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Peter Fischer-Stabel

Datenvisualisierung

Vom Diagramm zur Virtual Reality

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EAN/ISBN
9783838550282
1. 2018

Details

Techniken der Datenvisualisierung werden mittlerweile in allen Disziplinen eingesetzt. Mit ihnen kann einerseits die effiziente Aufbereitung und Analyse einer exponentiell gewachsenen Informationsmenge gewährleistet werden. Andererseits lassen sich so komplexe Informationsinhalte in einem visuellen Umfeld angemessen kommunizieren.

Der Autor präsentiert die wesentlichen Felder der Computervisualistik und illustriert diese durch Anwendungsbeispiele: Das Spektrum reicht von elementaren Methoden zur Erstellung von Diagrammen, Infografiken und Kartenwerken, über geometrische Modellierung und Bildbearbeitung, bis hin zur Augmented- und Virtual Reality. Das Buch vermittelt so die Grundlagen der computergestützten Datenvisualisierung.
  • Peter Fischer-Stabel: Datenvisualisierung. Vom Diagramm zur Virtual Reality (Unter Mitarbeit von Christoph Göttert und Jens Schneider)3
  • Impressum4
  • Vorwort5
  • Hinweise zum Buch7
  • Inhalt9
  • Abbildungsverzeichnis15
  • Tabellenverzeichnis19
  • 1 Einführung21
  • 1.1 Raster- und Vektorgrafik25
  • 1.1.1 Rastergrafik27
  • 1.1.1.1 Beispiel Rastergrafik: Geländemodell / Heightmap29
  • 1.1.2 Vektorgrafik31
  • 1.1.2.1 Beispiel: Scalable Vector Graphics (SVG)32
  • 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
  • 5.5.1.1 Begriffsklärung Level of Detail (LoD)94
  • 5.5.1.2 ALS-Datenprodukt Punktwolke95
  • 5.5.1.3 LAS-Datenset95
  • 5.5.1.4 CityGML96
  • 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
  • 6.4.4.1 Hintergrund zur Problematik der Bodenversiegelung134
  • 6.4.4.2 Erfassungsmethoden zur Bodenversiegelung135
  • 6.4.4.3 Vegetationsindex NDVI137
  • 6.4.4.4 Ergebnisse139
  • 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