Virtual Reality Data Visualization : Concepts, technologies and more

Data Visualization (DV) can be seen as an important tool for communication and data analysis. Especially when huge amounts of data are involved, visual representation of data can facilitate observation of trends and patterns as well as understanding. Currently, two dimensional displays are mainly used for Data Visualization, both in two and three dimensions (2D and 3D). However, two dimensional displays are limited in terms of 3D visualization because they do not allow for true sense of depth and do not cover the observer’s full Field Of View (FOV). An alternative approach is to use Virtual Reality (VR), which provides an immersive and interactive 3D environment. VR has been mainly used for gaming and simulated training. However, other areas are now emerging because VR technologies became relatively affordable. For example, one possibility is to explore VR for DV and this was the main goal of this project. To accomplish that, a literature study was performed to identify terminologies and definitions, hardware and software technologies, techniques and examples in the fields of DV and VR. In addition, in order to exemplify DV through VR, a prototype system was implemented using Unity 3D, a leading engine for VR. To visualize the developed VR environment, a HTC Vive Head Mounted Display (HMD) was used. The developed prototype system can display data from a local dataset in a scatter plot with three axis in VR. In the virtual environment created by the system, the user can select the attributes in the dataset to be displayed by the 3D scatter plot. Once the data is plotted, the user can use the handheld joystick to move, rotate, tilt and scale the scatter plot. Achieved results indicate immersion and interaction as the main perceived benefits of DV using VR.Datavisualisering (DV) kan ses som ett viktigt verktyg för kommunikation och dataanalys, speciellt när stora mängder data behandlas. Visuell representation kan främja observationen av trender och mönster samt förståelsen av datan. För närvarande används tvådimensionella displayer huvudsakligen för datavisualisering, både i två och tre dimensioner (2D och 3D). Emellertid är tvådimensionella displayer begränsade i 3D-visualisering eftersom de inte möjliggör äkta djupseende, och täcker inte observatörens fulla synfält (Field Of View (FOV)). Ett alternativ tillvägagångssätt är att använda Virtual Reality (VR), vilket tillhandahåller en omslutande och interaktiv 3D-miljö. VR har huvudsakligen används för spel och simulerad träning. Däremot börjar nya användningsområden uppstå då VR teknologin har blivit mer prisvärd. Ett användningsområde är VR för DV, vilket var det huvudsakliga syftet för det här arbetet. För att uppnå syftet utfördes en litteraturstudie för att identifiera teknologier och definitioner, hårdvaru- och mjukvaruteknologier, tekniker och exempel inom området av DV och VR. Dessutom, för att exemplifiera DV genom VR, utvecklades ett prototypsystem. Vilket implementerades genom Unity 3D, en av de ledande spelmotorerna. För att visualisera den utvecklade VR-miljön användes ett HTC Vive Head Mounted Display (HMD). Den utvecklade prototypen kan visualisera data från ett lokalt dataset genom ett spridningsdiagram med 3 axlar, i VR. I den virtuella miljön som skapas av systemet tillåts användaren att välja attribut från datasetet för att sedan visualisera dessa genom det tredimensionella spridningsdiagrammet. När datan väl är visualiserad, kan användaren använda de handhållna kontrollerna för att flytta, rotera, luta och skala grafen. Uppnådda resultat indikerar på omslutning och interaktion som de huvudsakliga fördelarna av DV genom VR