Interactive tracing of radio waves and neuronal fiber pathways for exploratory visualization in virtual reality

Rick, Tobias; Kuhlen, Torsten

doi:4270

Interactive tracing of radio waves and neuronal fiber pathways for exploratory visualization in virtual reality = Interaktives Verfolgen von Funkwellen und neuronalen Faserbahnen zur explorativen Visualisierung in der virtuellen Realität

Rick, Tobias (Author)

2012

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Tobias Rick

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2012

UmfangVIII, 168 S. Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Kuhlen, Torsten (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2012-05-09

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-42704
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/82829/files/4270.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Virtuelle Realität (Genormte SW) ; Visualisierung (Genormte SW) ; Informatik (frei) ; virtual reality (frei) ; visualization (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Explorative Visualisierung physikalischer Phänomene profitiert von der Möglichkeit, interaktiv Simulationsparameter ändern zu koennen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung von zwei ausgewählten Themenbereichen auf der parallelen Architektur der Grafikkarte: (1) der Simulation und Manipulation von Funknetzwerken und (2) der Schätzung von neuronaler Konnektivität im menschlichen Gehirn. Im Wesentlichen werden Simulations- und Visualisierungskomponenten miteinander verknüpft, um so komplexe Sachverhalte in Echtzeit sichtbar zu machen.

Exploratory visualization of physical simulations in virtual environments greatly benefits from interactively changing parameters with real-time feedback. The present thesis addresses two specific research questions by problem reformulation and implementation on the Graphics Processing Unit's many-core architecture towards a simulation and interaction in real-time: (1) simulating and manipulating wireless radio networks and (2) estimating and disambiguating neuronal fiber connectivity in the living human brain. This works assists in the exploratory scientific analysis by directly coupling simulation input and output with visual feedback and natural interaction via an interactive Virtual Reality (VR) interface. The user becomes an integral part of the workflow in order to observe computation results in real-time and to react appropriately. An interactive manipulation is enabled by decomposing and reformulating the domain specific algorithms into parallel sub tasks. Their scalability is demonstrated in the presence of a huge number of cores as available on current graphics hardware. This work uses VR interfaces to put the user in more control of the computing pipeline in order to exploit the full potential of a human-in-the-loop to see patterns and structures arise.

Fulltext:
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