Skalierbare Visualisierung dynamischer Hypergraphen

Abstract

Für die Visualisierung von Hypergraphen stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, wie zum Beispiel die Teilmengendarstellung und Node-Link-Diagramme; diese skalieren allerdings teilweise schlecht. Sollen dynamische Hypergraphen visualisiert werden, entsteht die zusätzliche Schwierigkeit, die Veränderung der Hypergraphen darzustellen. Auch hier gibt es mehrere Möglichkeiten - beispielsweise Animation und statische Visualisierung - mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. In der vorliegenden Arbeit werden ein Ansatz basierend auf dem Quad-Schema zur Hypergraphvisualisierung und Eigenschaften der Matrixdarstellung von Graphen mit der statischen Visualisierung der Zeit (time-to-space mapping) kombiniert, um eine skalierbare Visualisierung zu erzeugen. Hierbei werden die Hyperkanten des dynamischen Hypergraphen als Spalten eines Gitters dargestellt, die Knoten als Zeilen. Die Zugehörigkeit eines Knotens zu einer Hyperkante wird durch ein Rechteck an der entsprechenden Gitterposition visualisiert. Über die Darstellung dieser Rechtecke können zusätzlich Gewichte und Kategorien der Hyperkanten und Knoten, sowie Gewichte der mit einer Hyperkante inzidenten Knoten, visualisiert werden. Weiterhin stehen mehrere Methoden zur Änderung der Anordnung der Hyperkanten und Knoten zur Verfügung. Ein Visualisierungswerkzeug ermöglicht darüber hinaus die Interaktion mit der Visualisierung, um beispielsweise Elemente auszuwählen und Details zu diesen anzuzeigen. Mithilfe einer Fallstudie wird die Nützlichkeit der Visualisierung und der Interaktionsmöglichkeiten demonstriert.