Rechen- und Kommunikationszentrum (RZ) Selektionsstrategien auf Graphstrukturen Sven Porsche Seminarvorträge 25.01.2012 Aachen.

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1 Rechen- und Kommunikationszentrum (RZ) Selektionsstrategien auf Graphstrukturen Sven Porsche Seminarvorträge 25.01.2012 Aachen

2 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 2  Einleitung  Grundlagen  Graphen  Selektion  Selektionsstrategien  Einzelselektion  „Path Selection“  Ausblick Gliederung

3 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 3 Einleitung

4 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 4  Straßenverkehrsnetz  2-dimensional  Kreuzungen als Knoten  Straße sind Kanten  Kristallographie  Teilgebiet der Chemie  3-dimensionale Ausdehnung Einleitung - Anwendungsgebiete

5 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 5  Hohe Komplexität von Graphen  Schwierigkeiten beim Auswählen  Auswahl vieler Knoten sehr zeitaufwendig  Dem Benutzer müssen Werkzeuge angeboten werden  Geringe Fehlerquote  Hohes Maß an Effizienz Einleitung - Motivation

6 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 6 Grundlagen Graphen

7 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 7  Menge bestehend aus Knoten und Kanten  Verschiedene Arten  Gerichtete Graphen,  Gewichtete Graphen,  Und andere Grundlagen - Graphen

8 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 8  Eigenschaften  Kanten haben vorgegebene Richtung  Muss mindestens eine gerichtete Kante enthalten  Darstellung durch Pfeile an den Kanten  Beispiel  Einbahnstraßen im Straßenverkehrsnetz Grundlagen - Gerichtete Graphen

9 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 9  Eigenschaften  Kanten haben eine Gewichtungen  Darstellung durch Zahlen neben den Kanten  Beispiele  Verkehrsnetz (Entfernung zwischen 2 Knoten)  Bindungsstärke zwischen Atomen Grundlagen - Gewichtete Graphen

10 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 10 Grundlagen Selektion

11 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 11  Bedeutet Auswahl bzw. Auslese  Selektion geschieht durch  Einen Computer (mittels Algorithmen),  Den Menschen mit Hilfe verschiedener Eingabegeräte,  Oder eine Kombination aus beiden  Bestandteil der Human-Computer-Interaktion (HCI)  Auswahl verschiedener Objekte in virtuellen Umgebungen Grundlagen - Selektion

12 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 12 Selektionstechniken Einzelselektion

13 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 13  Ausgiebig erforschtes Thema der HCI  Auswahl einzelner Objekte mittels Zeigegeräte  Probleme  Bei geringer Objektgröße  Geringer Abstand zwischen mehreren Objekten  Dynamische Szenen  Auswirkungen  Fehlerhafte Eingaben  Zu hoher Zeitaufwand bei der Auswahl Selektionstechniken - Einzelselektion

14 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 14  Erweiterung des Cursors  Cursor wird als kreisförmige Fläche betrachtet  Vorteile  Cursor muss ein Objekt nicht exakt treffen  Annäherung ausreichend Selektionstechniken - Bubble Cursor

15 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 15  Mehrere Objekte innerhalb der Cursorfläche  Verringerung des Radius

16 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 16  Ein Objekt nur teilweise innerhalb der Fläche  Erweiterung um die Ausmaße dieses Objektes

17 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 17  Prinzip ähnlich des Bubble Cursors  Erweiterung der Fläche auswählbarer Objekte  Bei Überschneidung  Aufteilung der Fläche mittels kürzestem Abstand Selektionstechniken - Extending Targets

18 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 18  Vergleich mit Bubble Cursor  Vorteile gegenüber Bubble Cursor  Berechnung kann im Vorfeld durchgeführt werden  Geringerer Rechenaufwand zur Laufzeit  Nachteile  Höherer Rechenaufwand bei dynamischen Szenen  Bestehende Probleme  Keine effektive Vergrößerung der Aktivierungsfläche bei geringem Abstand Selektionstechniken - Extending Targets

19 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 19  Findet Anwendung in 3-dimensionalen Szenen  Funktionsweise  Ermittlung der Objekte innerhalb des Kegels  Bewertung dieser Objekte über Distanz zur Kegelachse  Hervorhebung des Objektes mit höchster Bewertung Selektionstechniken - IntenSelect

20 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 20 Selektionstechniken Path Selection

21 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 21  Ziele  Verringerung der Selektionszeit von Routen  Verringerung der Fehlerquote  Reduzierung der Anzahl manuell auszuwählender Objekte  Anwendungsgebiet  Selektion von Routen im Verkehrsnetz  Zusammenhängender Pfad in Molekülen Selektionstechniken - Path Selection

22 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 22  Funktionsweise  Einzelselektion mittels Bubble Cursor  Auswahl eines Knotens  Berechnung des Weges mit den geringen Kosten zwischen letztem und aktuellem Knoten  Aufnahme des ausgewählten Knotens und des kompletten Pfades in die Selektionsmenge Selektionstechniken - Path Selection

23 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 23  Routenberechnung  Dijkstra-Algorithmus  Ermittlung des Weges mit geringstem Kantengewicht  A*-Algorithmus  Erweiterung des Dijkstra-Algorithmus  Ebenfalls optimales Ergebnis  Kürzere Laufzeit durch Abschätzung  Benötigt jedoch Zusatzinformationen Selektionstechniken - Path Selection

24 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 24  Auswertung  Verringerung der Fehlerquote  Reduzierung der zur Selektion benötigten Zeit  Kombination mit geeigneter Methode der Einzelselektion vorteilhaft Selektionstechniken - Path Selection

25 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 25 Ausblick Bachelorarbeit

26 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 26  GTECS3D  Graph-Theoretical Evaluation of Crystal Structures 3D  Anwendung zur Darstellung und Vereinfachung von Kristall Strukturen  gemeinschaftliches Projekt mit Lehrstuhl für Mathe-C und Kristallographie (IAC) Ausblick

27 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 27  Bachelorarbeit  Implementierung von Interaktionstechniken  Erarbeitung weiterer Selektionstechniken  Bereitstellung zusätzlicher Methoden zur Manipulation der Szene  Qt-GUI zum Ausführen verschiedener Vereinfachungsalgorithmen Ausblick

28 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 28  Bachelorarbeit  Implementierung von Interaktionstechniken  Erarbeitung weiterer Selektionstechniken  Bereitstellung zusätzlicher Methoden zur Manipulation der Szene  Qt-GUI zum Ausführen verschiedener Vereinfachungsalgorithmen Ausblick

29 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 29  Bachelorarbeit  Implementierung von Interaktionstechniken  Erarbeitung weiterer Selektionstechniken  Bereitstellung zusätzlicher Methoden zur Manipulation der Szene  Qt-GUI zum Ausführen verschiedener Vereinfachungsalgorithmen Ausblick

30 Seminarvortrag, 25.01.2012RZ: Sven PorscheFolie 30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit