Browsing by Author "Schatz, Karsten"

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Open Access
Identifikation und Visualisierung von Halos in kosmologischen Simulationen
(2015) Schatz, Karsten
Physikalische Simulationen des Universums generieren immer mehr Daten. Insbesondere Simulationen Dunkler Materie und der von dieser ausgebildeten Strukturen sind dabei sehr beliebt, da sie Aufschluss über die Historie des Weltalls geben. Zur Analyse dieser Simulationen ist es wichtig, über geeignete Mittel zu verfügen, die die schiere Datenmenge handhabbar machen. Visualisierungen der Simulationsresultate sind hierfür ein geeignetes Mittel. Ziel dieser Arbeit ist es, zum einen so genannte Halos, also Bereiche, in der die Dunkle Materie dicht gepackt ist, zu erkennen und diese zum anderen zu visualisieren. Während für die reine Dunkle Materie relativ viele Verfahren existieren, diese darzustellen, sind die Anwendungen speziell für Halos weniger häufig. Diese Arbeit konzentriert sich daher vor allem auf die Visualisierung der Halos und deren Bewegungen im Verlauf der Simulationen. Hierfür werden verschiedenste Techniken verwendet, um Interaktivität zumindest bei der Betrachtung kleinerer Datensätze zu erreichen.
Open Access
Punktbasierte Animation deformierbarer Objekte mit der SPH-Methode
(2012) Schatz, Karsten
Diese Bachelorarbeit präsentiert einen Ansatz um elastische Materialien punktbasiert zu animieren. Um dies zu erreichen, kommt die SPH-Methode zum Einsatz. Während andere Methoden weitaus zeitraubendere Verfahren wie etwa Moving Least Squares verwenden, können mit diesem Ansatz sehr gute Rechenzeiten erzielt werden. Vor allem besticht das Verfahren durch seine Erweiterbarkeit, insbesondere im Hinblick auf die Interaktion mit Stoffen, die sich in anderen Aggregatzuständen befinden. Dies alles ist durch eine Neuformulierung der Ruhelage eines elastischen Objekts möglich, bei der statt der Startposition des Objekts nur lokale Partikel-Nachbarschaften im Speicher gehalten werden. Diese Arbeit beschreibt die Umsetzung und Evaluation dieses Verfahrens, insbesondere im Hinblick auf dessen Robustheit und Effizienz. Diese Eigenschaften werden in einigen Experimenten, welche verschiedenste Parameter variieren, bestätigt.
Open Access
Visual analysis of large‐scale protein‐ligand interaction data
(2021) Schatz, Karsten; Franco‐Moreno, Juan José; Schäfer, Marco; Rose, Alexander S.; Ferrario, Valerio; Pleiss, Jürgen; Vázquez, Pere‐Pau; Ertl, Thomas; Krone, Michael
When studying protein‐ligand interactions, many different factors can influence the behaviour of the protein as well as the ligands. Molecular visualisation tools typically concentrate on the movement of single ligand molecules; however, viewing only one molecule can merely provide a hint of the overall behaviour of the system. To tackle this issue, we do not focus on the visualisation of the local actions of individual ligand molecules but on the influence of a protein and their overall movement. Since the simulations required to study these problems can have millions of time steps, our presented system decouples visualisation and data preprocessing: our preprocessing pipeline aggregates the movement of ligand molecules relative to a receptor protein. For data analysis, we present a web‐based visualisation application that combines multiple linked 2D and 3D views that display the previously calculated data The central view, a novel enhanced sequence diagram that shows the calculated values, is linked to a traditional surface visualisation of the protein. This results in an interactive visualisation that is independent of the size of the underlying data, since the memory footprint of the aggregated data for visualisation is constant and very low, even if the raw input consisted of several terabytes.