Texturbasierte Vektorfeldvisualisierung mit Methoden der Signalverarbeitung

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Gegenstand des beantragten Forschungsprojekts sind Vektorfelddaten, wie sie beispielsweise durch numerische Simulation oder experimentelle Messverfahren in technisch-wissenschaftlichen Anwendungen gewonnen werden. Häufig wird Visualisierung zur visuellen Analyse dieser oft komplexen und umfangreichen Datensätze eingesetzt. Das grundlegende Ziel ist die Verbesserung von texturbasierten Vektorfeldvisualisierungsmethoden, insbesondere für dreidimensionale und zeitabhängige Daten, damit diese mit hoher Qualität interaktiv dargestellt werden können. Texturbasierte Methoden verwenden Stromlinien oder ähnliche Konzepte, die in einer Textur – einer Rasterdarstellung in zwei oder drei Dimensionen – repräsentiert werden und somit ein hohes Maß an Flexibilität in ihrer Darstellung bieten. Die bisherige Forschung hat sich vor allem auf algorithmische Fragen konzentriert – mit einer starken Ausrichtung auf die schnelle Erzeugung der Texturen. Im Gegensatz dazu soll die Qualität der Visualisierung bei diesem Projekt im Mittelpunkt stehen. Durch die Entwicklung oder den Einsatz mathematisch fundierter Methoden, von Filter- und Rekonstruktionsverfahren aus der Signalverarbeitung und perzeptuell motivierter Modelle soll erstmalig eine quantitativ-numerische Bewertung der Visualisierungsergebnisse möglich werden. Während das Hauptziel die Visualisierung mit garantiert hoher Qualität ist, soll auch die Visualisierungsgeschwindigkeit eine wichtige Rolle spielen. Aufgrund der Quantifizierung der Visualisierungsqualität ist eine kontrollierte Abwägung zwischen Qualität und Geschwindigkeit zu erwarten. Zudem soll die algorithmische Effizienz im Hinblick auf skalierbare Bildsynthesetechniken verbessert werden.