Interaktive Visualisierungstechniken in interdisziplinären Anwendungsbereichen

Visualization is any technique used to create meaningful and intuitive images to communicate information. Real-time 3D visualization techniques are commonly employed in engineering to support the interpretation of large amount of complex data and to gain a deeper understanding of the underlying processes. In this work applications and research is presented in which new insights have been gained in disciplines with little engineering background. Problems and their solutions are presented for several disciplines: in archaeology we inspect as well as interpret unique artefacts non-destructively, making an inside view of ancient pottery visible. Using computed tomography scans we offer methods for the illustration of complex fragmented objects and find new interpretations for the manufacturing process. Also in archaeology, we apply our techniques to the visualization of architectural reconstructions. Several examples are given that show how ancient structures can be reconstructed and then rendered in real-time. In palaeontology oceanology we propose and apply computer graphics methods for the inspection and analysis of an endangered species of deep-sea corals. We describe the morphology of the corals and develop a mathematical model that is used to grow and evaluate artificial virtual reefs in order to evaluate their reef building and biodiversity potential. Finally, in biology/geology we use high-resolution terrain data to help calculate maps of sun radiation. Our results have been used for the creation of charts of potential natural vegetation in a project for the Federal Agency of Nature Conservation.Interaktive Visualisierungstechniken werden in erster LInie für das Verständnis von Daten angewendet, die aus dem Bereich der Ingenieurswissenschaften stammen. In Rahmen dieser Arbeit wird gezeigt, dass dieselben Methoden auch einen wesentlichen Beitrag in Disziplinen leisten können, die wenig ingenieurstechnischen Hintergrund haben. Probleme und ihre Lösungen werden für mehrere Disziplinen präsentiert: in der Archälogie werden antike Artefakte mit zerstörungsfreien Methoden untersucht und neu interpretiert. Mit dem Einsatz von Computertomographie wird es möglich, einen Blick in das Innere geschlossener antiker Keramik zu werfen und den restaurierten, komplex fragmentierten Erhaltungszustand aussagekräftig abzubilden und neue Hinweise über den Herstellungsprozeß zu erhalten. Ebenso in der Archäologie werden Visualisierungstechniken vorgestellt, um Rekonstruktionen antiker Bauwerke durchzuführen und darzustellen. Dabei werden geeignete Softwarelösungen aufgezeigt, mit denen diese Strukturen rekonstruiert und in Echtzeit dargestellt werden können sowie mehrere Beispiele vorgeführt. In der Paläontologie und Ozeanologie werden Vorgehensweisen vorgeschlagen, die zur Analyse einer vom Aussterben bedrohten Tiefseekorallenart nützlich sind. Zuerst werden mit Computertomografieaufnahmen Korallen erfasst und ihre Morphologie beschrieben. Danach wird ein mathematisches Modell entwickelt, das benutzt wird, um künstliche virtuelle Riffe zu erschaffen und auszuwerten, um Fragen des Riffbildungspotentials und der Biodiversität zu beantworten. Schlussendlich wird eine Anwendung in den Geowisssenschaften präsentiert, in der hoch aufgelösten Karten eines Terrainmodells von Bayern verwendet werden, um genaue Sonneneinstrahlungskarten auszurechnen unter Berücksichtigung globaler Effekte. Diese Auswertungen helfen, Karten der potentiellen natürlichen Vegetation zu bestimmen, die in einem Projekt für das Bundesamt für Naturschutz angefertigt werden