Anotace

Cílem předmětu je prohloubit znalostí počítačové grafiky v oblasti vizualizace dat. Studenti budou mít po absolvování kurzu základní teoretické a praktické znalosti z oblasti vizualizace netriviálních vědeckotechnických a abstraktních dat. Popisovány jsou základní principy a postupy zobrazování mezioborových dat a získané znalosti jsou využity při realizaci praktických úloh z oblasti vizualizace.

Kontakty v případě distanční výuky

V případě distanční výuky budou on-line přednášky probíhat na videokonferenčním serveru Zoom v předem oznámeném čase jedenkrát týdně. Identifikátor videohovoru bude zaslán hromadným mailem všem studentům zapsaným do tohoto předmětu. Konzultace praktické části výuky budou probíhat průběžně mailem a na platformě Matrix. Pozvánka do místnosti VD byla zaslána mailem.

Připojení k přednášce na Zoomu

Po zadání mailem zaslané adresy schůzky do prohlížeče (funkčnost odzkoušena ve Firefoxu) zvolte možnost "join from your browser", vyplňte své jméno, opište captcha kód a klikněte na tlačítko Join. Následně potvrďte volbu zvukového vstupu a výstupu. Nyní byste měli vidět živý přenos.

Přednášky

Časový plán on-line přednášek

Den Hodina Přednáška
25. 9. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 2
30. 9. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 3
7. 10. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 4
14. 10. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 5
21. 10. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 6
28. 10. 2020 státní svátek
4. 11. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 7
11. 11. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 8
18. 11. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 9
25. 11. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 10
2. 12. 2020 9:00 – 10:30 přednáška č. 11
9. 12. 2020 9:00 – 10:30 Konzultace postupu řešení zadaných úloh
14. 12. 2020 - 18. 12. 2020 individuálně Odevzdání řešení zadaných úloh

Maximální bodový zisk za vypracování (tj. provedení implementace a ověření funkčnosti) jednotlivých úloh naleznete zde. U všech odevzdávaných úloh se předpokládá perfektní orientace ve zdrojovém kódu. Nejzazším termínem pro udělení zápočtu je 3. 1. 2021.

Zkouška

Zkouška je ústní s písemnou přípravou (3 otázky, celkem 55 bodů). Zkušební otázky korespondují s tématy na přednáškách, seznam okruhů zkušebních otázek naleznete ZDE.

Během distanční výuky bude zkouška probíhat individuálně přes videokonferenční server Zoom na adrese shodné s přednáškou a v termínech oznámených v místnosti předmětu na serveru Matrix. Termíny jsou rovněž vypsány v Edisonu.

Přednáška 1

Historický úvod a vykreslování základních grafů. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 2

Datová sada, dimenze, vzorkování, rekonstrukce. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 3

Rekonstrukce z mračna bodů. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 4

Vizualizace vektorových polí. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 5 a 6

SPH a rekonstrukce izoploch. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 7

Vizualizace tenzorových polí. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 8

Vizualizace objemových dat. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 9

Vizualizace abstraktních dat. Slidy naleznete ZDE.

Přednáška 10

Vizualizace grafů, hierarchických dat a redukce dimenze. Slidy naleznete ZDE.

Cvičení 1

Hlavním cílem prvního cvičení je seznámení se s nástrojem Gnuplot. Pro začátek můžete použít tuto ukázku. Dalším bodem cvičení je vyhledání libovolné teplotní časové řady (min. 50 let), její vhodná vizualizace a následná analýza.

Cvičení 2

Druhé cvičení navazuje na analýzu časové řady z předchozího cvičení hledáním hlavního trendu a periodických změn v řadě (OpenCV FFT, Eigen FFT apod.). Pro aproximaci dat můžete využít postup uvedený ZDE nebo ZDE.

Cvičení 3

Třetí cvičení se věnuje rekonstrukci funkce z mračna vygenerovaných bodů pomocí Sheppardovy metody. Body p_i jsou z domény D=<-500, 500>^2 generovány náhodně s normálním rozložením kolem počátku s vhodným rozptylem, přidružené hodnoty f_i odpovídají funkční hodnotě 2D Gaussiánu. Ukázka rekonstrukce obdobné funkce je na slidu 15.

Cvičení 4

Čtvrté cvičení se věnuje vizualizaci vektorových polí. Pokuste se o animaci vizualizace časoprostorových vzorků vektorového pole ze simulace proudění tekutin. Vstupní data naleznete ZDE. Výsledná animace by měla obsahovat vhodné znázornění rotace a rychlosti vektorového pole.

Cvičení 5 a 6

Páté a šesté cvičení se věnuje konstrukci a vizualizaci izoploch. Pokuste o vizualizaci izoplochy povrchu tekutiny z dodaného výsledku SPH simulace pomocí algoritmu Marching Cubes.

Cvičení 7

Sedné cvičení se věnuje vizualizaci objemových dat. S využitím předpřipravené šablony se pokuste o vizualizaci izoplochy vybraného druhu tkáně pomocí libovolného osvětlovacího modelu.

Cvičení 8

Osmé cvičení se věnuje vizualizaci abstraktních dat. S využitím knihovny D3.js se pokuste o vizualizaci libovolných vstupních dat (záměr konzultujte předem).

Cvičení 9

Deváté cvičení se věnuje vizualizaci multidimenzionálních dat a redukci dimenze.