Browsing by Author "Marmann, Thomas"

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    Accelerated 2D visualization using adaptive resolution scaling and temporal reconstruction
    (2023) Becher, Michael; Heinemann, Moritz; Marmann, Thomas; Reina, Guido; Weiskopf, Daniel; Ertl, Thomas
    Data visualization relies on efficient rendering to allow users to interactively explore and understand their data. However, achieving interactive frame rates is often challenging, especially for high-resolution displays or large datasets. In computer graphics, several methods temporally reconstruct full-resolution images from multiple consecutive lower-resolution frames. Besides providing temporal image stability, they amortize the rendering costs over multiple frames and thus improve the minimum frame rate. We present a method that adopts this idea to accelerate 2D information visualization, without requiring any changes to the rendering itself. By exploiting properties of orthographic projection, our method significantly improves rendering performance while minimizing the loss of image quality during camera manipulation. For static scenes, it quickly converges to the full-resolution image. We discuss the characteristics and different modes of our method concerning rendering performance and image quality and the corresponding trade-offs. To improve ease of use, we provide automatic resolution scaling in our method to adapt to user-defined target frame rate. Finally, we present extensive rendering benchmarks to examine real-world performance for examples of parallel coordinates and scatterplot matrix visualizations, and discuss appropriate application scenarios and contraindications for usage.
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    Beschleunigung des Renderings Paralleler Koordinaten mittels Auflösungsskalierung und Temporaler Rekonstruktion
    (2020) Marmann, Thomas
    Eine wichtige Visualisierung von hochdimensionalen Datensätzen sind Parallelen Koordinaten, bei denen die Daten als Linienzüge dargestellt werden, die parallele Achsen entsprechend ihrer Werte schneiden. Für große Datensätze kommt es hierbei jedoch zu sehr dichten Linienhaufen, welche durch Effekte wie Overdraw die Programmausführung verlangsamen können. Ein solches Problem tritt in der Visualisierungsumgebung MegaMol der Universität Stuttgart bei großen Datensätzen und Auflösungen auf. Zur Verbesserung dieser Echzeitinteraktion entsteht also Bedarf, den Rendervorgang, welcher auch im Wesentlichen die Reaktionszeit des Programms bestimmt, zu beschleunigen. In dieser Arbeit werden Verfahren vorgeschlagen, welche durch Nutzung von Auflösungsskalierung beim Rendern, Amortisieren der Renderkosten über mehrere Schritte und anschließender temporaler Rekonstruktion die Programmausführung beschleunigen. Es wird die Qualität der Anzeige unter Nutzung der Verfahren analysiert und die erzielte Beschleunigung in Hinblick auf Einflussfaktoren untersucht. Bildqualität wird anhand von Bildschirmschnappschüssen verglichen und bewertet. Ghosting-Artefakte, welche bei Bewegung der Szene bei amortisiertem Rendern entstehen können, werden durch Reprojektion der Abtastungen minimiert. Verbleibende Fehler werden aufgezeigt und deren Auswirkung auf den Bildeindruck untersucht. Zur Bewertung der Performanz der Verfahren wurden Messungen der Renderdauer unternommen und ausgewertet. Es wird gezeigt, dass die vorgeschlagenen Verfahren in vielen kritischen Situationen eine deutliche Beschleunigung des Rendervorgangs erreichen und ebenso die Grenzen der Verfahren aufgezeigt.