VIZUALIZACIJA Aleks Jakulin

Vizualizacija Računalniško grafiko uporabimo zato, da bi pridobili boljši vpogled in enostavnejše razumevanje podatkov.

Vizualizacija Uporaba: Zakaj? Učinkovito!!! Predstavitev (presentation) Analiza (data exploration) Klasične (statistične) metode (2D) Moderne (interaktivne, animirane) metode (3D) Dostop do podatkov Uporabniški vmesniki Zakaj? Učinkovito!!!

Področja vizualizacije InfoVis97,98,99 Klasična vizualizacija Površine Volumni Večdimenzijonalni prostori Informacije, značilke Vektorska polja, tokovi, tenzorji, gibanje Hierarhije, mreže Interaktivna vizualizacija Velike podatkovne baze Zemljišča Tekst in dokumenti Večločljivost Virtualna resničnost Učinkovitost (LOD, kompresija, večločljivost) Izločanje (extraction) Avtomatska priprava

Uporaba možganov wrt

Predstavitev informacij Zelo razumljiva za marsikatero domeno. Rezultat strojnega učenja bi lahko bil predstavljen tudi kot vizualizacija. Diskretne predstavitve niso primerne za vsako domeno.

Eksplozija Challengerja uporabljena vizualizacija alternativna vizualizacija

Upoštevati omejitve človekovih zaznav! Prostorsko 2 dimenziji za zaznavo, 3 za predstavo. Natančnost zaznavanja (Stevensov zakon) dolžina > površina > volumen Natančnost zaznavanja kotov: precenjena velikost topih kotov ocenjena velikost je odvisna od usmerjenosti kota Ocenjevanje velikosti je odvisno od razmerja med velikostmi in ni absolutno uporabimo referenčno mrežo

Programska oprema ViSta (Forrest W. Young) Data Explorer (IBM) Vis5D (Hibbard, Kellum, Paul, Battaiola) S+ (MathSoft)

Zvezdni diagram kompakten veliko informacij površina območja - kvaliteta

Iskanje povezanosti

Iskanje informativnih in podobnih atributov

Interaktivnost

Interaktivnost 2

Interaktivnost 3

Deleži Mozaični diagram

Deleži 2

Trellisov diagram

Trellisovi diagrami 2

Neinteraktivni 3D prostor

Potrebščine za 3D Grafična kartica za 3D pospeševanje 500% hitreje, okvirna cena že 20000 SIT Nvidia TNT/TNT2, GeForce 3Dlabs SGI, HP, IBM 3Dfx, ATI, Matrox, S3 v manjši meri Z Linux previdno --- ustrezni gonilniki niso vedno na voljo (pri 3dfx in Nvidia so).

Raztreseni diagram tudi planetni ali mehurčni diagram William Playfair (1759-1823) The Commercial and Political Atlas, 1786, uvedel tudi: črtni diagram (line) stolpčni diagram (bar) tortni diagram (pie)

Dimenzije figura (glyph) 5 dimenzij: prostor barva velikost

Osnovni elementi Obseg: Razlika Neurejeni Urejeni Količinski Pozicija Velikost Sivina Razlika Smer Barva Oblika Vzorec Neurejeni Urejeni Količinski

Razvrščanje 7 spektralnih kanalov razvrščanje (clustering) lokalnih okolic točk po Kohonenu primer uporabe avtomatske analize podatkov kot pripomočka pri vizualizaciji

Nivojske krivulje (contours) temperatura pozor: barva poudarja zaznavo višine -- večja razumljivost

Rezine (slices) temperatura boljša natančnost, slabša ločljivost

Rezine temperatura z geografsko višino

Animirane rezine

Nivojske ploskve (isosurfaces)

Nivojske ploskve (isosurfaces) hitrost vetra

Polja smer vetra

Gradienti Označeni z vektorji kot figurami.

Volumni temperatura prostorske točke: voksli (voxel, volume pixel) prosojnost počasnost

Voksli v medicini

Dinamika streamlines ali nitke

Dinamika ribbons ali trakovi trajektorija travice v vetru

Dinamika delci ali particles v gibanju

Združevanje smer vetra (vertikalno) hitrost vetra temperatura geografija vse animirano

Združevanje

Vis5D interaktivno raziskovanje po dimenzijah deluje hitro!

Priprava vizualizacije dataflow

Raziskovanje

Dilema Interaktivnost? Umetna inteligenca? Računalnik predvidljiv, enostaven, hiter, učinkovit, ortogonalen. Človek sprejema odločitve sam, računalnik nudi le podatke ter uporabniški vmesnik. Interaktivno raziskovanje (matrično raztreseno) Umetna inteligenca? Računalnik podoben človeku. APT (Automatic Presentation Tool), ViA, itd.

Uporabniški vmesniki ad hoc filtri

Uporabniški vmesniki

Uporabniški vmesniki barva orientacija velikost položaj filtri

Uporabniški vmesniki