Interaktivna vizuelizacija

Interaktivna vizuelizacija je grana grafičke vizuelizacije u računarstvu koja uključuje proučavanje načina na koji ljudi komuniciraju sa računarima kako bi stvorili grafičke ilustracije informacija i kako bi ovaj proces učinili efikasnijim.

Da bi se vizualizacija smatrala interaktivnom, ona mora zadovoljiti dva kriterijuma:

• Unos ljudi: kontrola nekog aspekta vizuelnog predstavljanja informacija ili informacija koje se predstavljaju mora biti dostupna čoveku i
• Vreme odziva : promene koje je napravio čovek se moraju blagovremeno ugraditi u vizualizaciju. Generalno, interaktivna vizuelizacija se smatra laganim zadatkom u realnom vremenu .

Jedna posebna vrsta interaktivne vizuelizacije je virtuelna realnost (VR), u kojoj se vizuelna prezentacija informacija prikazuje pomoću imerzivnog displeja (uronjivog uređaja za prikaz, odn. vizuelnog prikaza veće interakcije ljudi sa kompjuterski generisanim sadržajem u realnom vremenu), kao što je stereo projektor (vidi stereoskopiju). VR takođe karakteriše upotreba prostorne metafore, u kojoj ce neki aspekt informacije predstavlja u tri dimenzije, tako da ljudi mogu da istražuju informacije kao da su one prisutne (inače udaljene), odgovarajuće veličine (inače u mnogo manjem ili većem obimu nego što ljudi mogu direktno da osete) ili su imale oblik (inače bi mogle biti potpuno apstraktne).

Druga vrsta interaktivne vizuelizacije je vizuelizacija u saradnji, u kojoj više ljudi komunicira sa istom računarskom vizuelizacijom kako bi međusobno razmenjivali svoje ideje ili zajednički istraživali informacije. Često se vizuelizacija u saradnji koristi kada su ljudi fizički odvojeni. Korišćenjem nekoliko umreženih računara, ista vizualizacija se istovremeno može predstaviti svakoj osobi. Ljudi zatim prave beleške na vizuelizaciji i komuniciraju putem audio (tj. telefona), video (tj. video konferencije) ili tekstualnih (tj. IRC) poruka.

Ljudska kontrola vizuelizacije

Xijerarhijski interaktivni grafički sistem programepa (PHIGS) je bio jedan od prvih programskih pokušaja u interaktivnoj vizuelizaciji i pružio je nabrajanje vrsta ulaznih podataka koje pružaju ljudi. Ljudi mogu da:

1. Izabery neki deo postojeće vizuelne prezentacije;
2. Pronađy tačku interesovanja (koja možda nema postojećy prezentacijy);
3. Zakorače stazom;
4. Izabery opciju sa liste opcija;
5. Vrednuju unosom broja; i
6. Pišu unosom teksta.

Za sve ove radnje je potreban fizički uređaj. Ulazni uređaji variraju od onih uobičajenih - tastature, miševa, grafičkih tableta, kuglica na dodir i dodirnih tabli - do ezoteričnih - žičanih rukavica, nosača ruke, pa čak i svesmernih traka za trčanje.

Ove radnje unosa se mogu koristiti za kontrolu informacija koje se predstavljaju ili za način njihovog predstavljanja. Kada se informacije koje su predstavljene promene, vizuelizacija je obično deo povratne sprege. Na primer, razmotrite avionski sistem u vazduhoplovstvu u kojem pilot unosi komande za valjanje, skretanje i propinjanje, a sistem vizualizacije onda pruža prikaz novog ponašanja letelice. Još jedan primer bi bio naučnik koji menja simulaciju dok ona radi kao odgovor na vizuelizaciju (Vizulacija) njenog trenutnog napretka. To se naziva računarsko upravljanje.

Češće se menja prikaz podataka, a ne sami podaci (Vizualizacija (grafički prikaz)).

Brzi odgovor na ljudski unos

Eksperimenti su pokazali da većina ljudi primećuje kašnjenje veće od 20 ms između pružanja unosa i ažuriranja vizuelnog prikaza. Stoga je poželjno da interaktivna vizuelizacija pruži prikaz na osnovu ljudskog unosa u ovom vremenskom okviru. Međutim, kada se velike količine podataka moraju obraditi da bi se stvorila vizuelizacija, ovo postaje teško ili čak nemoguće sa tehnologijom kakvu imamo danas. Stoga se termin „interaktivna vizuelizacija“ obično primenjuje na sisteme koji korisnicima pružaju povratne informacije u roku od nekoliko sekundi od unosa. Termin interaktivni frejmrejt se često koristi za merenje interaktivnosti vizualizacije. Frejmovi mere frekvenciju kojom slika (okvir) može da se generiše pomoću sistema za vizualizaciju. Brzina kadra od 50 kadrova u sekundi (kadri/s) smatra se dobrom, dok se 0,1 kadra y sekundi smatra lošom. Korišćenje frejmrejt-a za karakterizaciju interaktivnosti, međutim, pomalo obmanjuje, jer je frejmrejt mera širine opsega, dok su ljudi osetljiviji na kašnjenje. Konkretno, moguće je postići dobru brzinu kadrova od 50 kadrova y sekundi, ali ako se generisane slike odnose na promene u vizualizaciji koju je osoba napravila pre više od 1 sekunde, neće biti interaktivno sa osobom.

Brzo vreme odziva potrebno za interaktivnu vizuelizaciju je teško ograničenje i postoji nekoliko pristupa koji su istraženi kako bi se ljudima pružile brze vizuelne povratne informacije na osnovu njihovog unosa. Neki uključuju:

1. Paralelno prikazivanje - u kojem se više od jednog računara ili video kartice istovremeno koristi za prikazivanje slike. Različiti računari mogu istovremeno da prikažu više okvira i da rezultate prenose preko mreže za prikaz na jednom monitoru. To zahteva da svaki računar ima kopiju svih informacija koje će se prikazati i povećava propusnost, ali takođe povećava i kašnjenje. Takođe, svaki računar može prikazati različito područje jednog okvira i poslati rezultate preko mreže na prikaz. Ovo opet zahteva da svaki računar sadrži sve podatke i može dovesti do neravnoteže opterećenja kada je jedan računar odgovoran za prikazivanje dela ekrana sa više informacija od drugih računara. Konačno, svaki računar može prikazati čitav okvir koji sadrži podskup informacija. Dobijene slike i pripadajući dubinski bafer se zatim mogu slati preko mreže i spajati sa slikama sa drugih računara. Rezultat je jedan okvir koji sadrži sve informacije koje će se prikazati, iako nijedna memorija računara nije sadržala sve informacije. To se naziva paralelno kombinovanje dubina i koristi se kada se velike količine informacija moraju pružati interaktivno.
2. Progresivno prikazivanje - u kojem je brzina kadra zagarantovana prikazivanjem nekog podskupa informacija koje će biti predstavljene, kao i pružanjem inkrementalnih (progresivnih) poboljšanja prikazivanja nakon što se vizuelizacija više ne menja.
3. Prikazivanje nivoa detalja (ND) - u kojem se pojednostavljeni prikazi informacija prikazuju kako bi se postigla željena brzina kadrova dok osoba daje unos, a zatim se puna prezentacija koristi za generisanje mirne slike kada osoba prođe kroz manipulaciju vizuelizacijom. Jedna uobičajena varijanta LOD prikazivanja je poduzorkovanje hroma. Kada se informacije koje se predstavljaju čuvaju u topološki pravougaonom nizu (kao što je uobičajeno za digitalne fotografije, MRI skeniranje i simulacije konačnih razlika), verzija niže rezolucije se lako može generisati preskakanjem n tačaka za svaku prikazanu tačku 1. Poduzorkovanje takođe može da se koristi za ubrzavanje tehnika prikazivanja kao što je vizuelizacija zapremine koja zahteva više od dva puta izračunavanja za sliku dvostruke veličine. Ukoliko se prikaže manja slika, a zatim slika skalira, da popuni traženi prostor na ekranu, mnogo je manje vremena potrebno za prikazivanje istih podataka.
4. Prikazivanje bez okvira - u kojem se vizuelizacija više ne predstavlja kao vremenski niz slika, već kao jedinstvena slika u kojoj se vremenom različita polja ažuriraju.

Vidi još

• Kompjuterski generisane slike
• ImageVis3D

Spoljašnje veze

• Amer. Soc. of Information Science and Technology (ASIS&T SIGVIS)  Special Interest Group in Visualization Information and Sound Arhivirano na sajtu Wayback Machine (2. decembar 2008)
• ACM SIGCHI
• ACM SIGGRAPH
• ACM VRST
• Eurographics
• IEEE Visualization
• ACM Transactions on Graphics
• IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics