达格斯图尔后续行动,第1卷

科学可视化:先进概念



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出版物详细信息

  • 发布时间:2010-08-02
  • 出版商:Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik
  • 国际标准图书编号:978-3-939897-19-4
  • DBLP:db/conf/dagstuhl/P10004

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完整卷
DFU,第1卷,科学可视化:高级概念,完整卷

作者:汉斯·哈根


摘要
DFU,第1卷,科学可视化:高级概念,完整卷

引用为

科学可视化:先进概念。达格斯图尔后续行动,第1卷,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2012)


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@收藏{DFU.SciViz.2010,title={{DFU,第1卷,科学可视化:高级概念,完整卷}},booktitle={科学可视化:高级概念},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2012},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010},URN={URN:nbn:de:0030-drops-36002},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010},annote={关键词:计算机图形、图像处理和计算机视觉、物理科学与工程、生命与医学}}
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前言、目录、前言

作者:汉斯·哈根


摘要
前沿事务。目录。前言。

引用为

科学可视化:先进概念。Dagstuhl Follow-Ups,第1卷,第0:i-0:x页,《达格斯图尔-莱布尼兹·泽特鲁姆宫》(2010)


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@InCollection{hagen:DFU。SciViz.2010.I,author={Hagen,Hans},title={{Frontmatter,目录,前言}},booktitle={科学可视化:高级概念},页面={0:i--0:x},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/DFU.SicViz.2010.I},URN={URN:nbn:de:0030-drops-26928},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.I},annote={关键词:Frontmatter,目录,前言}}
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广义超圆柱体:一种建模和可视化N-D对象的机制

作者:马修·沃德和郭振宇


摘要
表面和实体的显示通常仅限于科学可视化领域;然而,对于三维或四维以上的曲面和实体的可视化研究却很少。事实上,大多数高维可视化都侧重于数据点的显示。然而,有效地建模和可视化更高维对象(如簇和图案)的能力对于研究它们的形状、关系和随时间的变化非常有用。在本文中,我们描述了一种描述、提取和可视化N维曲面和实体的方法。该方法是将几何建模和计算机视觉中使用的对象表示广义圆柱体扩展到任意维数,从而产生我们所称的广义超圆柱体(GHC)。基本GHC由两个N维超球体组成,它们由一个超圆柱体连接,该超圆柱体沿圆柱体的任何点的形状都是通过在端点形状之间进行插值来确定的。更复杂的GHC包括交替的横截面形状和连接末端的弯曲脊柱。提出了几种从多元数据集中构造或提取GHC的算法。提取后,可以使用各种投影技术和方法对GHC进行可视化,以测量横截面形状。

引用为

马修·沃德和郭振宇。广义超圆柱体:建模和可视化N-D对象的机制。科学可视化:高级概念。Dagstuhl Follow-Ups,第1卷,第1-10页,《达格斯图尔-莱布尼兹·泽特鲁姆宫》(Schloss Dagstull–Leibniz-Zentrum für Informatik)(2010)


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@InCollection{ward_et_al:DFU.SicViz.2010.1,author={Ward,Matthew O.和Guo,Zhenyu},title={{广义超圆柱体:建模和可视化N-D对象的机制}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={1--10},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/documents/10.4230/DFU.SicViz.2010.1},URN={URN:nbn:de:0030-drops-26937},doi={10.4230/DFU.SciViz.200.1},annote={关键词:N维可视化,聚类可视化}}
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计算锥树的最优布局

作者:德克·泽泽尔(Dirk Zeckzer)、方晨(Fang Chen)和汉斯·黑根(Hans Hagen)


摘要
在信息和软件可视化中已经开发了许多树的可视化表示。其中之一是锥形树,这是一种著名的树的三维表示。本文基于一种自底向上构造圆锥树的方法。对于这种方法,给出了这些树的最优布局,并证明了基于这些假设,没有更好的布局。这包括特殊情况、一般情况下的最佳常数以及改进布局的后处理步骤。

引用为

德克·泽泽尔(Dirk Zeckzer)、方晨(Fang Chen)和汉斯·黑根(Hans Hagen)。计算圆锥树的最优布局。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第11-29页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{zeckzer_et_al:DFU.SicViz.2010.11,author={Zeckzer、Dirk和Chen、Fang和Hagen、Hans},title={{计算锥树的最优布局}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={11--29},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.11},URN={URN:nbn:de:00030-drops-26947},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.11},annote={关键词:锥形树,信息可视化,树布局}}
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四面体化的广义交换运算

作者:伯克哈德·莱纳(Burkhard Lehner)、伯恩德·哈曼(Bernd Hamann)和乔治·乌姆劳夫(Georg Umlauf)


摘要
二维和三维三角剖分的网格优化广泛应用于多种应用中。例如,网格优化在自适应离散化几何体(通常表示数值模拟的几何边界条件)或自适应离散化数值模拟的各种因变量必须在其上近似的整个空间中至关重要。与应用于顶点的操作一起,所谓的边或面交换操作是所有优化方法的构建块。为了加速优化或避免测量整体网格质量的函数出现局部极小值,这些交换被结合到广义交换操作中,对三角剖分的局部影响较小。尽管这些交换操作只会改变三角测量的连通性,但广义交换是否会产生方向不一致或退化的单纯形,取决于三角测量的几何结构。由于数值上的原因,这些都是不可取的,因此本文关注的是几何准则,这些几何准则保证了3D三角剖分的广义交换只产生有效的非退化三角剖分。

引用为

伯克哈德·莱纳(Burkhard Lehner)、伯恩德·哈曼(Bernd Hamann)和乔治·乌姆劳夫(Georg Umlauf)。四面体的广义交换操作。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第30-44页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{lehner_et_al:DFU.SicViz.2010.30,作者={Lehner、Burkhard和Hamann、Bernd和Umlauf、Georg},title={{四面体的广义交换运算}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={30--44},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.30},URN={URN:nbn:de:0030-drops-26956},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.30},annote={关键词:三维三角剖分,几何条件,交换操作}}
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关于分层数据表示的曲线单元和最佳二次样条逼近

作者:伯恩德·哈曼


摘要
我们提出了一种使用曲面二次单形元素进行区域分解的分层数据逼近方法。在二维或三维域上定义的科学数据通常包含边界和不连续性,为了进行数据分析和可视化,这些边界和不间断性需要妥善保存和近似。与具有非曲线边和面的单纯形元素相比,曲线单纯形单元可以更好地表示曲线几何体、域边界和不连续性。我们使用二次基函数并计算最佳二次单纯形样条逼近,该逼近在任何地方都是$C^0$-连续的,除非出现场不连续,我们假定其位置已给定。我们通过识别和平分具有最大误差的单纯元素来自适应地细化单纯近似。可以存储质量不断提高的多个近似级别。我们的方法可以用于分层数据处理和可视化。

引用为

伯恩德·哈曼。关于层次数据表示的曲线单纯形元和最佳二次样条逼近。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第45-61页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{哈曼:DFU.SicViz.2010.45,author={哈曼,伯恩德},title={{关于曲线单纯形元和层次数据表示的最佳二次样条逼近}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={45--61},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.45},URN={URN:nbn:de:0030-drops-26960},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.45},annote={关键词:近似、二分、网格生成、有限元、层次近似、单纯形分解、样条}}
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面向基于特征的自动可视化

作者:海克·Jänicke和杰里克·谢尔曼


摘要
可视化非常适合传递大量复杂数据。随着时空域分辨率的提高,简单的成像技术达到了极限,因为很难在3D中显示多个变量或分析长视频序列。特征检测技术将数据集简化为基本结构,并允许对数据进行高度抽象的表示。然而,当前的特征检测算法通常依赖于对每个单独特征的详细描述。在本文中,我们提出了一种完全基于数据的基于特征的可视化技术。使用计算力学和信息理论中的概念,定义了一种度量,即局部统计复杂性,用于提取数据集中的独特结构。局部统计复杂性为(多元)数据集中的每个位置分配一个标量值,指示具有异常行为的区域。具有高局部统计复杂性的局部结构构成了数据集的特征。体积渲染和等表面处理用于可视化自动提取的数据集特征。为了说明该技术的能力,我们使用了二维和三维扩散和流动模拟的示例。

引用为

海克·Jänicke和杰里克·谢尔曼。走向基于特征的自动可视化。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第62-77页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{janicke_et_al:DFU.SicViz.2010.62,作者={J\“{a} 尼克Heike和Scheuermann,Gerik},title={朝向基于特征的自动可视化}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={62--77},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.62},URN={URN:nbn:de:0030-drops-26976},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.62},annote={关键词:特征检测技术,基于特征的可视化,局部统计复杂性}}
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基于区间算法和实时光线投射的任意基元CSG运算

作者:尤尼斯·希贾兹、亚伦·诺尔、马蒂亚斯·肖特、安德鲁·肯斯勒和查尔斯·汉森


摘要
我们将Knoll等人的算法[Knoll等,“使用区间和仿射算法快速跟踪任意隐式曲面”,Compute.Graph.Forum,28(1):26–40,2009]应用于以隐函数表示的任意基本体的交互式光线投射构造实体几何体(CSG)对象。虽然使用隐式曲面进行全局建模缺乏控制,但隐式非常适合于任意基本体,并且可以通过各种操作进行组合。用区间算术(IA)表示并集和交集的传统方法是简单地使用最小值和最大值,但其他操作(如两种形式的乘积)在建模多个对象之间的关节时也很有用。典型的基本体是简单形状的对象,例如立方体、圆柱体、球体等。我们的方法处理任意基本体,例如超二次曲面或非代数隐式。细分和区间算法保证了鲁棒性,而GPU光线投射允许快速和美观的渲染。事实上,光线投射可以高效和琐碎地并行化,因此可以利用硬件(CPU和GPU)不断增加的计算能力;此外,它还具有多反弹效果,如阴影和透明度,有助于复杂对象的可视化。使用我们的系统,我们能够在交互式时间内以良好的视觉质量稳健地绘制隐含体的多材料CSG树。

引用为

尤尼斯·希贾兹、亚伦·诺尔、马蒂亚斯·肖特、安德鲁·肯斯勒和查尔斯·汉森。基于区间算法和实时光线投射的任意基元CSG运算。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第78-89页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{hijazi_et_al:DFU.SicViz.2010.78,author={Hijazi、Younis和Knoll、Aaron和Schott、Mathias和Kensler、Andrew和Hansen、Charles},title={{带区间算术和实时光线投射的任意基元的CSG运算}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={78--89},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.78},URN={URN:nbn:de:00030-drops-26986},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.78},annote={关键词:隐式曲面,构造立体几何,区间算术,光线投射}}
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探索复杂变量的可视化方法

作者:Andrew J.Hanson和Ji Ping Sha


摘要
复变量和相关流形的应用贯穿数学和科学。在这里,我们回顾了一系列将可视化概念应用于复杂变量和特定复杂流形属性研究的基本方法。我们首先概述了可以用来直接将极点和分支切割可视化为一个复变量的复杂函数的方法$然后可以利用CP^2$多项式方法及其更高级的类似物来生成Calabi-Yau空间的可视化,例如那些模拟弦理论的假设隐藏维度的空间。最后,我们展示了对偶模型/弦理论中的N玻色子散射的研究如何导致新的交叉比率空间方法来处理两个或更多复杂变量的分析。

引用为

Andrew J.Hanson和Ji-Ping Sha。探索复杂变量的可视化方法。科学可视化:高级概念。Dagstuhl Follow-Ups,第1卷,第90-109页,Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik出版社(2010年)


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@收集{hanson_et_al:DFU.SicViz.2010.90,author={Hanson,Andrew J.和Sha,Ji-Ping},title={{探索复杂变量的可视化方法}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={90--109},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.90},URN={URN:nbn:de:0030-drops-26996},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.90},annote={关键词:可视化,复杂流形,高维}}
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基于特征向量和特征值插值的张量场重建

作者:英格丽德·霍茨(Ingrid Hotz)、贾亚·斯里瓦桑·奈尔(Jaya Sreevalsan-Nair)、汉斯·黑根(Hans Hagen)和伯恩德·哈曼(Bernd Hamann)


摘要
插值是可视化过程中的一个重要步骤。虽然来自模拟或实验的大多数数据都是离散的,但许多可视化方法都基于平滑、连续的数据近似或插值方法。我们介绍了一种新的三角域上对称张量场的插值方法。与基于张量分量的标准张量场插值不同,我们使用张量不变量、特征向量和特征值进行插值。这种插值将特征向量和特征值计算的数量限制在网格顶点上,从而使张量线的精确积分成为可能。张量场拓扑在性质上与分量逐层插值相同。由于插值将“形状”和“方向”插值解耦,因此它是形状保持的,这对于追踪扩散MRI数据中的纤维尤为重要。

引用为

英格丽德·霍茨(Ingrid Hotz)、贾亚·斯里瓦桑·奈尔(Jaya Sreevalsan-Nair)、汉斯·黑根(Hans Hagen)和伯恩德·哈曼(Bernd Hamann)。基于特征向量和特征值插值的张量场重构。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第110-123页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{hotz_et_al:DFU.SicViz.2010.110,author={Hotz、Ingrid和Sreevalsan-Nair、Jaya和Hagen、Hans和Hamann、Bernd},title={{基于特征向量和特征值插值的张量场重建}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={110--123},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.110},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27003},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.110},annote={关键词:张量场,特征向量,特征值,插值}}
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高阶张量场中的跟踪线

作者:马里奥·赫拉维奇卡和杰里克·谢尔曼


摘要
虽然张量出现在科学和工程的许多领域,但很少有人对二阶以上的张量进行可视化。例如,高阶张量可以用于描述磁共振成像(MRI)中的复杂扩散模式。最近,我们提出了一种在高阶张量场中跟踪线的方法,该方法是从一阶张量场(向量场)和对称二阶张量场已知的方法的推广。在这里,这种方法被应用于磁共振成像,其中张量场用于描述扩散模式,例如人类大脑中的氢。这些模式与内部结构一致,可用于分析大脑不同区域之间的相互联系,即所谓的束描记问题。使用高阶张量线的优点是能够局部检测交叉点,这在二阶张量场中是不可能的。本文将扩展理论细节,并在MRI数据集上给出具体结果。

引用为

马里奥·赫拉维奇卡(Mario Hlawitchka)和杰里克·谢尔曼(Gerik Scheuermann)。高阶张量场中的跟踪线。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第124-135页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@在收集{hlawitschka_et_al:DFU.SciViz.2010.124,author={Hlawitchka,Mario和Scheuermann,Gerik},title={{高阶张量域中的跟踪线}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={124--135},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.124},URN={URN:nbn:de:00030-drops-27013},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.124},annote={关键词:张量域,线追踪}}
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交互式体量可视化中的图解焦点+上下文方法

作者:Stefan Bruckner、M.Eduard Gröller、Klaus Mueller、Bernhard Preim和Deborah Silver


摘要
插图技术是可视化研究中一个新的令人兴奋的方向。科学插画师使用了数百年的传统技术,在现代计算机技术的指导下重新审视。在本文中,我们讨论了焦点+上下文概念在三维数据可视化中的应用。我们对最新技术进行了概述,并讨论了以新颖方式使用此概念的最新方法。

引用为

Stefan Bruckner、M.Eduard Gröller、Klaus Mueller、Bernhard Preim和Deborah Silver。交互式体量可视化中的图解焦点+上下文方法。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第136-162页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{bruckner_et_al:DFU.SicViz.2010.136,author={布鲁克纳、斯特凡和格里“{o} 勒尔、M.Eduard和Mueller、Klaus和Preim、Bernhard和Silver、Deborah}、,title={{交互式体量可视化中的插图焦点+上下文方法}},booktitle={科学可视化:高级概念},页面={136-162},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SciViz.2010.136},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27023},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.136},annote={关键词:图解可视化,体积数据}}
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基于模型的干预规划可视化

作者:伯恩哈德·普雷姆


摘要
干预计划的计算机支持通常是一个两阶段的过程:在第一阶段,相关的分割目标结构被识别和描述。在第二阶段,将图像分析结果用于实际规划过程。在第一阶段,通常使用基于模型的分割技术来减少交互工作并增加再现性。还有一个类似的论点是使用基于模型的技术进行可视化。随着越来越多的可视化选项,用户可以调整许多参数以生成富有表现力的可视化效果。可以使用各种技术和参数对曲面模型进行平滑处理。表面可视化和说明性渲染技术由一大组附加参数控制。虽然交互式三维可视化应该是灵活的,并支持单个规划任务,但需要适当选择可视化技术及其参数预设。在本章中,我们将讨论这种可视化支持。我们指的是基于模型的可视化,表示基于“关于视觉感知、解剖物体形状和干预计划任务的先验知识”的可视化技术的选择和参数化。

引用为

伯恩哈德·普雷姆。干预计划的基于模型的可视化。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第163-178页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{preim:DFU.SciViz.2010.163,author={Preim,Bernhard},title={{干预计划的基于模型的可视化}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={163--178},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.163},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27033},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.163},annote={关键词:基于模型的可视化、表面可视化、图解渲染}}
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肩关节置换术的术前规划和术中指导

作者:Charl P.Botha、Peter R.Krekel、Edward R.Valstar、Paul W.de Bruin和P.M.Rozing


摘要
如果关节炎或创伤导致严重的关节损伤,进而导致疼痛加剧和功能下降,则需要进行肩关节置换术。然而,肩关节置换术不如髋关节和膝关节置换术成功,这主要是因为肩关节的复杂性和置换手术的复杂性。在这篇文章中,我们提出了一种完整的面向可视化的肩关节置换术前规划和术中指导方法。我们的系统通过允许虚拟关节置换手术,同时主要通过特定于患者和程序的关节运动范围(ROM)模拟和可视化提供反馈,从而帮助外科医生。在成功规划后,我们的系统会自动生成患者专用机械引导装置的3D模型,然后由快速成型机生产,并可在手术过程中使用。这样,手术室就不需要基于计算机的引导系统。

引用为

Charl P.Botha、Peter R.Krekel、Edward R.Valstar、Paul W.de Bruin和P.M.Rozing。肩关节置换手术的术前规划和术中指导。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第179-195页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{botha_et_al:DFU.SicViz.2010.179,author={博塔、查尔·P·和克雷克尔、彼得·R·和瓦尔斯塔、爱德华·R·、德布鲁因、保罗·W·和罗兹·P·M·},title={{肩关节置换手术的术前计划和术中指导}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={179--195},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.179},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27049},doi={10.4230/DFU.SciViz.2010.179},annote={关键词:手术协助}}
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心肌和冠状动脉解剖之间的患者特异性映射

作者:莫里斯·特梅尔(Maurice Termeer)、哈维尔·奥利凡·贝斯科斯(Javier Oliván Bescós)、马塞尔·布鲁沃(Marcel Breeuwer)、安娜·维拉诺娃(Anna Vilanova)和弗兰斯·格里森


摘要
基于美国心脏协会推荐的17段模型的心肌分割在医学实践中得到了广泛应用。患者特定的冠状动脉解剖结构在该模型中不起作用。由于患者冠状动脉解剖结构的巨大差异,这可能导致心肌节段和冠状动脉之间的映射不准确。我们提出了两种方法来将患者特定的冠状动脉解剖纳入该绘图。第一种方法调整17段模型以适合患者。第二种方法生成不一定符合此模型的约束较少的映射。这两种方法都基于Voronoi图,通过三维空间中沿心外膜的测地线距离计算主冠状动脉。我们在几个患者身上演示了我们的两种方法,并展示了我们的第一种方法如何也可以用于将体积数据拟合到17段模型中。我们的技术在一张图表中提供了对冠状动脉解剖的详细了解。根据临床专家提供的反馈,我们得出结论,它有可能提供心肌缺陷与冠状动脉供血之间更准确的关系。

引用为

莫里斯·特梅尔(Maurice Termeer)、哈维尔·奥利凡·贝斯科斯(Javier Oliván Bescós)、马塞尔·布鲁沃(Marcel Breeuwer)、安娜·维拉诺娃(Anna Vilanova)和弗兰斯·格里森。心肌和冠状动脉解剖之间的患者特异性映射。科学可视化:高级概念。Dagstuhl Follow-Ups,第1卷,第196-209页,Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik出版社(2010年)


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@收集{termeer_et_al:DFU.SicViz.2010.196,author={Termeer、Maurice和Besc\'{o} 秒哈维尔·奥利夫{a} n个以及Breeuwer、Marcel和Vilanova、Anna和Gerritsen、Frans},title={{心肌和冠状动脉解剖结构之间的患者特异性映射}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={196--209},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.196},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27053},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.196},annote={关键词:Voronoi图,分割,心肌}}
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心血管系统的建模与可视化

作者:托马斯·维希戈尔


摘要
对复杂器官(如人类心脏)进行建模需要详细了解该器官的几何和机械特性。类似地,模型只有在底层属性的精度允许的情况下才是精确的。因此,几何结构的精确测量非常重要。本文描述了创建和可视化这种血管模型所需的不同步骤,从确定基本几何模型,收集扩展现有模型所需统计数据,到可视化生成的大规模血管模型。

引用为

托马斯·维希戈尔。心血管系统的建模和可视化。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第210-226页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{wischgoll:DFU.SiciViz.2010.210,author={Wischgoll,Thomas},title={{心血管系统建模与可视化}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={210--226},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.210},URN={URN:nbn:de:00030-drops-27061},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.210},annote={关键词:体积数据,曲线骨架,心血管结构}}
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从可视化到可视化推理

作者:Joerg Meyer、Jim Thomas、Stephan Diehl、Brian Fisher和Daniel A.Keim


摘要
交互式可视化已被用于研究科学现象、分析数据、可视化信息以及探索大量多元数据。它通过赋予包括大脑和眼睛在内的人类视觉系统以发现以前未知的特性,使人类大脑能够获得新的见解。虽然人们相信,创建交互式可视化的过程已经被很好地理解,但借助交互式可视化工具刺激和启用人类推理的过程仍然是一个尚未探索的领域。我们假设,如果可视化成功地影响了思维过程或决策,那么它们就会产生影响。与可视化交互是这个过程的一部分。我们提供了可视化成功实现人类推理的示例,以及与数据的交互有助于理解数据和做出更明智的决策的示例。我们建议使用有助于理解决策过程演变的指标。这样的度量标准将衡量推理过程的效率,而不是可视化系统或用户的性能。我们声称,交互式可视化的方法学已经在很大程度上得到了研究,现在已经足够成熟,我们希望为通过可视化推理评估知识获取提供一些指导。我们的目标是鼓励读者采取下一步行动,从信息可视化转向可视化推理。

引用为

Joerg Meyer、Jim Thomas、Stephan Diehl、Brian Fisher和Daniel A.Keim。从可视化到可视化推理。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第227-245页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(Schloss Dagstuhl–Leibniz-Zentrum für Informatik)(2010)


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@收集{meyer_et_al:DFU.SicViz.2010.227,author={Meyer、Joerg和Thomas、Jim和Diehl、Stephan和Fisher、Brian和Keim、Daniel A.},title={{从可视化到可视化推理}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={227--245},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.227},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27078},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.227},annote={关键词:交互式可视化,推理}}
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流动的可视化模拟

作者:阿里·考夫曼和叶钊


摘要
我们采用了计算流体力学中的一种数值方法,即格子玻尔兹曼方法(LBM),对流动和非晶现象进行实时模拟和可视化,如云、烟、火、雾、灰尘、放射性羽流和空气中的生物或化学剂。与其他方法不同,LBM将局部相互作用的微观物理离散化,并可以处理非常复杂的边界条件,例如城市深峡谷、弧形墙、室内和移动物体的动态边界。由于其离散性,LBM适合于多分辨率方法,其计算模式类似于细胞自动机,易于并行化。我们已经在商品图形处理单元(GPU)上加速了LBM,在单个GPU或GPU集群上实现了实时甚至加速的实时性。我们已经实现了一个三维城市导航系统,并将其应用于纽约市的实时传感器数据。除了在城市环境中空气污染物模拟中的关键应用外,该方法还将有助于开发其他卓越的预测模拟功能、计算机图形和游戏,以及计算科学和工程的新技术。

引用为

Arie Kaufman和Ye Zhao。流动的可视化模拟。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第246-258页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{kaufman_et_al:DFU.SicViz.2010.246,author={考夫曼(Kaufman,Arie)和赵(Zhao,Ye}),title={{流的可视化模拟}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={246--258},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SciViz.2010.246},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27080},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.246},annote={关键词:格子Boltzmann方法,非晶现象,GPU加速,计算流体动力学,城市安全}}
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体积渲染积分中的局部照明和全局照明

作者:Nelson Max和Min Chen


摘要
本文旨在更新Max关于直接体绘制光学模型的主要调查[Max,“直接体绘制的光学模型”,IEEE Trans.on Visualization and Computer Graphics,1(2):99-1081995]。它简要概述了[Max,“直接体绘制的光学模型”所涵盖的主题范围,IEEE传输。关于可视化和计算机图形学,1(2):99–108,1995],并将新的阴影算法和折射渲染等最新发展引入透视图。特别地,我们以波长相关的方式研究了直接体绘制的三个基本方面,即体绘制积分、局部照明模型和全局照明模型。我们回顾了光谱体绘制的发展,其中可见光被视为电磁辐射的一种形式,光学模型与光谱功率分布的表示一起实现。这项调查可以为开发和使用复杂照明模型提供基础,并鼓励开展新的工作,以通过光学正确性实现更好的真实感和感知。

引用为

Nelson Max和Min Chen。体积渲染积分中的局部照明和全局照明。科学可视化:高级概念。Dagstuhl Follow-Ups,第1卷,第259-274页,Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik出版社(2010年)


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@收集{max_et_al:DFU.SicViz.2010.259,author={Max,Nelson和Chen,Min},title={{体积渲染积分}}中的局部和全局照明,booktitle={科学可视化:高级概念},页码={259-274},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.259},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27090},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.259},annote={关键词:体积渲染,照明模型}}
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实时地形测绘

作者:托尼·伯纳丁(Tony Bernardin)、埃里克·考吉尔(Eric Cowgil)、瑞安·戈尔德(Ryan Gold)、伯恩德·哈曼(Bernd Hamann)和奥利弗·克莱罗斯(Oliver Kreylos)


摘要
我们提出了一个交互式实时数字高程图(DEM)绘图系统,该系统允许地球科学家绘制地图,从而了解长度为10米至1000公里的大陆地壳变形。我们的系统将地球表面可视化为一个由DEM生成的3D~表面,由注册的多光谱图像生成的彩色纹理和覆盖在其上的基于矢量的映射元素。我们使用基于四叉树的多分辨率方法来实时渲染大空间区域的高分辨率地形映射数据集。我们系统的主要优势是将交互式渲染和交互式映射直接结合到3D表面上,能够在映射过程中导航地形和任意更改视点。用户研究和与商用制图软件的比较表明,我们的系统提高了制图的准确性和效率,并能够实现现有系统无法进行的定性不同观测。

引用为

托尼·伯纳丁(Tony Bernardin)、埃里克·考吉尔(Eric Cowgil)、瑞安·戈尔德(Ryan Gold)、伯恩德·哈曼(Bernd Hamann)和奥利弗·克莱罗斯(Oliver Kreylos)。实时地形测绘。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第275-288页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{bernardin_et_al:DFU.SicViz.2010.275,author={伯纳丁、托尼和考吉尔、埃里克和戈尔德、瑞安和哈曼、伯恩德和克雷洛斯、奥利弗},title={{实时地形测绘}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={275--288},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.275},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27106},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.275},annote={关键词:地球、空间和环境科学可视化、交互、地形可视化、多分辨率可视化}}
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狭义相对论可视化方法综述

作者:丹尼尔·韦斯科夫


摘要
本文综述了特殊相对论可视化的方法。可视化技术分为三类:闵可夫斯基时空图、恒定时间的空间切片描述以及在相对论场景中模拟图像生成的虚拟相机方法。本文涵盖了从早期手绘可视化到最先进的基于计算机的可视化方法的历史轮廓。本文还简要介绍了狭义相对论的数学,利用时空的几何性质,并将其与向量和线性变换等几何概念联系起来。

引用为

丹尼尔·韦斯科夫(Daniel Weiskopf)。狭义相对论可视化方法综述。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第289-302页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@InCollection{weiskopf:DFU.SiciViz.2010.289,author={Weiskopf,Daniel},title={{狭义相对论可视化方法综述}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={289--302},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.289},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27115},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.289},annote={关键词:狭义相对论、闵可夫斯基、时空、虚拟相机}}
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室内声学视听虚拟现实系统

作者:爱德华·戴恩斯(Eduard Deines)、马丁·海林·伯特伦(Martin Hering-Bertram)、简·莫林(Jan Mohring)、杰夫吉尼斯·杰戈洛夫斯(Jevgenijs Jegorovs)和汉斯·黑根(Hans Hagen)


摘要
我们提出了一种用于模拟声场的视听虚拟现实显示系统。除了通过声子追踪和有限元方法进行的房间声学模拟外,该系统还包括使用3D反向投影系统对模拟结果进行立体可视化,以及使用专业音响设备进行听觉化。为了实现可听化,我们开发了一种声场合成方法,用于精确控制扬声器系统。

引用为

爱德华·戴恩斯(Eduard Deines)、马丁·海林·伯特伦(Martin Hering-Bertram)、简·莫林(Jan Mohring)、杰夫吉尼斯·杰戈洛夫斯(Jevgenijs Jegorovs)和汉斯·黑根(Hans Hagen)。室内声学视听虚拟现实系统。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第303-320页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{deines_et_al:DFU.SicViz.2010.303,author={戴恩斯、爱德华·贝特伦、马丁·默林、简·杰戈洛夫斯、杰夫吉尼斯和哈根、汉斯},title={{用于房间声学的视听虚拟现实系统}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={303--320},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.303},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27128},doi={10.4230/DFU.SciViz.2010.303},annote={关键词:狭义相对论、闵可夫斯基、时空、虚拟相机}}
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以显著性为导向的分子动力学模拟综述

作者:罗伯特·帕特罗、卓一叶和阿弥陀佛·瓦什尼


摘要
我们提出了一种测量分子动力学模拟数据显著性的新方法。这种显著性度量基于一种快速高效的多尺度中心-曲面机制。我们探讨了显著性函数的使用,以指导选择代表性和异常时间步长来总结仿真。为此,我们还引入了一个多尺度关键帧选择程序,该程序自动提供以不同粗糙度表示模拟的关键帧。我们将我们的显著性引导关键帧方法与其他方法进行了比较,并表明它在重建模拟时始终根据预测能力来选择更好的关键帧。

引用为

罗伯特·帕特罗(Robert Patro)、卓一叶(Cheuk Yiu Ip)和阿弥陀佛·瓦什尼(Amitabh Varshney)。显著性指导下的分子动力学模拟概述。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第321-335页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{patro_et_al:DFU.SicViz.2010.321,author={Patro、Robert和Ip、Cheuk Yiu和Varshney、Amitabh},title={{显著性指导的分子动力学模拟综述}},booktitle={科学可视化:高级概念},页数={321--335},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.321},URN={URN:nbn:de:00030-drops-27134},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.321},annote={关键词:分子动力学,显著性,模拟}}
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流媒体空中视频纹理

作者:Christopher S.Co、Mark A.Duchaineau和Kenneth I.Joy


摘要
我们提出了一种适用于大时变航空图像的流压缩算法。新型机载光学传感器能够以每秒多帧的速度采集数十亿像素的图像。这些图像必须通过要求严格压缩技术的低带宽管道传输。我们通过分别处理图像的前景部分和背景部分来实现这种压缩。前景信息由移动的对象组成,这些对象只占总像素的一小部分。使用流式小波分析计算表示多帧原始输入图像的紧凑视频纹理图,可以随时间有效地压缩背景区域。使用适合GPU实现的算法可以有效地渲染此映射。这项工作的核心算法贡献在于快速、低内存的流式小波压缩方法,以及由这种压缩产生的小波视频纹理的高效显示。

引用为

Christopher S.Co、Mark A.Duchaineau和Kenneth I.Joy。流媒体空中视频纹理。科学可视化:高级概念。《达格斯图尔后续行动》,第1卷,第336-345页,达格斯图-莱布尼兹·泽特鲁姆宫(2010)


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@收集{co_et_al:DFU.SicViz.2010.336,author={Co,Christopher S.和Duchaineau,Mark A.和Joy,Kenneth I.},title={{流媒体空中视频纹理}},booktitle={科学可视化:高级概念},pages={336-345},系列={达格斯图尔后续行动},国际标准图书编号={978-3-939897-19-4},ISSN={1868-8977},年份={2010},体积={1},editor={Hagen,Hans},publisher={Schloss Dagstuhl--Leibniz Zentrum f{\“u}r Informatik},地址={Dagstuhl,德国},URL={https://drops.dagstuhl.de/entities/document/10.4230/DFU.SiciViz.2010.336},URN={URN:nbn:de:0030-drops-27148},doi={10.4230/DFU.SicViz.2010.336},annote={关键词:分子动力学,显著性,模拟}}

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