institut für c omputer g raphik, tu braunschweig biobrowser interaktive molekülmodelle als...
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Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
BioBrowser
Interaktive Molekülmodelle als zentrales Zugangs- und Dokumentationswerkzeug
für biologische Information
Teilprojekt: Visualisierung
Prof. Dr. Dieter Fellner, Lars Offen, Andreas HalmInstitut für Computergraphik, TU Braunschweig
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Ziele
BioBrowser als Zugangs-/Integrationstool bestehender Informationsquellen
Herausforderungen an die Visualisierung Alle gängigen Darstellungen sollen unterstützt
werden Visualisierung sehr großer Datenmengen in
Echtzeit Precomputed Data minimieren
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Visualisierungen
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Visualisierungen
XML Datenrepräsentation
Hierarchie Farbkodierte
Primärstruktur
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Allgemeine Konzepte I
Visualisierung großer Datenmengen in Echtzeit Just-in-Time Generierung der Geometrie Geometriereduktion durch
Level-of-Detail Billboarding Subdivision-Verfahren
Verwendung moderner GPU Features Precomputed Data minimieren
Verwendung/Entwicklung schneller Algorithmen Daten können in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Allgemeine Konzepte II
Erweiterbarkeit soll sicher gestellt werden Spezifizierte Plugin-Schnittstelle zum Einbinden
weiterer Module Kommunikation zwischen den einzelnen Modulen
Plattformunabhängig Keine Verwendung plattformabhängiger
Bibliotheken, wie zum Beispiel MFC
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Spacefill
Darstellung des Van der Waals-Radius der Atome
LOD-Halbkugeln bei älteren Grafikkarten
Depth Sprites mit Pixelshadern auf neuer Hardware
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Ribbons combined B-Reps für
die Darstellung von „Ribbons“
Cα-Atome bestimmen Form und Lage der Ribbons
LOD: Anpassung an Rechnerstärke, Nähe zum Betrachter und Idle-Time des Rechners
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Surfaces
Unterschiedliche Arten Van der Walls
Surface (vdWS) Solvent Accessible
Surface (SAS) Solvent Excluded
Surface (SES)
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Surfaces - Anforderungen
Anforderungen: Korrekt Interaktiv Keine festgelegte Auflösung (wie zum Beispiel
beim Marching Cubes) Unser Lösungsansatz:
Verwendung von Unterteilungsflächen (Subdivision-Surfaces)
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Surfaces - Berechnung
Berechnung: Molekül Spacefill Reduced
Surfaces BaseMesh Unterteilungs-
flächen
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Struktur Lupe
Verschiedene Visualisierungen, nach Detailgrad gestaffelt kombinieren
z.Z. noch nicht kontextsensitiv
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Erreichter Zwischenstand I
Plattformunabhängiges Visualisierungstool Auf Plugin-Basis Standardvisualisierungen
Konzepte zur Reduktion von Geometrie:Billboardingcombined BRepsLODUnterteilungsverfahren
Verwendung moderner GPU Features
=> Komplexe Moleküle möglich
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Erreichter Zwischenstand II
Visualisierungsleistung vorhanden, umOnline-Abfrage wichtiger Datenbanken wie zum Beispiel
European Bioinformatics Institute (z.B. UniProt): http://www.ebi.ac.uk/
GenomeNet (z.B. KEGG):http://www.genome.jp/
Proteindatabank:http://www.pdb.org/
zu ermöglichen.
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Ausblick (3.Jahr) Erweiterung der Lupe durch kontext-sensitive
Aspekte => Semantische Linse Kombination der Ansichten Teilbereiche können markiert und in anderen
Ansichten angezeigt werden Anzeige spezifischer Details für jede Ansicht
aus Online-Datenbanken Lokal hinzugefügt
Algorithmische Verbesserung (Performance/Speicher) bei Solvent Surfaces
Unterstützung weiterer Dateiformate
Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig
Ausblick
Einbinden wichtiger Tools in das Plugin-System Sequenz-Analyse/Alignment
Blast FASTA
Strukturdefinition DSSP
Portierung auf weitere Plattformen Cave-Umgebungen PDA
Integration in Anwendungsumgebungen