Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig BioBrowser Interaktive Molekülmodelle als zentrales Zugangs- und Dokumentationswerkzeug für biologische.

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1 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig BioBrowser Interaktive Molekülmodelle als zentrales Zugangs- und Dokumentationswerkzeug für biologische Information Teilprojekt: Visualisierung Prof. Dr. Dieter Fellner, Lars Offen, Andreas Halm Institut für Computergraphik, TU Braunschweig

2 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Ziele BioBrowser als Zugangs-/Integrationstool bestehender Informationsquellen Herausforderungen an die Visualisierung Alle gängigen Darstellungen sollen unterstützt werden Visualisierung sehr großer Datenmengen in Echtzeit Precomputed Data minimieren

3 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Visualisierungen

4 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Visualisierungen XML Datenrepräsentation Hierarchie Farbkodierte Primärstruktur

5 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Allgemeine Konzepte I Visualisierung großer Datenmengen in Echtzeit Just-in-Time Generierung der Geometrie Geometriereduktion durch Level-of-Detail Billboarding Subdivision-Verfahren Verwendung moderner GPU Features Precomputed Data minimieren Verwendung/Entwicklung schneller Algorithmen Daten können in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden

6 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Allgemeine Konzepte II Erweiterbarkeit soll sicher gestellt werden Spezifizierte Plugin-Schnittstelle zum Einbinden weiterer Module Kommunikation zwischen den einzelnen Modulen Plattformunabhängig Keine Verwendung plattformabhängiger Bibliotheken, wie zum Beispiel MFC

7 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Spacefill Darstellung des Van der Waals-Radius der Atome LOD-Halbkugeln bei älteren Grafikkarten Depth Sprites mit Pixelshadern auf neuer Hardware

8 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Ribbons combined B-Reps für die Darstellung von Ribbons C α -Atome bestimmen Form und Lage der Ribbons LOD: Anpassung an Rechnerstärke, Nähe zum Betrachter und Idle-Time des Rechners

9 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Surfaces Unterschiedliche Arten Van der Walls Surface (vdWS) Solvent Accessible Surface (SAS) Solvent Excluded Surface (SES)

10 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Surfaces - Anforderungen Anforderungen: Korrekt Interaktiv Keine festgelegte Auflösung (wie zum Beispiel beim Marching Cubes) Unser Lösungsansatz: Verwendung von Unterteilungsflächen (Subdivision-Surfaces)

11 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Surfaces - Berechnung Berechnung: Molekül Spacefill Reduced Surfaces BaseMesh Unterteilungs- flächen

12 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Struktur Lupe Verschiedene Visualisierungen, nach Detailgrad gestaffelt kombinieren z.Z. noch nicht kontextsensitiv

13 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Erreichter Zwischenstand I Plattformunabhängiges Visualisierungstool Auf Plugin-Basis Standardvisualisierungen Konzepte zur Reduktion von Geometrie: Billboarding combined BReps LOD Unterteilungsverfahren Verwendung moderner GPU Features => Komplexe Moleküle möglich

14 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Erreichter Zwischenstand II Visualisierungsleistung vorhanden, um Online-Abfrage wichtiger Datenbanken wie zum Beispiel European Bioinformatics Institute (z.B. UniProt): http://www.ebi.ac.uk/ http://www.ebi.ac.uk/ GenomeNet (z.B. KEGG): http://www.genome.jp/ http://www.genome.jp/ Proteindatabank: http://www.pdb.org/ http://www.pdb.org/ zu ermöglichen.

15 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Ausblick (3.Jahr) Erweiterung der Lupe durch kontext-sensitive Aspekte => Semantische Linse Kombination der Ansichten Teilbereiche können markiert und in anderen Ansichten angezeigt werden Anzeige spezifischer Details für jede Ansicht aus Online-Datenbanken Lokal hinzugefügt Algorithmische Verbesserung (Performance/Speicher) bei Solvent Surfaces Unterstützung weiterer Dateiformate

16 Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig Ausblick Einbinden wichtiger Tools in das Plugin-System Sequenz-Analyse/Alignment Blast FASTA Strukturdefinition DSSP Portierung auf weitere Plattformen Cave-Umgebungen PDA Integration in Anwendungsumgebungen