Gegenstand unserer Forschungsgruppe sind Grundlagen für integrierte Software Systeme, die dem Nutzer verschiedene Visualisierungsmethoden zur interaktiven Nutzung in einer einheitlichen Umgebung bereitstellen. Die grundlegende Architektur von Visualisierungssystemen muss angepasst werden, um mit wachsender Datengröße und Datenkomplexität Schritt zu halten. Wir konzentrieren uns darauf, Lösungen für diese Herausforderungen zu finden.

Visualisierungssysteme stellen folgende Bausteine bereit:

• ein graphisches Nutzerinterface, um Visualisierungen zusammenzustellen und zu kontrollieren
• eine Bibliothek von Funktionen die immer wieder auftretende Entwicklungsaufgaben lösen
• interne Datenrepräsentationen und Funktionen zur Eingabe und Ausgabe
• Mechanismen zur Verwaltung von Daten, Speicher und Nutzereingaben
• Möglichkeiten zur Automatisierung von vordefinierten Aufgaben; zum Beispiel durch eine Skript-Sprache
• Mechanismen, um Nutzererweiterungen zu integrieren.

Zur Verarbeitung großer Daten wurden optimale Algorithmen, External-Memory-Algorithmen, hierarchische Methoden und die Nutzung moderner Hardware-Architekturen vorgeschlagen. Die meisten Lösungen verwenden spezialisierte Datenstrukturen. Visualisierungssyteme müssen entsprechend angepasst werden, um weiterhin eine allgemeine Plattform bereitzustellen.

Um mit der wachsende Datenkomplexität umzugehen, können neue Interaktionsmöglichkeiten genutzt werden oder nach datenspezifischen Merkmalen gesucht werden. Effektive Verfahren zur Visualisierung und Analyse von komplexen Strukturen, zeitabhängigen Daten, multivariaten Daten und Mengen von eng verwandten Daten werden benötigt. Viele Lösungen ziehen Änderungen in der Architektur von Visualisierungssystemen nach sich.

Ergebnisse unserer Forschung sind in den Software Systemen Amira und Biosphere3D verfügbar.