Datenvisualisierung

Prof. Dr. Peter Fischer-Stabel ist Professor für Angewandte Informatik, Umwelt- & Geoinformatik am Umweltcampus der Hochschule Trier.

Vorwort5
Hinweise zum Buch7
Abbildungsverzeichnis15
Tabellenverzeichnis19
1 Einführung21
1.1 Raster- und Vektorgrafik25
1.1.1 Rastergrafik27
1.1.2 Vektorgrafik31
1.2 Anwendungsfelder der Visualisierung34
1.3 Literatur36
2 Computervisualistik37
2.1 Qualität einer Visualisierung39
2.2 Wahrnehmungskapazitäten des Menschen41
2.2.1 Visuelle Wahrnehmung und graphische Mindestgrößen45
2.2.2 Barrierefreiheit47
2.3 Der Visualisierungsprozess49
2.4 Hinweise zum Visualisierungsdesign53
2.5 Literatur54
3 Diagrammtechniken55
3.1 Business-Charts56
3.2 Piktogramme61
3.3 Infografiken62
3.4 Literatur63
4 Geovisualisierung und Kartographie65
4.1 Geodaten67
4.2 Kartographische Grundlagen69
4.2.1 Grundsätze guter Kartengraphik71
4.3 Kartogramme72
4.3.1 Nicht-zusammenhängende Kartogramme73
4.3.2 Zusammenhängende Kartogramme74
4.3.3 Dorling-Kartogramm74
4.4 Extrudierte Karten75
4.5 Literatur77
5 Generative Computergrafik79
5.1 Geometrische Modellierung80
5.1.1 Objekte in der Szene81
5.2 Modellierungsmethoden82
5.2.1 Kantenmodelle83
5.2.2 Flächenmodelle83
5.2.3 Volumenmodelle86
5.3 Oberflächeneigenschaften87
5.4 Bildsynthese (Rendering)88
5.5 Anwendungsbeispiel: 3D - Stadtmodelle90
5.5.1 Airborne Laser Scanning (ALS)90
5.5.2 Ableitung eines 3D-Stadtmodells aus ALS -Daten97
5.6 Photogrammetrie100
5.6.1 Stereophotogrammetrie101
5.6.2 Nahbereichs-Photogrammetrie102
5.7 Haptischer Ausdruck / 3D-Druck103
5.8 Literatur105
6 Bildbearbeitung107
6.1 Datenerfassung Rasterdaten109
6.2 Workflow der Bildbearbeitung113
6.2.1 Punktoperatoren115
6.2.2 Lokale Operatoren / Filterung im Ortsbereich119
6.2.3 Globale Operatoren122
6.3 Bildanalyse123
6.4 Bildanalyse am Beispiel von Daten der Fernerkundung125
6.4.1 Pixelbasierte Klassifikation multispektraler Daten128
6.4.2 Grundprinzip der Klassifikationsverfahren129
6.4.3 Überwachte Klassifikation132
6.4.4 Anwendungsbeispiel: Erfassung von versiegelten Flächen134
6.5 Weitere ausgewählte Operationen mit Bildern141
6.5.1 Stitching141
6.5.2 Mosaicing142
6.5.3 High Dynamic Range (HDR)-Fotografie143
6.5.4 Morphing146
6.6 Weiterführende Literatur146
7 Augmented Reality147
7.1 Begriffsklärung148
7.2 Historische Entwicklung und Anwendungsbereiche150
7.3 Grundlagen152
7.3.1 AR-Systeme152
7.3.2 Darstellung153
7.3.3 Interaktion155
7.3.4 Tracking156
7.4 Trackingverfahren157
7.4.1 Markerbasiert157
7.4.2 Natürliche Marker (merkmalsbasiert)158
7.4.3 Dreidimensionale Marker159
7.4.4 Markerloses Tracking mit SLAM160
7.4.5 Nicht-optisches Tracking161
7.4.6 Kombination verschiedener Verfahren162
7.5 Entwicklerwerkzeuge162
7.5.1 Android162
7.5.2 iOS163
7.5.3 Facebook AR Studio163
7.5.4 Windows Mixed Reality164
7.5.5 Software-Bibliotheken164
7.5.6 Unity166
7.6 Ausblick166
7.7 Literatur167
8 Virtual Reality (VR)169
8.1 Begriffserklärung169
8.2 Historische Entwicklung171
8.3 Anwendungsbeispiele175
8.4 Erstellung von VR-Anwendungen178
8.4.1 Allgemeines zu Erstellung von Inhalten179
8.4.2 Beispiel: Interaktive Historytainment-Anwendung181
8.5 Aktuelle Marktübersicht183
8.5.1 Mobile VR184
8.5.2 High-End-VR185
8.6 Was bringt die Zukunft?188
8.7 Literatur190
9 Visualisierung und Manipulation191
9.1 Stichproben mit systematischem Fehler192
9.2 Auswirkungen der Wahl des Lokationsmaßes194
9.3 Manipulation mit Diagrammen196
9.4 Manipulation mittels Piktogrammen199
9.5 Manipulation mit Karten200
9.6 Manipulation mittels Bildbearbeitung201
9.7 Anmerkungen202
9.8 Weiterführende Literatur204
Index205