Abstract Data Visualisation in Mobile VR Platforms

Data visualisation, as a key tool in data understanding, is widely used in science and everyday life. In order data visualisation to be effective, perceptual factors and the characteristics of the display interface play a crucial role. Virtual Reality is nowadays accepted as a valid medium for scientific visualisation, because of its inherent characteristics of real-world emulation and intuitive interaction. However, the use of VR in abstract data visualisation is still limited. In this research, I investigate the use and suitability of mobile phone-based Virtual Reality as a medium for abstract data visualisation. I develop a prototype VR Android application and visualise data using the Scatterplot and Parallel Coordinates methods. After that, I conduct a user study to compare the effectiveness of the mobile VR application compared to a similar screen-based one by implementing some data exploration scenarios. The study results, while not being statistically significant, show improved accuracy and speed in the mobile VR visualisation application. The main conclusions are two-fold: Virtual Reality is beneficial for abstract data visualisation, even in the case of limited processing power and display resolution. Mobile VR, an affordable alternative to expensive desktop VR set-ups can be utilized as a data visualisation platform

Web-based Stereoscopic Collaboration for Medical Visualization

Medizinische Volumenvisualisierung ist ein wertvolles Werkzeug zur Betrachtung von Volumen- daten in der medizinischen Praxis und Lehre. Eine interaktive, stereoskopische und kollaborative Darstellung in Echtzeit ist notwendig, um die Daten vollständig und im Detail verstehen zu können. Solche Visualisierung von hochauflösenden Daten ist jedoch wegen hoher Hardware- Anforderungen fast nur an speziellen Visualisierungssystemen möglich. Remote-Visualisierung wird verwendet, um solche Visualisierung peripher nutzen zu können. Dies benötigt jedoch fast immer komplexe Software-Deployments, wodurch eine universelle ad-hoc Nutzbarkeit erschwert wird. Aus diesem Sachverhalt ergibt sich folgende Hypothese: Ein hoch performantes Remote- Visualisierungssystem, welches für Stereoskopie und einfache Benutzbarkeit spezialisiert ist, kann für interaktive, stereoskopische und kollaborative medizinische Volumenvisualisierung genutzt werden. Die neueste Literatur über Remote-Visualisierung beschreibt Anwendungen, welche nur reine Webbrowser benötigen. Allerdings wird bei diesen kein besonderer Schwerpunkt auf die perfor- mante Nutzbarkeit von jedem Teilnehmer gesetzt, noch die notwendige Funktion bereitgestellt, um mehrere stereoskopische Präsentationssysteme zu bedienen. Durch die Bekanntheit von Web- browsern, deren einfach Nutzbarkeit und weite Verbreitung hat sich folgende spezifische Frage ergeben: Können wir ein System entwickeln, welches alle Aspekte unterstützt, aber nur einen reinen Webbrowser ohne zusätzliche Software als Client benötigt? Ein Proof of Concept wurde durchgeführt um die Hypothese zu verifizieren. Dazu gehörte eine Prototyp-Entwicklung, deren praktische Anwendung, deren Performanzmessung und -vergleich. Der resultierende Prototyp (CoWebViz) ist eines der ersten Webbrowser basierten Systeme, welches flüssige und interaktive Remote-Visualisierung in Realzeit und ohne zusätzliche Soft- ware ermöglicht. Tests und Vergleiche zeigen, dass der Ansatz eine bessere Performanz hat als andere ähnliche getestete Systeme. Die simultane Nutzung verschiedener stereoskopischer Präsen- tationssysteme mit so einem einfachen Remote-Visualisierungssystem ist zur Zeit einzigartig. Die Nutzung für die normalerweise sehr ressourcen-intensive stereoskopische und kollaborative Anatomieausbildung, gemeinsam mit interkontinentalen Teilnehmern, zeigt die Machbarkeit und den vereinfachenden Charakter des Ansatzes. Die Machbarkeit des Ansatzes wurde auch durch die erfolgreiche Nutzung für andere Anwendungsfälle gezeigt, wie z.B. im Grid-computing und in der Chirurgie

Interactive visual exploration of association rules with rule-focusing methodology

International audienceOn account of the enormous amounts of rules that can be produced by data mining algorithms, knowledge post-processing is a difficult stage in an association rule discovery process. In order to find relevant knowledge for decision making, the user (a decision maker specialized in the data studied) needs to rummage through the rules. To assist him/her in this task, we here propose the rule-focusing methodology, an interactive methodology for the visual post-processing of association rules. It allows the user to explore large sets of rules freely by focusing his/her attention on limited subsets. This new approach relies on rule interestingness measures, on a visual representation, and on interactive navigation among the rules. We have implemented the rule-focusing methodology in a prototype system called ARVis. It exploits the user's focus to guide the generation of the rules by means of a specific constraint-based rule-mining algorithm

Virtual reality for 3D histology: multi-scale visualization of organs with interactive feature exploration

Virtual reality (VR) enables data visualization in an immersive and engaging manner, and it can be used for creating ways to explore scientific data. Here, we use VR for visualization of 3D histology data, creating a novel interface for digital pathology. Our contribution includes 3D modeling of a whole organ and embedded objects of interest, fusing the models with associated quantitative features and full resolution serial section patches, and implementing the virtual reality application. Our VR application is multi-scale in nature, covering two object levels representing different ranges of detail, namely organ level and sub-organ level. In addition, the application includes several data layers, including the measured histology image layer and multiple representations of quantitative features computed from the histology. In this interactive VR application, the user can set visualization properties, select different samples and features, and interact with various objects. In this work, we used whole mouse prostates (organ level) with prostate cancer tumors (sub-organ objects of interest) as example cases, and included quantitative histological features relevant for tumor biology in the VR model. Due to automated processing of the histology data, our application can be easily adopted to visualize other organs and pathologies from various origins. Our application enables a novel way for exploration of high-resolution, multidimensional data for biomedical research purposes, and can also be used in teaching and researcher training

Virtual Representations for Cybertherapy: A Relaxation Experience for Dementia Patients

The development of serious games has enabled new challenges for the healthcare sector in psychological, cognitive and motor rehabilitation. Thanks to Virtual Reality, stimulating and interactive experiences can be reproduced in a safe and controlled environment. This chapter illustrates the experimentation conducted in the hospital setting for the non-pharmacological treatment of cognitive disorders associated with Dementia. The therapy aims to relax patients of the agitation cluster through a gaming approach through the immersion in multisensory and natural settings in which sound and visual stimuli are provided. The study is supported by a technological architecture, including the Virtual Wall system for stereoscopic wall projection and rigid body tracking

Visualization methods for analysis of 3D multi-scale medical data

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