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Preis für die beste interaktive Visualisierung von Planetendaten geht an das DLR

Bei der diesjährigen Konferenz für Visualisierung und visuelle Analysemethoden, der IEEE VIS 2021, wurde der Preis für „Best Interactive Visualization System” einem DLR-Forschungsteam verliehen.

Simon Schneegans, Markus Flatken, Jonathan Fritsch und Prof. Dr. Andreas Gerndt vom Institut für Softwaretechnologie, sowie Dr. Ana-Catalina Plesa und Dr. Christian Hüttig vom Institut für Planetenforschung präsentierten eine interaktive Visualisierung und Analyse von Mantelströmung im Inneren der Erdkugel.

Interaktive Visualisierung und Analyse der Mantelströmung im Erdinneren: heiße Mantelplumes (linkes Bild), Mantelplumes mit zugehörigen Stromlinien und kalten Downwellings in blauer Farbe (mittleres Bild), und stagnierendes kaltes Material (hellblau) mit dazugehörigen Stromlinien (rechtes Bild).

Demovideo zu RayPC: Interactive Ray Tracing Meets Parallel Coordinates

Diesjähriger Visualisierungswettbewerb der IEEE zu Strömungen des Erdinneren

Die Konferenz VIS wird von dem IEEE, dem Institute of Electrical and Electronics Engineers, ausgerichtet. Sie ist ein Forum für den Austausch und die Präsentation von Innovationen im Bereich der Visualisierung und der visuellen Analysemethoden und Anwendungen in Wissenschaft, Technik, Medizin, Geisteswissenschaften, Handel, Kunst und anderen Bereichen.

Jedes Jahr wird zur Konferenz ein Datensatz mit dazugehörigen Analyseaufgaben als Wettbewerb gestellt. Die Teilnehmenden nutzen dann unterschiedliche Technologien, um die Aufgabe bestmöglich mit ihren Tools zu lösen. Im Jahr 2021 bestand die Aufgabe darin, Konvektionen im Erdinneren zu analysieren und interaktiv zu visualisieren. Das Pysklywec Lab der Universität Toronto lieferte den zu visualisierenden Datensatz über die thermische Konvektion im Erdmantel.

Die Verwendung des Systems auf einem stereoskopischen Ausgabegerät mit Head-Tracking verbessert das Verständnis der komplexen Geometrien erheblich. Das parallele Koordinatendiagramm kann nicht nur verwendet werden, um das Volumen basierend auf Skalaren, sondern auch basierend auf kartesischen Koordinaten zu begrenzen. Dies kann verwendet werden, um Schnitte durch das Volumen zu erstellen.

DLR-initiierte Software präsentiert eine interaktive Lösung in VR-Umgebung

Das DLR-Team bestand aus Mitarbeitenden der Institute für Softwaretechnologie und für Planetenforschung. Die beim Wettbewerb präsentierte Lösung basiert auf einem Framework für eine interaktive 3D-Visualisierung, welche auch in VR bedienbar ist. Mit Ihrem Ansatz konnte das DLR-Team Echtzeit-Volumenrendering, Bahnlinien und parallele Koordinatendiagramme kombinieren, um die Strömungsdynamik auf interaktive Weise zu erforschen und Zusammenhänge zwischen verschiedenen Ausgangsvariablen zu bilden.

Das Framework ist ein Plugin für die Open-Source Software CosmoScout VR, welche maßgeblich von der Abteilung Software für Raumfahrtsysteme und interaktive Visualisierungen am DLR-Institut für Softwaretechnologie entwickelt wird. Mit CosmoScout VR lassen sich große Simulationsdaten des Inneren und Äußeren der Erde und anderen Gesteinsplaneten unseres Sonnensystems visualisieren. Das neue Plugin erlaubt es, Echtzeit-Volumenrendering und Visualisierungen von Bahnlinien mit einem parallelen Koordinatendiagramm zu kombinieren, das üblicherweise im Bereich der Informationsvisualisierung verwendet wird. So können aufsteigende und absinkende Bewegungen von kaltem und heißem Material im Erdmantel auf eindrückliche Weise visualisiert werden.