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Texturbasierte Vektorfeldvisualisierung mit Methoden der Signalverarbeitung

Die Visualisierung von Vektorfeldern wird in vielen Bereichen genutzt, um Betrachtern einen Eindruck über das Verhalten einer entsprechenden Strömung zu verdeutlichen. Die Vektorfelder von Strömungen, welche Richtungsinformationen enthalten, können aus Messungen real auftretender Phänomene erhalten werden oder das Resultat von Simulationen sein.

Die einfachste Methode, um ein Vektorfeld zu visualisieren, nutzt Glyphen (z.B. Pfeile), welche die Richtung des Feldes an dem Ort ihrer Platzierung andeuten. Die Größe und die Positionen der Glyphen müssen dabei möglichst so gewählt werden, dass es zu keinen Überdeckungen kommt. Dabei gilt: je kleiner die Glyphen, desto genau kann die Strömung wiedergebenden werden. Im Idealfall  ist in jedem Bildpunkt eine Richtungsinformation codiert. Dies entspricht dem Grundgedanken der texturbasierte Vektorfeldvisualisierung, bei der eine Textur (ein Bild) methodisch verändert wird, sodass möglichst jeder Bildpunkt eine Richtungsinformation codiert und daher eine dichte Repräsentation eines Vektorfeldes entsteht.

Es gibt eine Vielzahl an Methoden und Variationen von texturbasierten Vektorfeldvisualisierung, die jeweils unterschiedliche Resultate erzeugen. Die Qualität dieser Visualisierungen kann zum einen optisch bestimmt werden und zum anderen automatisiert, falls Unterschiede mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennen sind, beispielsweise mithilfe von Signalverarbeitung.

Publikationen

2013

Netzel, Rudolf; Weiskopf, Daniel: Texture-Based Flow Visualization. In: Computing in Science & Engineering: Vol. 15, No. 6 (2013), pp. 96-102.
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2012

Spectral Analysis of Higher-Order and BFECC Texture Advection
Netzel, Rudolf; Ament, Marco; Burch, Michael; Weiskopf, Daniel: Spectral Analysis of Higher-Order and BFECC Texture Advection. In: Workshop on Vision, Modeling and Visualization (VMV), pp. 87-94, 2012.
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