University, Diss., 2005--Köln.

Universiẗat, Diss., 2005--Kassel. / Gedr. Ausg. im Logos-Verl., Berlin, erschienen. - Die Arbeit wurde 2006 mit dem Dissertationspreis des VDI Nordhessen ausgezeichnet.

Universiẗat, Diss., 2006--Frankfurt (Main).

Universiẗat, Diss., 2005--Tübingen.

Techn. University, Diss., 2005--Darmstadt.

Zugl.: Graz, Techn. Univ., Diss., 1996.

With the ongoing development of building information modelling (BIM) towards a comprehensive coverage of all construction project information in a semantically explicit way, visual representations became decoupled from the building information models. While traditional construction drawings implicitly contained the visual representation besides the information, nowadays they are generated on the fly, hard-coded in software applications dedicated to other tasks such as analysis, simulation, structural design or communication. Due to the abstract nature of information models and the increasing amount of digital information captured during construction projects, visual representations are essential for humans in order to access the information, to understand it, and to engage with it. At the same time digital media open up the new field of interactive visualizations. The full potential of BIM can only be unlocked with customized task-specific visualizations, with engineers and architects actively involved in the design and development process of these visualizations. The visualizations must be reusable and reliably reproducible during communication processes. Further, to support creative problem solving, it must be possible to modify and refine them. This thesis aims at reconnecting building information models and their visual representations: on a theoretic level, on the level of methods and in terms of tool support. First, the research seeks to improve the knowledge about visualization generation in conjunction with current BIM developments such as the multimodel. The approach is based on the reference model of the visualization pipeline and addresses structural as well as quantitative aspects of the visualization generation. Second, based on the theoretic foundation, a method is derived to construct visual representations from given visualization specifications. To this end, the idea of a domain-specific language (DSL) is employed. Finally, a software prototype proofs the concept. Using the visualization framework, visual representations can be generated from a specific building information model and a specific visualization description. / Mit der fortschreitenden Entwicklung des Building Information Modelling (BIM) hin zu einer umfassenden Erfassung aller Bauprojektinformationen in einer semantisch expliziten Weise werden Visualisierungen von den Gebäudeinformationen entkoppelt. Während traditionelle Architektur- und Bauzeichnungen die visuellen Reprä̈sentationen implizit als Träger der Informationen enthalten, werden sie heute on-the-fly generiert. Die Details ihrer Generierung sind festgeschrieben in Softwareanwendungen, welche eigentlich für andere Aufgaben wie Analyse, Simulation, Entwurf oder Kommunikation ausgelegt sind. Angesichts der abstrakten Natur von Informationsmodellen und der steigenden Menge digitaler Informationen, die im Verlauf von Bauprojekten erfasst werden, sind visuelle Repräsentationen essentiell, um sich die Information erschließen, sie verstehen, durchdringen und mit ihnen arbeiten zu können. Gleichzeitig entwickelt sich durch die digitalen Medien eine neues Feld der interaktiven Visualisierungen. Das volle Potential von BIM kann nur mit angepassten aufgabenspezifischen Visualisierungen erschlossen werden, bei denen Ingenieur*innen und Architekt*innen aktiv in den Entwurf und die Entwicklung dieser Visualisierungen einbezogen werden. Die Visualisierungen müssen wiederverwendbar sein und in Kommunikationsprozessen zuverlässig reproduziert werden können. Außerdem muss es möglich sein, Visualisierungen zu modifizieren und neu zu definieren, um das kreative Problemlösen zu unterstützen. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Gebäudemodelle und ihre visuellen Repräsentationen wieder zu verbinden: auf der theoretischen Ebene, auf der Ebene der Methoden und hinsichtlich der unterstützenden Werkzeuge. Auf der theoretischen Ebene trägt die Arbeit zunächst dazu bei, das Wissen um die Erstellung von Visualisierungen im Kontext von Bauprojekten zu erweitern. Der verfolgte Ansatz basiert auf dem Referenzmodell der Visualisierungspipeline und geht dabei sowohl auf strukturelle als auch auf quantitative Aspekte des Visualisierungsprozesses ein. Zweitens wird eine Methode entwickelt, die visuelle Repräsentationen auf Basis gegebener Visualisierungsspezifikationen generieren kann. Schließlich belegt ein Softwareprototyp die Realisierbarkeit des Konzepts. Mit dem entwickelten Framework können visuelle Repräsentationen aus jeweils einem spezifischen Gebäudemodell und einer spezifischen Visualisierungsbeschreibung generiert werden.

Vortrag UNIX-Stammtisch 02/00

This thesis studies the visualization of set collections either via or defines as the relations among contours. In the first part, dynamic Euler diagrams are used to communicate and improve semimanually the result of clustering methods which allow clusters to overlap arbitrarily. The contours of the Euler diagram are rendered as implicit surfaces called blobs in computer graphics. The interaction metaphor is the moving of items into or out of these blobs. The utility of the method is demonstrated on data arising from the analysis of gene expressions. The method works well for small datasets of up to one hundred items and few clusters. In the second part, these limitations are mitigated employing a GPU-based rendering of Euler diagrams and mixing textures and colors to resolve overlapping regions better. The GPU-based approach subdivides the screen into triangles on which it performs a contour interpolation, i.e. a fragment shader determines for each pixel which zones of an Euler diagram it belongs to. The rendering speed is thus increased to allow multiple hundred items. The method is applied to an example comparing different document clustering results. The contour tree compactly describes scalar field topology. From the viewpoint of graph drawing, it is a tree with attributes at vertices and optionally on edges. Standard tree drawing algorithms emphasize structural properties of the tree and neglect the attributes. Adapting popular graph drawing approaches to the problem of contour tree drawing it is found that they are unable to convey this information. Five aesthetic criteria for drawing contour trees are proposed and a novel algorithm for drawing contour trees in the plane that satisfies four of these criteria is presented. The implementation is fast and effective for contour tree sizes usually used in interactive systems and also produces readable pictures for larger trees. Dynamical models that explain the formation of spatial structures of RNA molecules have reached a complexity that requires novel visualization methods to analyze these model\''s validity. The fourth part of the thesis focuses on the visualization of so-called folding landscapes of a growing RNA molecule. Folding landscapes describe the energy of a molecule as a function of its spatial configuration; they are huge and high dimensional. Their most salient features are described by their so-called barrier tree -- a contour tree for discrete observation spaces. The changing folding landscapes of a growing RNA chain are visualized as an animation of the corresponding barrier tree sequence. The animation is created as an adaption of the foresight layout with tolerance algorithm for dynamic graph layout. The adaptation requires changes to the concept of supergraph and it layout. The thesis finishes with some thoughts on how these approaches can be combined and how the task the application should support can help inform the choice of visualization modality.

Die vorliegende Arbeit nutzt die Publikationsdaten der TU Chemnitz zur Darstellung der Entwicklung von Kooperationen zwischen Instituten und Fakultäten über die Zeit. Dabei wird die Unzulänglichkeit gängiger Netzwerkanalysen mithilfe von Graphen, die komplexen Beziehungen um eine zeitliche Dimension zu erweitern, aufgezeigt. Stattdessen wird eine Anwendung auf Basis des Streamgraphen vorgestellt, welche nicht nur den Vergleich der Entwicklung beliebiger Kombinationen von Instituten und Fakultäten ermöglicht, sondern auch spezifische Auskünfte zu den Kooperationsarten und deren zeitlicher Verlagerung gibt. Dafür werden zwei Erweiterungen für den Streamgraphen vorgestellt, welche seinen Informationsumfang erweitern und ihn damit zur Erfüllung der gesetzten Anforderungen befähigen. / This thesis uses data about publications from members of the TU Chemnitz to visualize the progress of cooperations between institutes and faculties over time. Thereby it is shown, that the attempt to expand common used network analyses, via graphs, by a temporal dimension, is insufficient for this task. Instead we present an application, based on a streamgraph, which enables the user to compare the development of any combination of institutes and faculties, as well as giving specific information about cooperation types and their temporal shift. Therefore, two extensions to the streamgraph are proposed, which increase the amount of information visible and provide tools to satisfy the stated requirements.