistenz wird beschrieben

Narrative Recomposition in the Context of Digital Reading

In any creative process, the tools one uses have an immediate influence on the shape of the final artwork. However, while the digital revolution has redefined core values in most creative domains over the last few decades, its impact on literature remains limited. This thesis explores the relevance of digital tools for several aspects of novels writing by focusing on two research questions: Is it possible for an author to edit better novels out of already published ones, given the access to adapted tools? And, will authors change their way of writing when they know how they are being read? This thesis is a multidisciplinary participatory study, actively involving the Swiss novelist Daniel de Roulet, to construct measures, visualizations, and digital tools aimed at leveraging the process of dynamic reordering of narrative material, similar to how one edits a video footage. We developed and tested various text analysis and visualization tools, the results of which were interpreted and used by the author to recompose a family saga out of material he has been writing for twenty-four years. Based on this research, we released Saga+, an online editing, publishing, and reading tool. The platform was handed out to third parties to improve existing writings, making new novels available to the public as a result. While many researchers have studied the structuration of texts either through global statistical features or micro-syntactic analyses, we demonstrate that by allowing visualization and interaction at an intermediary level of organisation, authors can manipulate their own texts in agile ways. By integrating readersâ traces into this newly revealed structure, authors can start to approach the question of optimizing their writing processes in ways that are similar to what is being practiced in other media industries. The introduction of tools for optimal composition opens new avenues for authors, as well as a controversial debate regarding the future of literature