Analiza wizualna – co to jest i czym to się je Krzysztof S. Nowiński visnow@icm.edu.pl

Analiza wizualna danych Dane: pochodzące z obserwacji i eksperymentów (fizykalnych bądź symulacji komputerowych) Problem: wydobyć informacje ukryte w danych Dla zrozumienia eksperymentu Dla weryfikacji algorytmów symulacyjnych Dla prezentacji

Statystyka a wizualizacja Daje proste, łatwe do porównania numeryczne wyniki Daje odpowiedzi na pytania Wizualizacja Prezentuje obrazy, filmy lub interaktywną geometrię Prezentuje więcej informacji – obraz wart (co najmniej) tysiąca słów Pokazuje nieoczekiwane! Pomaga formułować pytania i stawiaćhipotezy

Analiza wizualna– przykłady Kosmologia –hierarchiczna struktura gęstości materii we wszechświecie Symulacja komputerowa – czy odtworzyła tę strukturę?

Analiza wizualna– przykłady

Analiza wizualna informacji – przykłady Dodatkowa informacja: Odkryta symetria Nieprzewidywalna Jasno widoczna Trudna do znalezienia numerycznie Łatwa do potwierdzenia, gdy o niej wiemy

Obszary zastosowań Symulacje biomolekularne Obrazowanie medyczne

Obszary zastosowań Wizualizacja przepływów Analiza wizualna operacji lotniczych

Obszary zastosowań Wizualizacja meteorologiczna

Wizualizacja – ale czego? Dane geometria + struktura + wartości Przykłady Dane jednorodne – medycyna Dane regularne – CFD Dane nieregularne – mechanika, struktury molekularne Wymiary danych przestrzeń czasoprzestrzeń wymiary abstrakcyjne

Dane Geometria Struktura Wartości Współrzędne punktów w przestrzeni n-wymiarowej (n=1,2,3,4)‏ Zadane w sposób naturalny lub obliczone na podstawie struktury czy wartości Podane explicite lub łatwe do wyliczenia w miarę potrzeby Struktura Określa logiczne powiązania między punktami Zazwyczaj określa zakres możliwej interpolacji Zależna od problemu Wartości Skalarne, wektorowe, tensorowe, symboliczne….

Analiza wizualna a wizualizacja Wizualizacja: budowa i oglądanie obiektów geometrycznych na podstawie surowych lub minimalnie przetworzonych danych Analiza wizualna: budowa i oglądanie obiektów geometrycznych na podstawie głęboko przetwarzanych interaktywnie modyfikowalnymi algorytmami danych wejściowych Wizualizowana i kontrolowana na bieżąco symulacja komputerowa

Analiza wizualna a wizualizacja Wizualizacja: prezentacja wyników badań w publikacjach, raportach etc. Bezdyskusyjne przekazanie informacji, „storytelling” Dopracowane metody obrazowania Wysoka jakość, niska interaktywność Analiza wizualna: wizualne znajdowanie informacji w procesie badawczym Szukanie wśród wielu metod prezentacji Interakcja kosztem jakości Integracja z tworzeniem danych

Analiza wizualna a wizualizacja Wizualizacja: prezentacja wyników Obrazy statyczne lub filmy Obraz wektorowy lub wysokorozdzielczy Film HD lub YouTube Dopracowanie szczegółów – kolorystyka, jakość opisu, estetyka Analiza wizualna: do poziomu visual debugging włącznie

Analiza wizualna - platforma Miejsce w cyklu: Model pojęciowy Model matematyczny Analiza wizualna Implementacja (algorytm) Parametryzacja i walidacja Wnioskowanie i predykcja

Wizualna platforma integrująca - VIDE Visual debugging – wyszukiwanie i naprawa błędów merytorycznych – algorytmu, modelu, koncepcji Integracja – algorytmy implementujemy jako moduły platformy Korzystamy z natychmiastowej prezentacji wyników – widać, co nie działa poprawnie VIDE – Visual Integrated Development Environment

Dziękuję za uwagę! visnow@icm.edu.pl