Mündliche Prüfung (bei großer Teilnehmerzahl Klausur)

Die Fortschritte in der modernen Hochleistungsrechner- und Sensortechnologie führen zu immer größeren und komplexeren Daten in vielen Bereichen wie den (Lebens-)Wissenschaften, der Medizin, der Physik oder dem Ingenieurwesen. Interaktive Visualisierung ist oft ein entscheidender Schritt, um diese Daten zu analysieren. Die wissenschaftliche Visualisierung befasst sich mit der Darstellung von Daten, die eine räumliche Struktur (meist dreidimensional) aufweisen, z.B. medizinische Volumina aus CT- oder MRT-Scannern oder molekulare Strukturen. In dieser Vorlesung werden die Schritte der Visualisierungspipeline besprochen, die von den Eingabedaten bis zum endgültigen Bild oder der interaktiven Darstellung des Datensatzes führen. Dazu gehören Interpolation und Filterung, Mapping-Techniken sowie die Grundlagen der (Farb-)Wahrnehmung, Computergrafik/Rendering und Interaktion. Es werden Visualisierungsmethoden für verschiedene Arten von wissenschaftlichen Daten vorgestellt, darunter Teilchen, 3D-Skalarfelder (Volumen), Vektorfelder und Tensorfelder. Insbesondere wird die Anwendung dieser Methoden für die Visualisierung von biologischen sowie medizinischen Daten diskutiert. Methoden aus der Informationsvisualisierung (d.h. die Visualisierung abstrakter, nicht-räumlicher Daten) sind nicht Teil dieser Vorlesung, da diese in BIO4364 - Visualisierung biologischer Daten besprochen werden.

Die Studierenden
- kennen die wichtigsten Konzepte der wissenschaftlichen Visualisierung (z.B. die grafische Darstellung verschiedener Arten von räumlichen Daten, Sampling, Interpolation)
- kennen Visualisierungstechniken für wissenschaftliche Daten (z.B. Teilchen, 3D-Skalar-/Vektor-/Tenorfelder)
- sind in der Lage, diese Techniken selbständig zu implementieren
- wissen, wie man wissenschaftliche Visualisierung effektiv für die Analyse von biologischen und medizinischen Daten einsetzt

Lecture slides will be made available for download.
C. Hansen, C. R. Johnson, “The Visualization Handbook,” Academic Press, 2005.
H. Schumann, W. Müller, “Visualisierung: Grundlagen und allgemeine Methoden,” Springer, 2000.
A. C. Telea, “Data Visualization: Principles and Practice,” A K Peters/CRC Press, 2nd edition, 2014.
M. O. Ward, G. Grinstein, D. Keim, “Interactive Data Visualization: Foundations, Techniques, and Applications,” CRC Press, 2nd edition, 2015.