Steerable texture synthesis for vector field visualization

In dieser Arbeit werden neue Methoden zur Visualisierung von Vektorfeldern und zur Generierung einer kontrollierbaren Textursynthese vorgestellt. Ein intuitiver Ansatz wird eingeführt, welcher flexibel und einfach erweiterbar ist. Traditionelle Theorien der Bildverarbeitung für Textursynthese wurden für dieses Ziel verwendet und angepasst. Texturen sind musterbasierte Bilder, welche statistische und/oder strukturelle Eigenschaften als räumliche Verteilung von Pixel zeigen. Texturen sind charakterisiert von einem Satz von perzeptiven, visuellen Dimensionen und sind deshalb besonders geeignet als Paradigma für eine flexible Informationsabbildung in der Visualisierung. Die Steuerung von anisotropen Texturen entlang einem Vektorfeld ermöglicht eine flexible und effektive Visualisierung von vektoriellen Distributionen. Somit können Teile von Texturen oder texturellen Elementen, auch Texel genannt, als Primitive benutzt werden, für den Zweck der Vektorfeldvisualisierung und feldergesteuerten Textursynthese. Der Hauptinhalt von vektoriellen Datensätzen, und bedeutsame Attribute können daher mittels intuitiver Transformationen über texture seeds kodiert werden. Die Kontrolle über den Syntheseprozess ermöglicht und generiert eine Varietät von Effekten in dem resultierenden Bildergebnis. Die Grundidee ist, dass Vektorfelder mit dem folgenden Ansatz visualisiert werden können: die Farbe oder die Intensität der Outputpixel kann abhängig von kalkulierten Ähnlichkeitsfunktionen einfach gesetzt werden. Diese Methode ist texturbasiert, sie passt ein ausgewähltes Startmuster dem Vektorfeld an, und sie transformiert das Muster von einer anisotropen Beispieltextur um, zur Darstellung und Visualisierung der Eigenschaften und Variation der Vektorfelder. Wichtige Beiträge von dieser Arbeit sind eine Generalisierung des traditionellen Textursyntheseprozesses und die Einführung neuer Techniken zur Vektorfeldvisualisierung und der kontrollierbaren Textursynthese. Transformationseffekte und künstlerische Variationen sind mit Hilfe verschiedener Bildbearbeitungsfiltern, die lokal anwendbar sind, möglich, so können kritische Punkte oder Bereiche von besonderem Interesse verschieden synthetisiert werden. Das Verfahren ist generell, vielseitig, flexibel und einfach zu verwenden